JP2016092879A - 振動子および超音波モータ - Google Patents

Abstract

【課題】小型振動子の圧電素子と導通部材との接着部が剥がれることを防止すること。
【解決手段】振動子１において、導通部材１３は、電極１１１ａと接着する少なくとも１つの第一の接着部１３ａと、弾性部材１２と接着する少なくとも１つの第二の接着部１３ｂと、外部の電圧を印加する手段と電気的に接続する給電部１３ｃと、を有し、導通部材１３は、給電部１３ｃから第一の接着部１３ａまでの経路長が給電部１３ｃから第二の接着部１３ｂまでの経路長より長いことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置のレンズ鏡筒等に用いる超音波モータの駆動源である振動子およびそれを用いた超音波モータに関する。

圧電素子の超音波振動を利用した超音波モータは、小型で高い駆動力が得られ、広い速度レンジに対応でき、低振動かつ低騒音であるという特徴を有している。特に、圧電素子と弾性部材とを張り合わせたチップ型の振動子を用いた方式は、振動子が比較的小型であり、また被駆動部材の回転駆動のみならず直進駆動が可能であるという特徴がある。そのため、チップ型の振動子を用いた超音波モータは、小型で高い駆動力のモータが求められるカメラのレンズ鏡筒等において、レンズの直進駆動用のアクチュエータとして適している。特許文献１に開示された装置は、チップ型の振動子を用いた超音波モータの例である。

この方式では、圧電素子に電圧を印加した際の圧電素子の伸縮を利用して振動子に定在波振動を励振する。振動子に励振された定在波振動を被駆動部材に伝達することで被駆動部材を駆動する。上記の超音波モータの駆動には、圧電素子上に設けられた１対以上の電極に電圧を印加する必要があるため、実際には振動子は外部の給電手段から圧電素子に電圧を印加するための配線として導通部材を有している。

特許文献１に記載の振動子では、対となる電極のうち片方の電極を貫通穴により他方の電極と同じ面へ延長し、複数の電極を１つの面に集約している。導通部材は、例えば、フレキシブル基板であり、複数の電極が集約された広い面に貼りつけることで外部の給電手段から複数の電極に同時に給電を行う。この時、圧電素子と導通部材の接着部は広い接着面積が得られるため十分強い接着力を有する。

しかし、特許文献１に記載の振動子のように片方の電極を他方の電極へ延長すると、延長された電極の占める領域では不活性領域となり駆動力は発生しない。振動子を小型化すると、この不活性領域の占める割合が大きくなり、十分な駆動力を得られなくなる。そのため、振動子を小型化する際は、不活性領域を作らないように、電極を延長せず圧電素子上の複数の電極それぞれに導通部材の一部を接着し導通をとる必要がある。さらに、特許文献１に記載の振動子は、片方の電極が弾性部材により覆われている。そのため、弾性部材に覆われた電極に対しては、弾性部材を介して導通をとる必要がある。

特開２００９−１２４７９１号公報

上述のような、小型のチップ型の振動子では、振動子の表面積が小さいため接着部において十分大きな接着面積を得ることが困難であった。さらに、圧電素子上の電極は非常に薄く、表面をあらすなどの接着力を増強する加工も困難であった。このため、接着面積が小さい場合には、圧電素子と導通部材の接着部において、十分な接着力が得られなかった。このような状況下では、超音波モータの組み立て時に導通部材に意図しない大きな外力が生じると、圧電素子と導通部材の接着部に接着力以上の力が働き、導通部材の剥がれが生じてしまうことがあった。

本発明は、上記の技術的な背景の下になされたもので、導通部材の剥がれが発生しにくい小型振動子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る振動子は、複数の電極を有し電圧を印加することで伸縮する圧電素子と、導電性を有し圧電素子と接触し圧電素子の伸縮により振動する弾性部材と、圧電素子に外部より電圧を印加するための導通部材と、から構成され、導通部材は、電極と接着する少なくとも１つの第一の接着部と、弾性部材と接着する少なくとも１つの第二の接着部と、外部の電圧を印加する手段と電気的に接続する給電部と、を有し、導通部材は、給電部から第一の接着部までの経路長が給電部から第二の接着部までの経路長より長いことを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る振動子は、複数の電極を有し電圧を印加することで伸縮する圧電素子と、導電性を有し圧電素子の伸縮により振動する弾性部材と、圧電素子に外部より電圧を印加するための導通部材と、から構成され、導通部材は、電極と接着する少なくとも１つの第一の接着部と、弾性部材と接着する少なくとも１つの第二の接着部と、外部の電圧を印加する手段と電気的に接続する給電部と、を有し、導通部材は、給電部から第一の接着部までの経路において、少なくとも１つの曲がり部を有し、給電部から第二の接着部までの経路がほぼ直線であることを特徴とする。

本発明によれば、導通部材の剥がれが発生しにくい小型振動子を提供することができる。

本発明の第一の実施形態である振動子１を示す図である。（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）底面図である。 本発明の第一の実施形態である振動子１の振動の振る舞いを示す図である。（ａ）ｘ方向の往復運動、（ｂ）ｚ方向の往復運動、（ｃ）ｘ、ｚ方向の往復運動を組み合わせた振動である。 本発明の第一の実施形態である振動子１の導通部材１３の斜視図である。 本発明の第一の実施形態である振動子１の導通部材１３に働く力を示す図である。 本発明の第一の実施形態の効果を説明する図である。 本発明の第一の実施形態である振動子１を用いた超音波モータ５０を示す図である。（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）のｂ−ｂ断面図である。 本発明の第二の実施形態である振動子２を示す図である。（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）底面図である。 本発明の第二の実施形態である振動子２の振動の振る舞いを示す図である。（ａ）ｘ方向の往復運動、（ｂ）ｚ方向の往復運動、（ｃ）ｘ、ｚ方向の往復運動を組み合わせた振動である。 本発明の第二の実施形態である振動子２の導通部材２３の斜視図である。 本発明の第二の実施形態である振動子２の導通部材２３に働く力を示す図である。 本発明の第二の実施形態の効果を説明する図である。（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）底面図である。

以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。まず、本発明の第一の実施形態である振動子１について説明する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態である振動子１を示す図である。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ振動子１の平面図、正面図、底面図を示す。振動子１は、圧電素子１１、弾性部材１２、導通部材１３により構成される。

圧電素子１１は、例えば、板状の部材であり、材質にはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電材料が用いられる。圧電素子１１の上面には、電極１１１ａ１、電極１１１ａ２が圧電素子１１の上面を２分割するように設けられている。圧電素子１１の底面には、底面全体を覆うように電極１１１ｂが設けられている。例えば、電極１１１ａ１と電極１１１ｂとの間、電極１１１ａ２と電極１１１ｂとの間に交流電圧を印加することで圧電素子１１が伸縮する。電極１１１ａ１、電極１１１ａ２、電極１１１ｂは、例えば、銀電極であり、銀ペーストをスクリーン印刷などの手法により塗布した後に焼結することで、圧電素子１１の表面に形成される。

弾性部材１２は、例えば、板状の部材であり、材質にはステンレス鋼などの導電性材料が用いられる。弾性部材１２は、圧電素子１１の電極１１１ｂが設けられた面に接着されており、圧電素子１１の伸縮により弾性部材１２は振動する。圧電素子１１の電極１１１ｂは、弾性部材１２によって覆われているため、電極１１１ｂに所望の電圧を印加するには、弾性部材１２を介して電圧が印加される。また、弾性部材１２には、突起部１２ａがプレス加工や、別体を接着することで設けられている。電極１１１ａ１と電極１１１ｂとの間、電極１１１ａ２と電極１１１ｂとの間に適切な位相差をもった交流電圧を印加することで、圧電素子１１および弾性部材１２には、複数の定在波振動が励振され、突起部１２ａの先端部が楕円運動をする。圧電素子１１および弾性部材１２の振動の詳細については後述する。

導通部材１３は、例えば、フレキシブル基板であり、電極１１１ａ１、電極１１１ａ２、電極１１１ｂとそれぞれに導通する導通線１３１ａ１、導通線１３１ａ２、導通線１３１ｂと、各導通線を覆う絶縁体１３２とにより構成される。導通部材１３には、図１（ａ）の圧電素子１１上において点線で囲まれている接着面積Ａ１とする、電極１１１ａ１と接着される第一の接着部１３ａが１箇所以上設けられている。また、図１（ｃ）の弾性部材１２上において点線で囲まれている接着面積Ａ２とする、弾性部材１２と接着される第二の接着部１３ｂが１箇所設けられている。すなわち、第二の接着部１３ｂは、弾性部材１２から見て、圧電素子１１に接する面の反対側の面に設けられている。また、導通部材１３には、外部の給電手段と電気的に接続される給電部１３ｃが設けられている。第一の接着部１３ａの接着面及び第二の接着部１３ｂの接着面、並びに給電部１３ｃにおいてのみ導通部材１３の導通線１３１ａ１、導通線１３１ａ２、導通線１３１ｂが表面に露出している。このため、導通線１３１ａ１、導通線１３１ａ２は、第一の接着部１３ａの接着面を介して、それぞれ電極１１１ａ１、電極１１１ａ２と導通している。また、導通線１３１ｂは、第二の接着部１３ｂの接着面が弾性部材１２と接着して導通し、弾性部材１２を介して間接的に電極１１１ｂと導通している。

ここで、圧電素子１１および弾性部材１２の振動について述べる。図２（ａ）、（ｂ）は、圧電素子１１および弾性部材１２により励振された定在波振動の振る舞いを示す図である。図２（ａ）に示した振動では、突起部１２ａが圧電素子１１および弾性部材１２の長辺方向（図２（ａ）のｘ方向）に往復運動を行う。図２（ｂ）に示した振動では、突起部１２ａが圧電素子１１および弾性部材１２の厚み方向（図２（ｂ）のｚ方向）に往復運動を行う。図２（ａ）、（ｂ）に示したそれぞれの往復運動が組み合されると、図２（ｃ）に示すような、楕円運動を突起部１２ａに生じさせることができる。突起部１２ａを適切な加圧力で駆動対象に圧接し、上記の楕円運動を発生させることで、駆動対象を駆動することができる。

次に、図３を用いて上述の振動子１の特徴を説明する。図３は、振動子１の導通部材１３の斜視図である。本発明の振動子１の特徴は、導通部材１３において、給電部１３ｃから第一の接着部１３ａまでを結ぶ経路（図３のＲ１で示す距離）の経路長が、給電部１３ｃから第二の接着部１３ｂまでを結ぶ経路（図３のＲ２で示す距離）の経路長より長いことである。なお、上記の経路は、導通線１３１ａ１、導通線１３１ａ２、導通線１３１ｂと絶縁体１３２のみを含む領域内での最短経路を指す。振動子１の導通部材１３において、経路Ｒ１の経路長は、図３の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６の総和であり、経路Ｒ２の経路長は、図３の長さＬ７である。

また、本発明の振動子１の特徴は、導通部材１３において、給電部１３ｃから第一の接着部１３ａまでの経路Ｒ１上で少なくとも曲がり部を１つ以上有し、さらに、給電部１３ｃから第二の接着部１３ｂまでの経路Ｒ２は、ほぼ直線とすることである。図３を参照すると、経路Ｒ１の一部を形成する長さＬ１とＬ２の部分において、経路Ｒ１は曲がり部を有して構成されている。さらに、長さＬ２とＬ３の部分、Ｌ３とＬ４の部分、Ｌ４とＬ５、Ｌ５とＬ６の部分においても曲がり部が形成されている。一方、経路Ｒ２は、ほぼ直線となるように構成されている。

本実施形態の作用および効果について以下に述べる。例えば、振動子１を超音波モータに組み込む際、導通部材１３のうち圧電素子１１及び弾性部材１２から大きく延出している部位１３ｄ（図１（ａ））には、意図しない外力が働くことが考えられる。この時、各接着部に生じる力が当該接着部の接着力を上回ると、導通部材１３が剥がれるという問題が発生してしまう。特に振動子１が小型である場合は、第一の接着部１３ａおよび第二の接着部１３ｂの面積が小さい面積に限られてしまうため接着力が低下し、上記の問題が顕著に表れる。第二の接着部１３ｂは、弾性部材の表面をあらすなどの方法で小面積であっても大きな接着力を得ることは容易だが、第一の接着部１３ａは、薄い電極層に対して表面をあらすなどの方法がとれず、大きな接着力を得ることが困難である。このため、第二の接着部１３ｂに対して、第一の接着部１３ａは剥がれやすい。

図４は、導通部材１３に外力が働いた時に、第一の接着部１３ａ及び第二の接着部１３ｂに働く力を示した図である。図４に示すように、給電部１３ｃに力Ｆ０が働いた時には、第一の接着部１３ａ、第二の接着部１３ｂにそれぞれ力Ｆ１、Ｆ２が生じる。本発明の振動子１では、導通部材１３において、給電部１３ｃから第一の接着部１３ａまでを結ぶ経路の長さ（図３のＲ１）が、給電部１３ｃから第二の接着部１３ｂまでを結ぶ経路の長さ（図３のＲ２）より長い。そのため、給電部１３ｃに働く力Ｆ０の大部分は、給電部１３ｃに近い第二の接着部１３ｂに働くことになる（図４のＦ２）。

また、経路Ｒ２は、ほぼ直線であるので、給電部１３ｃに働く力Ｆ０に対する力Ｆ２を第二の接着部１３ｂでダイレクトに受け止めることができる。一方、経路Ｒ１上には、曲がり部が設けられているので、給電部１３ｃに働く力Ｆ０は、その作用する力の方向が変更されることにより弱められて第一の接着部１３ａに作用する。

以上により、第一の接着部１３ａに働く力は、大きく低減される（図４のＦ１）。上記の作用により、本発明の振動子１では、第一の接着部１３ａ及び第二の接着部１３ｂが共に剥がれにくくなる。したがって、導通部材の剥がれが発生しにくい小型振動子を提供することができる。また、前述のように、外力の大部分は第二の接着部１３ｂに働くため、第二の接着部１３ｂの接着力を強めるほど、より大きな外力に対しても剥がれにくくなる。

振動子１では、第二の接着部１３ｂの接着面積Ａ２を第一の接着部１３ａの接着面積Ａ１よりも大きくすることが好ましい。このように接着面積Ａ２を大きくすることで、第二の接着部１３ｂの接着力をより一層強くすることができ、剥がれが発生しにくい効果をより大きく得ることができる。

また、振動子１の導通部材１３としては、例えば、銅線やエナメル線など可撓性と導電性を併せ持つものであれば本発明の効果を得ることができる。しかし、可撓性と導電性を併せ持つフレキシブル基板は、１本の配線で複数の電極への導通を行えるため、振動子１のように複数の電極に導通をとる必要がある時は、コストが低いという利点がある。したがって、導通部材１３はフレキシブル基板を用いることが好ましい。

また、振動子１では、二つの第一の接着部１３ａを介して導通部材１３と電極１１１ａ１及び電極１１１ａ２と圧電素子１１とが導通しており、第二の接着部１３ｂを介して弾性部材１２と電極１１１ｂと圧電素子１１とが導通している。この時、接着部に用いる接着材としては、導電ペーストなどを用いるので、接着と電気的接続を同時に行うことができる。

図５は、振動子１の平面図であり、第一の接着部１３ａでは、導通線１３１ａ１、導通線１３１ａ２とそれぞれ電極１１１ａ１、電極１１１ａ２との導通を行わず、各電極と導通する導通部１３ｅを別途設けた例を示している。例えば、はんだ付けにより導通部１３ｅと圧電素子１１とは導通が取れている。図５に示す構成では、接着部と導通部分を別々に設けるので、接着工程とはんだ付け工程を別々に行う必要があり、コストが高くなってしまう。一方、本発明の第一の実施形態のように導通部材１３が第一の接着部１３ａを介して圧電素子１１と導通していると、接着工程を簡素化しコストを下げることができる。

以下、本発明の振動子１を用いた超音波モータ５０について述べる。図６（ａ）は、本発明の超音波モータ５０の正面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の断面線ｂ−ｂにおける断面図である。超音波モータ５０は、前述の振動子１、被駆動部材５１、加圧部材５２、ベース部材５３、保持部材５４、転動部材５５、加圧板５６、緩衝部材５７により構成される。ただし、簡略化のため振動子１の導通部材１３は省略されている。本発明の振動子１の突起部１２ａは、加圧部材５２の生じる加圧力により駆動対象である被駆動部材５１に圧接されている。例えば、被駆動部材５１は、ステンレス鋼の角材であり、加圧部材５２は円錐コイルバネである。また、被駆動部材５１には、溝部５１ａが設けられている。振動子１と被駆動部材５１を覆うベース部材５３にも溝部５３ａが設けられており、被駆動部材５１に設けられた溝部５３ａとの間に転動部材５５を狭持することにより、被駆動部材５１とベース部材５３とが図６（ａ）のｘ方向に相対移動可能に保持される。また、振動子１とベース部材５３とは、保持部材５４を介して連結されている。

保持部材５４は、例えば、薄い金属板であり、加圧部材５２の加圧方向（図６（ａ）のｚ方向）には剛性が低いが、振動子１と被駆動部材の相対移動方向（図６（ａ）のｘ方向）には剛性が高い。このため、加圧部材５２によって生じる加圧力に対する影響を抑えつつ、振動子１を保持することができる。加圧部材５２により直接、振動子１を加圧すると振動子１の振動を阻害する可能性があるため、加圧部材５２と振動子１の間には、加圧板５６、緩衝部材５７が配置されている。例えば、加圧板５６は、樹脂製の板材、緩衝部材５７はフェルトのシート材などが用いられる。

上記の構成において、振動子１の突起部１２ａに図２（ｃ）に示した楕円運動を発生させると、被駆動部材５１は、図６（ａ）のｘ方向に繰り返し送り出されるように駆動される。ベース部材５３を固定して被駆動部材５１を駆動対象と連結する、もしくは、ベース部材５３を駆動対象と連結して被駆動部材５１を固定することで超音波モータ５０は、駆動対象を駆動することができる。

以下、第一の実施形態の振動子１を用いた超音波モータ５０の作用および効果について述べる。本発明の超音波モータ５０は、前述の振動子１と、振動子１の振動により相対駆動される被駆動部材５１と、振動子１の突起部１２ａを被駆動部材５１に対して圧接する加圧部材５２とを備えている。超音波モータ５０の駆動中は、振動子１の導通部材１３が変形し、導通部材１３に力が生じることが考えられるが、導通部材１３の剥がれが発生しにくい振動子１を用いることで信頼性の高い超音波モータ５０を提供することができる。

（第二の実施形態）
図７は、本発明の第二の実施形態である振動子２を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ振動子２の平面図、正面図、底面図を示す。振動子２は、圧電素子２１、弾性部材２２、導通部材２３により構成される。

圧電素子２１の材質は、第一の実施形態の圧電素子１１と同様である。そして、振動子２では、２つの圧電素子２１が用いられる。それぞれの圧電素子２１には、電極２１１ａ１と電極２１１ｂ１、電極２１１ａ２と電極２１１ｂ２の組み合わせで、圧電素子２１の表面と裏面に同様の形状で設けられている。そして、電極２１１ａ１と電極２１１ｂ１との間、電極２１１ａ２と電極２１１ｂ２との間に交流電圧を印加することで、それぞれの圧電素子２１が伸縮する。電極２１１ａ１、電極２１１ａ２、電極２１１ｂ１、電極２１１ｂ２の材質については、第一の実施形態の電極１１１ａ等と同様である。

弾性部材２２の材質や弾性部材２２に突起部２２ａが設けられている点は、第一の実施形態の弾性部材１２と同様である。弾性部材２２は、圧電素子２１のそれぞれ電極２１１ｂ１、電極２１１ｂ２が設けられた面に接着されており、圧電素子２１の伸縮により弾性部材２２は振動する。弾性部材２２を介して電圧を印加することにより、電極２１１ｂ１、電極２１１ｂ２に対して間接的に電圧を印加する点は、第一の実施形態と同様である。電極２１１ａ１と電極２１１ｂ１間、電極２１１ａ２と電極２１１ｂ２間に適切な位相差をもった交流電圧を印加することで圧電素子２１および弾性部材２２には複数の定在波振動が励振され、突起部２２ａの先端部が楕円運動をする。圧電素子２１および弾性部材２２の振動の詳細については後述する。

導通部材２３の主要な構成は、第一の実施形態の導通部材１３と同様である。導通部材２３には、圧電素子２１と接着される第一の接着部２３ａが２箇所、弾性部材２２と接着される第二の接着部２３ｂが１箇所設けられている。また、導通部材２３には、外部の給電手段と電気的に接続される給電部２３ｃが設けられている。第一の接着部２３ａにおいて、導通部材２３の導通線２３１ａ１、導通線２３１ａ２が表面に露出している。第二の接着部２３ｂの接着面において、導通部材２３の導通線２３１ｂが表面に露出している。給電部２３ｃにおいて、導通線２３１ａ１、導通線２３１ａ２、導通線２３１ｂが表面に露出している。このため、導通線２３１ａ１、導通線２３１ａ２は、接着面を介して電極２１１ａ１、電極２１１ａ２と導通している。導通線２３１ｂは、弾性部材２２と導通し、間接的に電極２１１ｂ１、２１１ｂ２と導通している。なお、第一の接着部２３ａの接着面積をＡ１、第二の接着部２３ｂの接着面積をＡ２とする。

ここで、圧電素子２１および弾性部材２２の振動について述べる。図８（ａ）、（ｂ）は、圧電素子２１および弾性部材２２により励振される定在波振動の振る舞いを示す図である。図８（ａ）に示した振動では、突起部２２ａが圧電素子２１および弾性部材２２の長辺方向（図８（ａ）のｘ方向）に往復運動を行う。図８（ｂ）に示した振動では、突起部２２ａが圧電素子２１および弾性部材２２の厚み方向（図８（ｂ）のｚ方向）に往復運動を行う。図８（ａ）、（ｂ）に示したそれぞれの往復運動が組み合わされると、図８（ｃ）に示すような、楕円運動を突起部２２ａに発生させることができる。突起部２２ａを適切な加圧力で駆動対象に圧接し、上記の楕円運動を生じさせることで、駆動対象を駆動することができる。

一般に、振動子を単純に小型化すると共振周波数が高くなり、振動振幅が得られなくなる。しかし、振動子２のように圧電素子２１を複数用いることで振動子２の曲げ剛性を低下させ、結果として共振周波数を低くして、振動振幅を大きく得ることができる。

図９を用いて、上述の振動子２の特徴を説明する。図９は、振動子２の導通部材２３の斜視図である。本発明の振動子２の特徴は、導通部材２３において、給電部２３ｃから第一の接着部２３ａまでを結ぶ経路（図９のＲ１で示す距離）の経路長が、給電部２３ｃから第二の接着部２３ｂまでを結ぶ経路（図９のＲ２で示す距離）の経路長より長いことである。さらに、給電部２３ｃと第一の接着部２３ａとの間に第二の接着部２３ｂが配置されている。すなわち、給電部２３ｃから第一の接着部２３ａまでを結ぶ経路上（図９のＲ１）において、第二の接着部２３ｂが配置されている。なお、上記の経路は、導通線２３１ａ１、導通線２３１ａ２、導通線２３１ｂと絶縁体２３２のみを含む領域内での最短経路を指す。振動子２の導通部材２３において、経路Ｒ１の経路長は、図９の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の総和であり、経路Ｒ２の経路長は、図９の長さＬ５である。

また、本発明の振動子２の特徴は、導通部材２３において、給電部２３ｃから第一の接着部２３ａまでの経路Ｒ１上で少なくとも１つの曲がり部を有し、さらに、給電部２３ｃから第二の接着部２３ｂまでの経路Ｒ２は、ほぼ直線である。図９を参照すると、経路Ｒ１の一部を形成する長さＬ１とＬ２の部分において、経路Ｒ１は曲がり部を有して構成されている。さらに、長さＬ２とＬ３の部分、Ｌ３とＬ４の部分においても曲がり部が形成されている。一方、経路Ｒ２は、ほぼ直線となるように構成されている。

次に、本発明の振動子２の作用および効果について以下に述べる。振動子１の説明において述べたように、振動子２でも、第二の接着部２３ｂに対して第一の接着部２３ａは剥がれやすく、導通部材が変形した時は、第一の接着部２３ａの剥がれが問題となる。図１０は、導通部材２３に外力が働いた時に接着部２３ａ、接着部２３ｂに働く力を示した図である。図１０に示すように、給電部２３ｃに力Ｆ０が働いている。そして、給電部２３ｃから第一の接着部２３ａまで結ぶ経路上に第二の接着部２３ｂが配置されているため、第一の接着部２３ａには力は伝わらず、第二の接着部２３ｂにのみ力Ｆ２が生じる。このため、第一の接着部２３ａには力が生じないので、剥がれは発生しにくい。第二の接着部２３ｂには力Ｆ２が生じるが、第一の実施形態で述べたとおり、第二の接着部２３ｂの接着力は強いため、剥がれが生じる可能性は十分低い。

上記の作用により、本発明の振動子２では、第一の接着部２３ａ及び第二の接着部２３ｂが共に剥がれにくくなる。したがって、導通部材の剥がれが発生しにくい小型振動子を提供することができる。また、給電部２３ｃから第一の接着部２３ａまでを結ぶ経路Ｒ１において、給電部２３ｃと第一の接着部２３ａとの間に第二の接着部２３ｂを配置することにより、第一の接着部２３ａに働く力が無くなり、導通部材２３の剥がれを防止する、顕著な効果を発揮する。

また、前述のように共振周波数を低下させて振幅を大きくさせるために、本発明の振動子２では、２つの圧電素子２１を備えている。しかしながら、複数の圧電素子を備える構成とすると、各圧電素子２１の表面積が非常に小さくなり、第一の接着部２３ａの接着力が低下してしまうが、本発明のような構成とすることにより、第一の接着部を剥がそうと働く力を無くすことができる。

また、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ振動子２の平面図、正面図、底面図であり、第二の接着部２３ｂが弾性部材２２の面のうち圧電素子２１に接する面に設けられた例を示している。この例では、弾性部材２２の面のうち、圧電素子２１に接する面は一部が圧電素子２１によって覆われている。そのため、第二の接着部２３ｂの接着面積Ａ２’は、図７（ｃ）に示す第二の接着部２３ｂの接着面積Ａ２よりも小さい。したがって、第二の接着部２３ｂの接着面積を大きく取るには、第二の実施形態のように、導通部材２３の第二の接着部２３ｂを弾性部材２２から見て圧電素子２１に接する面の反対側の面に配置することが好ましい。

なお、本発明は、第一、第二の実施形態に限定されるものではなく、例えば、圧電素子、弾性部材、導通部材の形状に関しては、上記の限りではない。また、接着部の位置や数に関しても上記の限りではない。第二の接着部の接着面積Ａ２が第一の接着部の接着面積Ａ１よりも大きいこと、導通部材がフレキシブル基板であること、導通部材が第一の接着部を介して圧電素子と導通していること、導通部材が第二の接着部を介して圧電素子と導通していることが好ましい。しかしながら、必ずしも必要ではない。導通部材において、給電部から第一の接着部までを結ぶ経路の長さが、給電部から第二の接着部までを結ぶ経路の長さより長ければ本発明の効果を得ることができる。又は、給電部から第一の接着部までの経路上で少なくとも曲がり部を１つ以上有し、さらに、給電部から第二の接着部までの経路がほぼ直線であれば、本発明の効果を得ることができる。

なお、振動子２のように、給電部２３ｃと第一の接着部２３ａとの間に第二の接着部２３ｂを配置すること、弾性部材２２から見て圧電素子２１に接する面の反対側の面に導通部材２３の第二の接着部２３ｂを配置することは、必ずしも必要ではない。振動子が圧電素子を２つ以上備えることは、必ずしも必要ではない。

本発明は、小型高出力なモータが求められるカメラのレンズ鏡筒内において、レンズ駆動等に利用可能である。

１、２ 振動子
１１、２１ 圧電素子
１２、２２ 弾性部材
１３、２３ 導通部材
１３ａ 第一の接着部
１３ｂ 第二の接着部
１３ｃ 給電部
５０ 超音波モータ
５１ 被駆動部材
５２ 加圧部材

Claims (13)

1. 振動子であって、
   複数の電極を有し電圧を印加することで伸縮する圧電素子と、
   導電性を有し前記圧電素子と接触し前記圧電素子の伸縮により振動する弾性部材と、
   前記圧電素子に外部より電圧を印加するための導通部材と、から構成され、
   前記導通部材は、
   前記電極と接着する少なくとも１つの第一の接着部と、
   前記弾性部材と接着する少なくとも１つの第二の接着部と、
   外部の電圧を印加する手段と電気的に接続する給電部と、を有し、
   前記導通部材は、
   前記給電部から前記第一の接着部までの経路長が前記給電部から前記第二の接着部までの経路長より長いことを特徴とする、振動子。
2. 振動子であって、
   複数の電極を有し電圧を印加することで伸縮する圧電素子と、
   導電性を有し前記圧電素子と接触し前記圧電素子の伸縮により振動する弾性部材と、
   前記圧電素子に外部より電圧を印加するための導通部材と、から構成され、
   前記導通部材は、
   前記電極と接着する少なくとも１つの第一の接着部と、
   前記弾性部材と接着する少なくとも１つの第二の接着部と、
   外部の電圧を印加する手段と電気的に接続する給電部と、を有し、
   前記導通部材は、
   前記給電部から前記第一の接着部までの経路において、少なくとも１つの曲がり部を有し、前記給電部から前記第二の接着部までの経路がほぼ直線であることを特徴とする、振動子。
3. 前記弾性部材は、前記圧電素子の電極が設けられた面に接着されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の振動子。
4. 前記圧電素子は、前記弾性部材を介して給電されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動子。
5. 前記第二の接着部の接着面積は、前記第一の接着部の接着面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動子。
6. 前記弾性部材から見て前記圧電素子に接する面の反対側の面に前記第二の接着部を配置することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動子。
7. 前記導通部材は、可撓性と導電性とを有する基板であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動子。
8. 前記可撓性と導電性とを有する基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする、請求項７に記載の振動子。
9. 前記第一の接着部を介して前記圧電素子と前記基板とが導通することを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の振動子。
10. 前記第二の接着部を介して前記圧電素子と前記基板とが導通することを特徴とする、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の振動子。
11. 前記給電部と前記第一の接着部との間に前記第二の接着部を配置することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動子。
12. 前記圧電素子を２つ以上備えたことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の振動子。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の振動子と、前記振動子の振動により相対駆動される被駆動部材と、前記振動子を前記被駆動部材に対して圧接する加圧部材と、を備えた超音波モータ。

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