JP5483223B1 - 板バネ、カメラモジュール、電子端末機器および板バネの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】落下等により板バネに対して少数回強い衝撃が加わった場合のみならず、板バネに対して微小な応力が多数回加わった場合でも、板バネが変形する不具合を防止することが可能な、板バネ、カメラモジュール、電子端末機器および板バネの製造方法を提供する。
【解決手段】上部板バネ５および下部板バネ１１は、銅合金製の板バネ材料４０を用いて作製されたものである。このような上部板バネ５および下部板バネ１１は、外枠部５ａ、１１ａと、内枠部５ｂ、１１ｂと、スプリング部５ｃ、１１ｃとを備えている。板バネ材料４０は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上である。
【選択図】図３
【解決手段】上部板バネ５および下部板バネ１１は、銅合金製の板バネ材料４０を用いて作製されたものである。このような上部板バネ５および下部板バネ１１は、外枠部５ａ、１１ａと、内枠部５ｂ、１１ｂと、スプリング部５ｃ、１１ｃとを備えている。板バネ材料４０は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上である。
【選択図】図３
Description
本発明は、板バネ、カメラモジュール、電子端末機器および板バネの製造方法に関する。
携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣなど、カメラ付き小型電子機器などにおいて、オートフォーカスやズーム等を目的として、コイルに流れる電流と、ヨーク及びマグネットにより構成された磁気回路の磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズユニットを変位させることができるカメラモジュールの駆動機構（ボイスコイルモーター（ＶＣＭ））が知られている。
このようなカメラモジュールの駆動機構には、レンズユニットを保持しているホルダをレンズユニットの光軸方向に変位可能に支持するための板バネが使用されている。
ところで近年、小型電子機器の薄型化が進んでいることにより、カメラモジュールも薄型化することが要求されている。このため、カメラモジュールに組み込まれる板バネもできる限り薄くすることが要求されている。一方、カメラレンズの重さにより、板バネに対して必要とされるバネ強度は異なっている。具体的には、重いレンズを搭載する場合には板バネのバネ強度を高めるため、板バネの厚みを厚くする必要があり、軽いレンズを搭載する場合には板バネの厚みを薄くすることが要求される。このような背景の下、一般には、板バネは、２０μｍ〜１００μｍ程度の薄い銅合金製高強度材を用いて作製されている。
ところで、板バネ等の金属材料は、その材料の弾性変形と塑性変形との境界を便宜上分けるため、降伏応力に相当する応力を耐力と定義し、一般的には０．２％歪んだ時の応力である０．２％耐力をその材料の機械的特性のひとつの指標としている。
カメラモジュールに組み込まれる板バネにおいても、０．２％耐力を材料の機械的特性の指標として用い、例えば落下等より板バネに衝撃が加わった場合であっても０．２％耐力で示された応力を超えないような板バネ材の選択をしている。
しかしながら、このように板バネの材料を選択し、板バネを作成した場合であっても、板バネが変形してしまうという問題が生じている。この場合、レンズを所望の変移量だけ変移させるための電流が大きくなったり、所望の変移量だけ変位させることができないという問題が生じるおそれがある。
とりわけ、板バネが軽い衝撃を多数回受けた場合など、板バネに対して微小な応力が繰り返し加わった場合に、板バネが微小に変形してしまうという問題が存在する。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、落下等により板バネに対して強い衝撃が加わった場合のみならず、板バネに対して微小な応力が多数回加わった場合でも、板バネが変形する不具合を防止することが可能な、板バネ、カメラモジュール、電子端末機器および板バネの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、カメラモジュールの駆動機構に用いられ、銅合金製の板バネ材料を用いて作製された板バネにおいて、外枠部と、外枠部の内側に配置された内枠部と、内枠部と外枠部との間に設けられ、外枠部と内枠部とを板バネの法線方向へ伸縮させるスプリング部とを備え、板バネ材料は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上であることを特徴とする板バネである。
本発明は、板バネ材料は、ベリリウム銅、ニッケル錫銅またはチタニウム銅を含むことを特徴とする板バネである。
本発明は、筐体と、光学系を構成するレンズユニットと、筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、ホルダに設けられたコイルと、筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間のスプリング部とを有する板バネとを備え、板バネは、銅合金製の板バネ材料を用いて作製されたものであり、板バネは、外枠部と、外枠部の内側に配置された内枠部と、内枠部と外枠部との間に設けられ、外枠部と内枠部とを板バネの法線方向へ伸縮させるスプリング部とを有し、板バネ材料は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上であることを特徴とするカメラモジュールである。
本発明は、板バネ材料は、ベリリウム銅、ニッケル錫銅またはチタニウム銅を含むことを特徴とするカメラモジュールである。
本発明は、カメラモジュールを備えたことを特徴とする電子機器端末である。
本発明は、カメラモジュールの駆動機構に用いられる板バネの製造方法において、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上である、銅合金製の板バネ材料を準備する工程と、板バネ材料を所定の平面形状に加工し、板バネを形成する工程とを備えたことを特徴とする板バネの製造方法である。
本発明は、板バネ材料は、ベリリウム銅、ニッケル錫銅またはチタニウム銅を含むことを特徴とする板バネの製造方法である。
本発明は、銅合金製の板バネ材料を準備する工程は、圧延された板バネ材料を焼鈍する工程を含むことを特徴とする板バネの製造方法である。
本発明によれば、板バネ材料は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上である。このことにより、落下等により板バネに対して強い衝撃が加わった場合のみならず、板バネに対して微小な応力が多数回加わった場合でも、板バネが変形する不具合を防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（カメラモジュールの駆動機構の構成）
図１および図２に示すように、本発明によるカメラモジュールの駆動機構１は、カバー２とベース１３とからなる筐体２Ａと、光学系を構成する複数のレンズ２６からなるレンズユニット２６Ａと、筐体２Ａ内に配置されレンズユニット２６Ａを収納してレンズユニット２６Ａの光軸方向へ移動可能なホルダ９と、ホルダ９の外周に設けられたコイル８と、筐体２Ａのベース１３に設けられコイル８に磁界を提供するヨーク６及びマグネット片７とを備えている。
図１および図２に示すように、本発明によるカメラモジュールの駆動機構１は、カバー２とベース１３とからなる筐体２Ａと、光学系を構成する複数のレンズ２６からなるレンズユニット２６Ａと、筐体２Ａ内に配置されレンズユニット２６Ａを収納してレンズユニット２６Ａの光軸方向へ移動可能なホルダ９と、ホルダ９の外周に設けられたコイル８と、筐体２Ａのベース１３に設けられコイル８に磁界を提供するヨーク６及びマグネット片７とを備えている。
また筐体２Ａのカバー２と、ホルダ９の上部との間に上部板バネ５が介在され、筐体２Ａのベース１３とホルダ９の下部との間に下部板バネ１１が介在されている。
そして下部板バネ１１を介してコイル８に電流を流すことによりホルダ９に上方への力が作用し、レンズユニット２６Ａを上部板バネ５および下部板バネ１１の力に抗して全体として上方へ持上げることができる（図２参照）。
また、入力する電流量を調整することにより、ホルダ９を上方へ移動させる力を変化させ、上部板バネ５および下部板バネ１１の力とのバランスをとることで、ホルダ９の上下移動及びその位置調整を行うことができる。
なお、図２に示すように、筐体２Ａは、中間支持体２１を介して基体２０上方に固定され、中間支持体２１には赤外線カットガラス２４が支持され、基体２０上には撮像素子２５が配置されている。
このように筐体２Ａを有するカメラモジュールの駆動機構１と、赤外線カットガラス２４を支持する中間支持体２１と、撮像素子２５が配置された基体２０とによりカメラモジュール１Ａが構成されている。
なお、上記構成のうち、上部板バネ５は図３に示すように、筐体２Ａ側の外枠部５ａと、ホルダ９側の内枠部５ｂと、外枠部５ａと内枠部５ｂとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部５ｃとを有している。また下部板バネ１１は図４に示すように、筐体２Ａ側の外枠部１１ａと、ホルダ９側の内枠部１１ｂと、外枠部１１ａと内枠部１１ｂとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部１１ｃとを有している。
次にカメラモジュールの駆動機構１の各構成部分について、更に説明する。
上述のようにカバー２とベース１３とからなる筐体２Ａ内の空間には、レンズユニット２６Ａを保持しているホルダ９がレンズユニット２６Ａの光軸方向へ変位可能に収容されている。
ホルダ９の上下の各円筒縁部には、それぞれ上部板バネ５の内枠部５ｂと下部板バネ１１の内枠部１１ｂが取付けられており、上部板バネ５の外枠部５ａ（図３参照）は筐体２Ａのベース１３に固定されているヨーク６の上面に取付けられ、下部板バネ１１の外枠部１１ａ（図４参照）は筐体２Ａのベース１３に取付けられている。
上記ヨーク６には複数のマグネット片７が接着されており、カメラモジュールの駆動機構１の磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界内にコイル８が配置されている。このコイル８はホルダ９の外周に巻回されており、コイル８に電流を供給することによりホルダ９をレンズユニット２６Ａの光軸方向へ変位させることができる。なお、図２において、符号１２により示す部材は外部電源からコイル８へ電流を供給するための導体（フレキシブルプリント基板等）であり、符号４により示す部材は上部板バネ５の上面に装着される調整板である。
このようなカメラモジュール１Ａは、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣなど、カメラ付き小型電子機器等の電子機器端末５０（図６参照）に組み込まれて用いられる。本実施の形態において、このような電子機器端末５０も提供する。
（板バネの構成）
次に図３および図４により、上部板バネ５および下部板バネ１１について更に述べる。
次に図３および図４により、上部板バネ５および下部板バネ１１について更に述べる。
上部板バネ５および下部板バネ１１は、後述するようにそれぞれ銅合金製の板バネ材料４０（図５（ａ）〜（ｇ））を用いて作製されたものである。
上部板バネ５は図３に示すように四角形状の外枠部５ａと、ホルダ９側であって外枠部５ａの内側に配置されたリング状の内枠部５ｂと、外枠部５ａと内枠部５ｂとの間に設けられ、外枠部５ａと内枠部５ｂとを上部板バネ５の法線方向へ伸縮させるバネ性をもつスプリング部５ｃとを有している。
また外枠部５ａの４隅のうち３つに、それぞれ上部板バネ５を筐体２Ａのベース１３に固定されているヨーク６の上面に取付ける際の位置決め孔１７が設けられている。位置決め孔１７はヨーク６の上面側に設けられた位置決め突起（図示せず）に係合して、上部板バネ５をヨーク６の上面側に精度良く位置決めするものである。
さらに、外枠部５ａには、上部板バネ５を筐体２Ａに取付けるための接着部３０Ａが設けられている。この接着部３０Ａは外枠部５ａの４隅であって外枠部５ａと各スプリング部５ｃとの連結部近傍に設けられている。また、接着部３０Ａは、外枠部５ａの周方向に所定間隔をおいて複数（４個）設けられている。
一方、内枠部５ｂには、上部板バネ５をホルダ９に取付けるための接着部３０Ｂが設けられている。この接着部３０Ｂは内枠部５ｂの４隅であって内枠部５ｂと各スプリング部５ｃとの連結部近傍に設けられている。また、接着部３０Ｂは、内枠部５ｂの周方向に所定間隔をおいて複数（４個）設けられている。
次に下部板バネ１１について、図４により説明する。なお、図４に示す下部板バネ１１において、図３に示す上部板バネ５の構成と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
下部板バネ１１は、図４に示すように四角形状の外枠部１１ａと、ホルダ９側であって外枠部１１ａの内側に配置されたリング状内枠部１１ｂと、外枠部１１ａと内枠部１１ｂとの間に設けられ、外枠部１１ａと内枠部１１ｂとを下部板バネ１１の法線方向へ伸縮させるバネ性をもつスプリング部１１ｃとを有している。
このうち外枠部１１ａには、下部板バネ１１を筐体２Ａのベース１３に取付けるための接着部３０Ａが設けられている。この接着部３０Ａは外枠部１１ａの４隅であって外枠部１１ａとスプリング部１１ｃとの連結部近傍に設けられている。また、接着部３０Ａは、外枠部１１ａの周方向に所定間隔をおいて複数（４個）設けられている。
一方、内枠部１１ｂには、下部板バネ１１をホルダ９に取付けるための接着部３０Ｂが設けられている。この接着部３０Ｂは内枠部１１ｂのうちスプリング部１１ｃとの連結部近傍に設けられている。また、接着部３０Ｂは、内枠部１１ｂの周方向に所定間隔をおいて複数（４個）設けられている。
また、下部板バネ１１の外枠部１１ａには外部電源に接続される一対の接続端子１１ｅ、１１ｅが設けられている。この接続端子１１ｅ、１１ｅと外部のフレキシブルプリント基板（図２）とが例えば半田接合されることにより、接続端子１１ｅ、１１ｅと外部電源とが電気接続されるようになっている。
さらに内枠部１１ｂにはコイル８側に接続される一対の電気接続用の接続端子１１ｄ、１１ｄが設けられている。この接続端子１１ｄ、１１ｄとコイル８（図２）とが例えば半田接合されることにより、接続端子１１ｄ、１１ｄとコイル８とが電気接続されるようになっている。このようにして、外部電源から下部板バネ１１を介してコイル８側へ電流を流すことができる。
また、図４に示すように、外枠部１１ａは、互いに離間した一対の外枠部材１１ａ１、１１ａ２からなっており、これにより接続端子１１ｅ、１１ｅ同士が短絡しないようになっている。また、内枠部１１ｂは、互いに離間した一対の内枠部材１１ｂ１、１１ｂ２からなっており、これにより接続端子１１ｄ、１１ｄ同士が短絡しないようになっている。
次に上部板バネ５および下部板バネ１１の材料について述べる。上部板バネ５および下部板バネ１１はいずれも銅合金からなる金属板をエッチング加工もしくは打抜き加工して作製される。このような銅合金としては、例えばベリリウム銅（Ｃｕ−Ｂｅ）、ニッケル錫銅（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ）、チタニウム銅（Ｃｕ−Ｔｉ）などを挙げることができる。
（板バネの製造方法）
次に図５（ａ）〜（ｇ）により、上部板バネ５および下部板バネ１１の製造方法について述べる。
次に図５（ａ）〜（ｇ）により、上部板バネ５および下部板バネ１１の製造方法について述べる。
上部板バネ５および下部板バネ１１は、それぞれ銅合金（ベリリウム銅、ニッケル錫銅、チタニウム銅など）を含む板バネ材料４０を加工することにより作製される。
具体的には、まず図５（ａ）に示すように、（未加工の）板バネ材料４０を準備する。
次に図５（ｂ）に示すように、板バネ材料４０を所定の圧延方向Ｄに沿って圧延する。この場合、板バネ材料４０は、一対のローラー４５、４５間に通され、所定の厚みとなるように圧延される。圧延方法としては、熱間圧延であってもよく、冷間圧延であっても良く、あるいはこの両者を実行しても良い。
続いて、このようにして圧延された板バネ材料４０は、ロール状に巻き取られ、その後例えばバッチ式の水素雰囲気ベル型焼鈍炉４６内で焼鈍される（図５（ｃ））。この場合、板バネ材料４０は、焼鈍炉４６内で例えば最高温度２５０℃〜３５０℃で、２０〜２８時間昇温および除冷される。具体的には、板バネ材料４０を焼鈍炉４６内で８時間〜１４時間かけて最高温度まで昇温し、次いで１時間〜３時間この温度を保持し、その後８時間〜１４時間かけて除冷することが好ましい。板バネ材料４０を上記条件の下で加熱することにより、とりわけ板バネ材料４０を加熱する最高温度がその結晶構造を変化させるほど高くなく、また板バネ材料４０を昇温する時間を長くしているので、結晶構造を変えることなく残留応力を十分に取り除くことができる。
なお、上述したように、板バネ材料４０を焼鈍する工程は、水素雰囲気下中で実施されることが好ましい。このように、水素雰囲気下で焼鈍処理を行うことにより、水素と酸素が結合して水が生成される。すなわち、板バネ材料４０を構成する銅合金が酸化されない。加えて、板バネ材料４０表面に存在する酸化銅を還元する反応が起きるため、板バネ５、１１の品質を向上させることができる。これは、通常の焼鈍処理に用いられる窒素ガス等の不活性ガスと異なるところである。
このようにして作製された板バネ材料４０（中間材料）は、その０．２％歪時の応力（０．２％耐力）が１１５０ＭＰａ以上となるとともに、その０．０２５％歪時の応力（０．０２５％耐力）を１０００ＭＰａ以上となっている。本実施の形態において、このような板バネ材料４０も提供する。
なお、０．２％耐力とは、歪と応力の関係曲線において、歪が０％の点において曲線に接線を引き、その接線と平行に歪が０．２％の点に直線を引いたその直線と曲線が交った点の応力である。同様に、０．０２５％耐力とは、歪と応力の関係曲線において、歪が０％の点において曲線に接線を引き、その接線と平行に歪が０．０２５％の点に直線を引いたその直線と曲線が交った点の応力である。
板バネ材料４０の０．２％歪時の応力（０．２％耐力）を１１５０ＭＰａ以上とすることにより、板バネ５、１１に対して（例えば落下等の衝撃により）大きい応力が少数回加わった場合に板バネ５、１１が変形する不具合を防止することができる。一方、板バネ材料４０の０．０２５％歪時の応力（０．０２５％耐力）を１０００ＭＰａ以上とすることにより、板バネ材料４０に微小な伸びを発生させる応力を高めている。このことにより、板バネ５、１１に微小な応力が多数回加わった場合に板バネ５、１１が変形する不具合を防止することができる。
これにより、上部板バネ５および下部板バネ１１をモジュールに組み込んだ後、落下等の衝撃が加わった場合でも上部板バネ５および下部板バネ１１が微小変形することが防止される。したがって、レンズ２６を所望の変移量だけ変位させるための電流値を一定にすることができる。この結果、長期にわたってピントあわせ機能が低下することのないカメラモジュールの駆動機構１を提供することができる。
なお、上述したように、板バネ材料４０を圧延した後に焼鈍した場合、板バネ材料４０のうちとりわけその最表面に生じる残留応力を取り除くことができるため、板バネ材料４０の０．２％耐力および０．０２５％耐力を高めることができる。しかしながら、これに限られるものではない。板バネ材料４０をまず焼鈍し、その後圧延した場合であっても、圧延後の板バネ材料４０の０．２％耐力が１１５０ＭＰａ以上となり、かつ圧延後の板バネ材料４０の０．０２５％耐力が１０００ＭＰａ以上となる金属材料を用いても良い。
次に、板バネ材料４０は、所定の平面形状に加工される。
すなわち図５（ｄ）に示すように、板バネ材料４０上にカゼインレジスト（レジスト）４１を塗布し乾燥させる。
次にガラスパターンをレジスト４１上に載せ、超高圧水銀灯で所定時間露光する。次にレジスト４１を現像した後、ポストベークを施して、板バネ材料４０上に所定パターンをもつレジスト４１が形成される（図５（ｅ）参照）。
その後、レジスト４１が塗布された板バネ材料４０に対して塩化第二鉄水溶液のようなエッチング液を用いてエッチングを施し、板バネ材料４０が所定の平面形状をもつよう加工される（図５（ｆ）参照）。このようにして、板バネ材料４０に外枠部５ａ、１１ａ、内枠部５ｂ、１１ｂおよびスプリング部５ｃ、１１ｃが形成される。
次に、例えば水酸化ナトリウム溶液等のレジスト剥離液を用いて、板バネ材料４０からレジスト４１を剥離し、次いで板バネ材料４０を水洗及び乾燥させる（図５（ｇ）参照）。
その後、板バネ材料４０が断裁され、バネ形状に個片化され、このようにして板バネ材料４０から上部板バネ５および下部板バネ１１が得られる（図５（ｇ）参照）。
また本実施の形態によれば、板バネ材料４０の０．２％歪時の応力（耐力）を１１５０ＭＰａ以上に高め、かつ板バネ材料４０の０．０２５％歪時の応力を１０００ＭＰａ以上に高めている。このことにより、板バネ５、１１に対して大きい応力が少数回（例えば１〜２回程度）加わった場合であっても、あるいは板バネ５、１１に対して微小な応力が多数回（例えば１００回以上）加わった場合であっても、板バネ５、１１が変形する不具合を防止することができる。この結果、長期間にわたりカメラモジュールの駆動機構１のピントあわせ機能が低下しないようにすることができる。
なお、本実施の形態では、圧延された板バネ材料４０を焼鈍し、その後エッチングにより板バネ材料４０を所定の形状に加工している。しかしながら、これに限られるものではなく、圧延された板バネ材料４０をエッチングにより板バネ材料４０を所定の形状に加工し、その後板バネ材料４０を焼鈍しても良い。この場合、板バネ材料４０が既にエッチング加工済みのため、小型焼鈍炉を使用できるというメリットがある。
（カメラモジュールの駆動機構の作用）
次にカメラモジュールの駆動機構の作用について図２により述べる。
次にカメラモジュールの駆動機構の作用について図２により述べる。
まず下部板バネ１１を介してコイル８に電流を流す。このことにより電流とマグネット片７の磁界とで相互作用が起こり、ホルダ９に上方への力が作用し、レンズユニット２６Ａを上部板バネ５および下部板バネ１１の力に抗して全体として上方へ持上げることができる（図２参照）。
また、コイル８に流す電流量を調整することにより、ホルダ９を上方へ移動させる力を変化させ、上部板バネ５および下部板バネ１１の力とのバランスをとることで、ホルダ９の上下移動及びその位置調整を行うことができる。
この場合、上部板バネ５および下部板バネ１１の外枠部５ａ、１１ａのうちスプリング部５ｃ、１１ｃとの連結部近傍に接着部３０Ａを設け、内枠部５ｂ、１１ｂのうちスプリング部５ｃ、１１ｃとの連結部近傍に接着部３０Ｂを設けている。
このように上部板バネ５および下部板バネ１１のスプリング部５ｃ、１１ｃの両端部を筐体２Ａのベース１３に固定されるヨーク６、ベース１３およびホルダ９の各々に堅固に固定することにより、スプリング部５ｃ、１１ｃのバネ定数を安定化させることができる。
このことにより安定したバネ特性をもつカメラモジュールの駆動機構を得ることができる。
次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。
（実施例１）
図３に示す構成からなる上部板バネ５および図４に示す構成からなる下部板バネ１１（実施例１）を作製した。この場合、チタニウム銅（２．９％チタンおよび９７．１％銅を含む）の板バネ材料４０を圧延し、その後圧延された板バネ材料４０を焼鈍した。この際、板バネ材料４０を焼鈍炉４６内で９時間かけ３００℃まで昇温し、その後３時間保持した。保持後は１２時間かけて除冷した。続いて板バネ材料４０の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力を測定した（図７）。この結果、０．０２５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ１１００ＭＰａおよび１４５０ＭＰａとなった。板バネ材料４０の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ板バネ材料４０を幅４ｍｍの試験片に裁断し、引張試験機を用いて測定した。その後、この板バネ材料４０をエッチング加工して上部板バネ５および下部板バネ１１を得た。なお、上部板バネ５および下部板バネ１１の厚みは３０μｍであった。
図３に示す構成からなる上部板バネ５および図４に示す構成からなる下部板バネ１１（実施例１）を作製した。この場合、チタニウム銅（２．９％チタンおよび９７．１％銅を含む）の板バネ材料４０を圧延し、その後圧延された板バネ材料４０を焼鈍した。この際、板バネ材料４０を焼鈍炉４６内で９時間かけ３００℃まで昇温し、その後３時間保持した。保持後は１２時間かけて除冷した。続いて板バネ材料４０の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力を測定した（図７）。この結果、０．０２５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ１１００ＭＰａおよび１４５０ＭＰａとなった。板バネ材料４０の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ板バネ材料４０を幅４ｍｍの試験片に裁断し、引張試験機を用いて測定した。その後、この板バネ材料４０をエッチング加工して上部板バネ５および下部板バネ１１を得た。なお、上部板バネ５および下部板バネ１１の厚みは３０μｍであった。
（実施例２）
図３に示す構成からなる上部板バネ５および図４に示す構成からなる下部板バネ１１（実施例２）を作製した。この場合、ニッケル錫銅（１５％ニッケル、８％錫および７７％銅を含む）の板バネ材料４０を焼鈍し、その後焼鈍された板バネ材料４０を圧延した。続いて、板バネ材料４０の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力を測定した（図７）。この結果、０．０２５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ１０５０ＭＰａおよび１２２０ＭＰａとなった。その後、この板バネ材料４０をエッチング加工して上部板バネ５および下部板バネ１１を得た。なお、上部板バネ５および下部板バネ１１の厚みは３０μｍであった。
図３に示す構成からなる上部板バネ５および図４に示す構成からなる下部板バネ１１（実施例２）を作製した。この場合、ニッケル錫銅（１５％ニッケル、８％錫および７７％銅を含む）の板バネ材料４０を焼鈍し、その後焼鈍された板バネ材料４０を圧延した。続いて、板バネ材料４０の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力を測定した（図７）。この結果、０．０２５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ１０５０ＭＰａおよび１２２０ＭＰａとなった。その後、この板バネ材料４０をエッチング加工して上部板バネ５および下部板バネ１１を得た。なお、上部板バネ５および下部板バネ１１の厚みは３０μｍであった。
（比較例１）
板バネ材料を焼鈍した後、圧延したこと、以外は、実施例１と同様にして、実施例１と同じ材料及び形状の板バネ材料を作製した。続いて、板バネ材料の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力を測定した（図７）。この結果、０．０２５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ９５０ＭＰａおよび１２８０ＭＰａとなった。その後、この板バネ材料をエッチング加工して上部板バネおよび下部板バネを得た。なお、上部板バネおよび下部板バネの厚みは３０μｍであった。
板バネ材料を焼鈍した後、圧延したこと、以外は、実施例１と同様にして、実施例１と同じ材料及び形状の板バネ材料を作製した。続いて、板バネ材料の０．０２５％耐力、０．０５％耐力、０．１％耐力、０．１５％耐力および０．２％耐力を測定した（図７）。この結果、０．０２５％耐力および０．２％耐力は、それぞれ９５０ＭＰａおよび１２８０ＭＰａとなった。その後、この板バネ材料をエッチング加工して上部板バネおよび下部板バネを得た。なお、上部板バネおよび下部板バネの厚みは３０μｍであった。
上記３種類の上部板バネおよび下部板バネ（実施例１、実施例２および比較例１）について、それぞれカメラモジュールに組み込み、落下試験を実施した。落下試験は、ＪＩＳ規格「ＪＩＳＣ６００６８−２−３２」方法１の自然落下試験方法に基づく、厳しさ（高さ）７５０ｍｍを適用して実施した。その後、各カメラモジュール中の上部板バネおよび下部板バネについて、カメラモジュールの全個数（１００個）のうち変形が発生した個数を測定した。
また、上記３種類の上部板バネおよび下部板バネ（実施例１、実施例２および比較例１）について、それぞれカメラモジュールに組み込み、繰り返し落下試験を実施した。繰り返し落下試験の方法は、「ＪＩＳＣ６００６８−２−３２」方法２の繰り返し自然落下試験方法に基づき、５００ｍｍの高さから１００回落下を適用し実施した。その後、各カメラモジュール中の上部板バネおよび下部板バネについて、カメラモジュールの全個数（１００個）のうち変形が発生した個数を測定した。
これらの結果を表１に示す。
この結果、実施例１、２の上部板バネ５および下部板バネ１１については、変形が一切発生しなかった。これに対して比較例１の上部板バネおよび下部板バネについては、落下試験では変形が発生しなかったものの、繰り返し落下試験ではその一部に変形が発生した。
１ カメラモジュールの駆動機構
１Ａ カメラモジュール
２ カバー
２Ａ 筐体
４ 調整板
５ 上部板バネ
５ａ 外枠部
５ｂ 内枠部
５ｃ スプリング部
６ ヨーク
７ マグネット片
８ コイル
９ ホルダ
１１ 下部板バネ
１１ａ 外枠部
１１ｂ 内枠部
１１ｃ スプリング部
１１ｄ 接続端子
１１ｅ 接続端子
１２ フレキシブルプリント基板
１３ ベース
１７ 位置決め孔
２０ 基体
２１ 中間支持体
２２ 赤外線カットガラス
２４ ガラス板
２５ 撮像素子
２６ レンズ
２６Ａ レンズユニット
３０Ａ、３０Ｂ 接着部
４０ 板バネ材料
４６ 焼鈍炉
５０ 電子機器端末
１Ａ カメラモジュール
２ カバー
２Ａ 筐体
４ 調整板
５ 上部板バネ
５ａ 外枠部
５ｂ 内枠部
５ｃ スプリング部
６ ヨーク
７ マグネット片
８ コイル
９ ホルダ
１１ 下部板バネ
１１ａ 外枠部
１１ｂ 内枠部
１１ｃ スプリング部
１１ｄ 接続端子
１１ｅ 接続端子
１２ フレキシブルプリント基板
１３ ベース
１７ 位置決め孔
２０ 基体
２１ 中間支持体
２２ 赤外線カットガラス
２４ ガラス板
２５ 撮像素子
２６ レンズ
２６Ａ レンズユニット
３０Ａ、３０Ｂ 接着部
４０ 板バネ材料
４６ 焼鈍炉
５０ 電子機器端末
Claims (8)
- カメラモジュールの駆動機構に用いられ、銅合金製の板バネ材料を用いて作製された板バネにおいて、
外枠部と、
外枠部の内側に配置された内枠部と、
内枠部と外枠部との間に設けられ、外枠部と内枠部とを板バネの法線方向へ伸縮させるスプリング部とを備え、
板バネ材料は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上であることを特徴とする板バネ。 - 板バネ材料は、ベリリウム銅、ニッケル錫銅またはチタニウム銅を含むことを特徴とする請求項１記載の板バネ。
- 筐体と、
光学系を構成するレンズユニットと、
筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、
ホルダに設けられたコイルと、
筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、
筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間のスプリング部とを有する板バネとを備え、
板バネは、銅合金製の板バネ材料を用いて作製されたものであり、
板バネは、
外枠部と、
外枠部の内側に配置された内枠部と、
内枠部と外枠部との間に設けられ、外枠部と内枠部とを板バネの法線方向へ伸縮させるスプリング部とを有し、
板バネ材料は、０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上であることを特徴とするカメラモジュール。 - 板バネ材料は、ベリリウム銅、ニッケル錫銅またはチタニウム銅を含むことを特徴とする請求項３記載のカメラモジュール。
- 請求項３又は４記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする電子機器端末。
- カメラモジュールの駆動機構に用いられる板バネの製造方法において、
０．２％歪時の応力が１１５０ＭＰａ以上であるとともに、０．０２５％歪時の応力が１０００ＭＰａ以上である、銅合金製の板バネ材料を準備する工程と、
板バネ材料を所定の平面形状に加工し、板バネを形成する工程とを備えたことを特徴とする板バネの製造方法。 - 銅合金製の板バネ材料を準備する工程は、圧延された板バネ材料を焼鈍する工程を含むことを特徴とする請求項６記載の板バネの製造方法。
- 板バネ材料は、ベリリウム銅、ニッケル錫銅またはチタニウム銅を含むことを特徴とする請求項６又は７記載の板バネの製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| WO2015194337A1 (ja) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | ミツミ電機株式会社 | レンズホルダ駆動装置およびカメラ付き携帯端末 |
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