JP6056224B2 - Vibration wave motor - Google Patents
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Description
本発明は振動波モータに関するものである。 The present invention relates to a vibration wave motor.
撮影装置等に用いられる振動波モータの振動子は、金属製の弾性体と圧電体から構成され、圧電体は一層であることが一般的である。このような一層の圧電素子を用いた超音波モータを実用的な出力で駆動するには、数十ボルトの高周波電圧が必要であるため、撮影装置の電池の電圧では不十分で、昇圧回路を備えるものがある。しかし、昇圧回路はコストアップや装置大型化の問題が生じるため、圧電体を積層化することで、高電圧を確保している振動波モータもある(特許文献1参照)。 A vibrator of a vibration wave motor used in an imaging apparatus or the like is generally composed of a metal elastic body and a piezoelectric body, and the piezoelectric body is generally a single layer. In order to drive an ultrasonic motor using such a piezoelectric element with a practical output, a high frequency voltage of several tens of volts is required, so the voltage of the battery of the photographing device is insufficient, There is something to prepare. However, since the booster circuit raises the problem of cost increase and device enlargement, there is also a vibration wave motor that secures a high voltage by stacking piezoelectric bodies (see Patent Document 1).
しかし、上記文献の積層化された圧電体では、各層の電極パターンが異なるため複雑化する。また、弾性体に接合する側の層と反接合側の層と分極されておらず、これらの分極されていない層が振動波の励振を阻害するといった課題もある。 However, the laminated piezoelectric material described in the above document is complicated because the electrode pattern of each layer is different. Another problem is that the layer bonded to the elastic body and the anti-bonding layer are not polarized, and these unpolarized layers inhibit excitation of vibration waves.
本発明では、簡単な構成且つ低電圧で駆動可能な振動波モータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vibration wave motor that can be driven with a simple configuration and a low voltage.
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 .
本発明の振動波モータは、一方の面に第1電極パターンが形成され、他方の面に第1の位相の駆動信号が入力される第2電極パターンと、前記第1の位相と異なる位相の駆動信号が入力される第3電極パターンと、第4電極パターンと、が形成された第1電気機械変換素子を、同じ電極パターンを有する面が向かいあうように積層された電気機械変換素子積層体と、前記電気機械変換素子積層体と接触する弾性体と、前記弾性体により駆動される相対移動部材と、を備え、前記電気機械変換素子積層体は、前記第1電気機械変換素子と、前記第1電気機械変換素子の前記第4電極パターンの一部を対象線とした対象軸で反転させた第2電気機械変換素子とが積層されている構成とした。 The vibration wave motor of the present invention has a second electrode pattern in which a first electrode pattern is formed on one surface and a driving signal having a first phase is input on the other surface, and a phase different from the first phase. An electromechanical transducer laminated body in which a first electromechanical transducer having a third electrode pattern to which a drive signal is input and a fourth electrode pattern are laminated so that surfaces having the same electrode pattern face each other; , An elastic body in contact with the electromechanical transducer stack, and a relative movement member driven by the elastic body, wherein the electromechanical transducer stack includes the first electromechanical transducer and the first electromechanical transducer The second electromechanical transducer element that is inverted about the target axis with a part of the fourth electrode pattern of one electromechanical transducer element as the target line is stacked.
本発明によれば、簡単な構成且つ低電圧で駆動可能な振動波モータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a vibration wave motor that can be driven with a simple configuration and a low voltage.
(第一実施形態)
以下、本発明にかかる振動波モータ1の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の振動波モータ1を説明する図である。
本実施形態では振動子10側を固定とし、移動子(相対運動部材)20を駆動する様になっている。
移動子20は、アルミニウム等の軽金属からなり、摺動面の表面には耐摩耗性向上のための表面処理が成されている。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of a vibration wave motor 1 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a vibration wave motor 1 according to a first embodiment of the present invention.
In this embodiment, the
The
振動子10は、後で説明する様に電気エネルギ−を機械エネルギ−に変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気機械変換素子(以下、圧電体と称する)11と、圧電体11が接合された弾性体12と、から構成され、振動子10には進行性振動波が発生する。
As will be described later, the
弾性体12は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、形状は、円環形状である。
弾性体12の一面(接合面12f)には圧電体11が接合され、その一面と反対側は溝12bが切られている。そして、突起部分(溝12bがない箇所)12cの先端は駆動面12aとなって移動子20に加圧接触される。
弾性体12の溝12bが切られていない部分はベース部12dであり、ベース部12dから内径側にフランジ12eが伸延されている。フランジ12eの最内径部は、固定部材13に固定されている。
弾性体12の突起部分12cには、全体を覆う様にして塗装膜や潤滑メッキ等の摺動部材が施されている。
The
The
The portion of the
The protruding
圧電体11は、後に詳述するが、弾性体12との接着面と反対側(FPC側、表面側)には、電極が配置され、それは円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれた2群構造となっている。
各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔があくように電極が配置されている。
As will be described in detail later, the
In each phase, electrodes are arranged so that they are alternately polarized every ½ wavelength, and an interval of ¼ wavelength is provided between the A phase and the B phase.
出力軸21は、ゴム部材22と出力軸21のDカットにはまるように挿入されたストッパー部材23を介して移動子20に結合されている。そして、出力軸21とストッパー部材23はEクリップ24等により固定され、移動子20と一体に回転する様にされている。
ストッパー部材23と移動子20との間のゴム部材22は、ゴムによる粘着性で移動子20とストッパー部材23と結合する機能があり、かつ移動子20からの振動を出力軸21へ伝えないための振動吸収との機能があるブチルゴム等が好適である。
加圧部材25は、出力軸21の出力ギア51とベアリング27との間に設けられている。この様な構造により、移動子20は弾性体12の駆動面12aに加圧接触する。
The
The
The
図2は、第一実施形態の振動波モータ1の駆動装置30を説明するブロック図である。
まず、振動波モータ1の駆動/制御部31について説明する。
発振部32は、制御部31の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する。
移相部33は、発振部32で発生した駆動信号を位相の異なる2つの駆動信号に分ける。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the
First, the drive /
The oscillating
The
増幅部34は、移相部33によって分けられた2つの駆動信号をそれぞれ所望の電圧に昇圧する。
増幅部34からの駆動信号は、振動波モータ1に伝達され、この駆動信号の印加により振動子10に進行波が発生し、移動子20が駆動される。
回転検出部35は、光学式エンコーダや磁気エンコーダ等により構成され、移動子20の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出し、検出値を電気信号として制御部31に伝達する。
The amplifying
A drive signal from the amplifying
The
制御部31は、レンズ鏡筒110内またはカメラ本体のCPU36からの駆動指令を基に振動波モータ1の駆動を制御する。制御部31は、回転検出部35からの検出信号を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目標位置に位置決めされるように発振部32の周波数を制御する。
The
次に、第一実施形態の振動波モータ1の動作を説明する。
制御部31から駆動指令が発令されると、発振部32は駆動信号を発生させる。
その駆動信号は移相部33により90度位相の異なる2つの駆動信号に分割され、増幅部34により所望の電圧に増幅される。
増幅された駆動信号は、振動波モータ1の圧電体11に印加され、圧電体11は励振(振動)される。その圧電体11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。圧電体11はA相とB相とに分けられており、駆動信号はそれぞれA相とB相に印加される。
Next, the operation of the vibration wave motor 1 of the first embodiment will be described.
When a drive command is issued from the
The drive signal is divided into two drive signals having a phase difference of 90 degrees by the
The amplified drive signal is applied to the
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いる。また、A相駆動信号とB相駆動信号とは90度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。 The positional phase of the quaternary bending vibration generated from the A phase and the quaternary bending vibration generated from the B phase are shifted by ¼ wavelength. In addition, since the phase A drive signal and the phase B drive signal are 90 degrees out of phase, the two bending vibrations are combined into four traveling waves.
進行波の波頭には楕円運動が生じる。従って、駆動面12aに加圧接触された移動子20は、この楕円運動によって摩擦的に駆動される。
移動子20の駆動により駆動された駆動体には、光学式エンコ−ダが配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部31に伝達される。制御部31は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となる。
Elliptic motion occurs at the front of the traveling wave. Therefore, the
An optical encoder is arranged in the driving body driven by driving the moving
図3は、第一実施形態の振動波モータ1を搭載したレンズ鏡筒110を示す図である。
振動波モータ1はギアユニットモジュール113に取り付けられ、ギアユニットモジュール113はレンズ鏡筒110鏡筒の固定筒114に取り付けられている。
振動波モータ1の出力ギア51は、ギアユニットモジュール113の減速ギア115を介して、カム環116に回転運動が伝達され、カム環116は回転駆動する。
カム環116には、周方向に対して斜めにキー溝117が切られており、該キー溝117に固定ピン118が挿入されたAF環119は、カム環116が回転駆動することにより、光軸OA方向に直進方向に駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
回路121は、レンズ鏡筒110の外側固定筒114aと内側固定筒114bとの間に設けられ、振動波モータ1の駆動、制御、回転数の検出、振動センサーの検出等を行う。
FIG. 3 is a diagram showing a
The vibration wave motor 1 is attached to the
Rotational motion of the
A
The
次に、圧電体11について詳述する。
図4は、第一実施形態の圧電体11を説明する図である。図4(a)は圧電体11の側面図(振動波モータ1の加圧方向と直交する方向から見た図)の一部である。図4(b)は圧電体11の表面11Aを示した図であり、(a)は(b)のa−a方向から見た図である。図4(c)は(b)のc−c断面図である。図4(d)は圧電体11の裏面11Bを示した図である。
図5は、圧電体11と弾性体12とを含む振動子10説明する図である。図5(a)は側面図であり、図5(b)はFPC14側から見た図である。
Next, the
FIG. 4 is a diagram illustrating the
FIG. 5 is a diagram illustrating the
圧電体11の素地は、PZTと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛、または、近年では環境問題から鉛フリーの材料であるチタン酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、チタン酸ビスマスカリウム等から構成されている。
圧電体11の素地の表面11Aには、電極が配置され、銀ペーストが印刷されている。電極はNiPや金等の金属メッキでも良い。
The substrate of the
Electrodes are arranged on the
また圧電体11は、図4(a),(c)に示すように、単層圧電体111(第一層圧電体111a,第二層圧電体111b及び第三層圧電体111c)を複数層(本実施形態では3層)積層したものである。以下、圧電体11を、単層圧電体111と区別するために、適宜、積層圧電体11という。
第一層圧電体111a、第二層圧電体111b及び第三層圧電体111cは、この順で、積層圧電体11の弾性体12との接着面と反対側(FPC側、以下、表面11Aという)から並んでいる。
In addition, as shown in FIGS. 4A and 4C, the
The first-
積層圧電体11の表面11A側には、印加電極パターン16が形成され、それは円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれている。
各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔があくように電極が配置されている。
An applied
In each phase, electrodes are arranged so that they are alternately polarized every ½ wavelength, and an interval of ¼ wavelength is provided between the A phase and the B phase.
この表面11Aには、図5(a),(b)に示すように駆動信号を伝達するためにフレキシブルプリント基板(FPC)14が接合されている。
図5(a)に示すように、弾性体12及び圧電体11の側面からFPC14まで延びるように接着剤18が塗布されて、接着強度が補強されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, a flexible printed circuit board (FPC) 14 is joined to the
As shown in FIG. 5A, an adhesive 18 is applied so as to extend from the side surfaces of the
積層圧電体11の裏面11Bは、図4(d)に示すように、分割した電極パターン16ではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極とする共通電極パターン19が形成されている。本実施形態で裏面11Bは、弾性体12に常温硬化性の接着剤により接合されている。
各電極パターン16,19は、図4(a)に示すように一部が外周側に伸延されて導通部18aが形成され、外周側面を沿って各層の電極パターン16,19と導通されている。なお、本実施形態では、各層の電極パターン16,19の導通を外周側面側にて実施しているが、内周側面側でも良い。
As shown in FIG. 4D, the
As shown in FIG. 4A, each of the
図6は、単層圧電体111それぞれの電極パターンを説明する図である。図6(a)は単層圧電体111それぞれの表裏面の電極パターンを示した図であり、図6(b)は積層圧電体11における単層圧電体111それぞれの分極方向を示した図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining the electrode patterns of each single-layer piezoelectric body 111. FIG. 6A is a diagram showing the electrode patterns on the front and back surfaces of each single-layer piezoelectric body 111, and FIG. is there.
図6(a)に示すように、第一層圧電体111aの表面111aA側には、印加電極パターン16が配置され、それは、円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔60が空く様に電極16が配置されている。
第一層圧電体111aの裏面111aBは、分割した印加電極パターン16ではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極パターン19が形成されている。
As shown in FIG. 6 (a), the applied
On the back surface 111aB of the first-
第二層圧電体111bの表面111bAは、分割した印加電極パターン16ではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極が形成されている。そして、第二層目の表面111bAと第一層目の裏面111aBとは貼り合わされている。
第二層圧電体111bの裏面111bB側には、印加電極パターン16が配置され、それは円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に電極16が配置されている。
On the surface 111bA of the second layer
The applied
第三層圧電体111cの表面111cAは、電極16が配置され、それは円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に図の様に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に電極16が配置されている。そして、第二層圧電体111bの裏面111bBと第三層圧電体111cの表面111cAとは貼り合わされている。
第三層圧電体111cの裏面111cBは、分割した電極パターンではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極パターン19が形成されている。
On the surface 111cA of the third-
On the back surface 111cB of the third-
図6(b)に示すように、各層(第一層圧電体111a,第二層圧電体111b,第三層圧電体111c)の分極は、A相とB相との間の1/4波長分間隔の部分17を除くと、奇数層数目の接合面側から反接合面側への分極方向と、偶数層数目の接合面側から反接合面側へ分極方向が反対となっている。
As shown in FIG. 6B, the polarization of each layer (the first
すなわち、図6(b)に示す領域Pにおける第一層圧電体111aにおいて、裏面111aB側から表面111aA側へ向かう分極方向だった場合(この方向を+方向とする)、第二層圧電体111bでは、表面111bAから裏面111bBへ向かう分極方向(−方向)となり、さらに第三層圧電体111cでは、裏面111cBから表面111cAへ向かう分極方向(+方向)となる。すなわち、分極方向が圧電体の厚さ方向に沿って+−+となる。
また、領域Pと隣接する領域Qでは、領域Pと分極方向が逆で、圧電体の厚さ方向に沿って−+−となる。
That is, in the first
Further, in the region Q adjacent to the region P, the polarization direction is opposite to that of the region P, and becomes − + − along the thickness direction of the piezoelectric body.
また、上記の様な電極および分極の構成において、圧電体11における単層圧電体111の積層数は奇数となる。すなわち、第1層の分極方向と最終層の分極方向とが同じになるので、単層圧電体111の数は奇数となる。
In the electrode and polarization configuration as described above, the number of single-layer piezoelectric bodies 111 in the
奇数層数目の接合面側の電極パターンと偶数層数目の反接合面側の電極パターンとは、同じ電極パターンとなり、偶数層数目の接合面側の電極パターンと奇数層数目の反接合面側の電極パターンとは、同じ電極パターンとなる。 The electrode pattern on the bonding surface side of the odd-numbered layer and the electrode pattern on the anti-bonding surface side of the even-numbered layer are the same electrode pattern, and the electrode pattern on the bonding surface side of the even-numbered layer and the anti-bonding surface side of the odd-numbered layer number The electrode pattern is the same electrode pattern.
すなわち、奇数層(本実施形態では第一層圧電体111aと第三層圧電体111c)の裏面111aB,111cBと偶数層(本実施形態では第二層圧電体111b)の表面111bAの電極パターンは同じとなる。本実施形態においてはこれらの面には、円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれ、各相においては、1/2波長毎に交互に図の様に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に印加電極パターン16が配置されている。
That is, the electrode patterns on the back surfaces 111aB and 111cB of the odd layers (the first
また、奇数層(本実施形態では第一層圧電体111aと第三層圧電体111c)の表面111aA,111cAと偶数層(本実施形態では第二層圧電体111b)の裏面111bBの電極パターンは同じとなる。本実施形態においては、分割した印加電極パターン16ではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極パターン19が形成されている。
Further, the electrode patterns of the front surfaces 111aA and 111cA of the odd-numbered layers (first
なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、3層を例としたが、5層、7層、9層・・・と、奇数の積層数なら同様の構成とすることができる。
また、進行波の波数を4波として説明したが、5波、6波、7波・・・と、どの様な波数でも良い。
In this embodiment, for simplicity of explanation, three layers are used as an example. However, if the number of layers is five, seven, nine,.
Further, although the wave number of the traveling wave has been described as four waves, any wave number such as five waves, six waves, seven waves, etc. may be used.
上述の図5に示すように、本実施形態の積層圧電体11は、第三層圧電体111cの裏面111cBが積層圧電体11全体としての裏面(共通電極パターン19側)11Bとなって弾性体12に接合されている。
また第一層圧電体111aの表面111aAが積層圧電体11全体としての表面11AとなってFPC14が接合され、駆動信号が供給できる様にされている。
As shown in FIG. 5 described above, the multilayer
Further, the surface 111aA of the first
図6に示す様に各層の電極パターンおよび分極方向を構成し、図4(a)に示すように外周側面に導通部18aを延ばして各電極パターンを導通させる。
図7は印加電圧による圧電体11の伸縮を示した図である。駆動信号が+に印加された場合、A相およびB相の各電極は、図7(a)の様に伸延および縮小が交互になされる。すなわち、領域Pにおいては伸延し、領域Qは縮小する。
As shown in FIG. 6, the electrode pattern and the polarization direction of each layer are configured, and as shown in FIG. 4 (a), the
FIG. 7 is a diagram showing expansion and contraction of the
また、逆に駆動信号が−に印加された場合、上記と逆に、図7(b)のように各電極は伸延および縮小が交互になされる。すなわち、領域Pにおいては縮小し、領域Qは伸延する。 On the other hand, when the drive signal is applied to-, contrary to the above, each electrode is alternately extended and reduced as shown in FIG. That is, the area P is reduced and the area Q is distracted.
このように、本実施形態の構成では、印加電圧と伸縮方向においては従来の単相の圧電体11と同じ挙動を示す。
Thus, the configuration of the present embodiment exhibits the same behavior as the conventional single-phase
圧電体における伸縮(変形)の大きさは、圧電体内部に生じる電界の強度によって異なる。すなわち、印加電圧が同じならば、圧電体が薄いほうが電界が強くなる。
したがって、圧電体は薄いほうがよいが、単層の圧電体を薄くすると強度的に不十分である。しかし、本実施形態によると、単層圧電体の厚さを薄くしても積層することで強度が確保できる。
The magnitude of expansion / contraction (deformation) in the piezoelectric body varies depending on the strength of the electric field generated inside the piezoelectric body. That is, if the applied voltage is the same, the thinner the piezoelectric body, the stronger the electric field.
Therefore, it is better that the piezoelectric body is thin. However, if the single-layer piezoelectric body is thin, the strength is insufficient. However, according to the present embodiment, the strength can be ensured by stacking even if the thickness of the single-layer piezoelectric body is reduced.
そして、単層圧電体それぞれを薄くすることが可能となるため、印加電圧をそれほど高くしなくとも、大きな変形量を得ることができる。すなわち、昇圧回路等を用いずに実用的な変形量を確保することができる。 Since each single-layer piezoelectric body can be made thin, a large amount of deformation can be obtained without increasing the applied voltage so much. That is, a practical amount of deformation can be ensured without using a booster circuit or the like.
さらに、積層の際、同一の電極パターンを有する単層圧電体111を、向きを変えて交互に配置している。すなわち、異なる電極パターンの単層圧電体を用いることなく、同一の電極パターンを有する単層圧電体111によって積層圧電体を形成している。このため、コストダウンが可能となり、製造工程が単純化され、作業上のミスが低減され、歩留まりや圧電特性の品質を向上することが可能となる。 Furthermore, the single-layer piezoelectric bodies 111 having the same electrode pattern are alternately arranged in different directions during lamination. That is, the laminated piezoelectric material is formed by the single-layer piezoelectric material 111 having the same electrode pattern without using the single-layer piezoelectric material having different electrode patterns. For this reason, it is possible to reduce costs, simplify the manufacturing process, reduce operational errors, and improve yield and quality of piezoelectric characteristics.
本実施形態によると、単層圧電体111を積層し、導通部18aによって各層を導通させているので、単層圧電体111全てを、一つの印加電圧で同時に分極することが可能である。
According to this embodiment, since the single-layer piezoelectric body 111 is laminated and each layer is made conductive by the conducting
このように本実施形態によると、振動波モータ1として組立てた場合に、従来よりも駆動電圧を下げることができ、駆動効率や発生トルク等の振動波モータ1の性能を向上することが可能となった。 Thus, according to the present embodiment, when the vibration wave motor 1 is assembled, the drive voltage can be lowered as compared with the conventional case, and the performance of the vibration wave motor 1 such as drive efficiency and generated torque can be improved. became.
本実施形態は、駆動電圧が大きくなる、小径タイプの進行波型振動波モータ1に対して、その駆動性能向上への効果が大きい。特に、外径が25mm以下の場合に、本実施形態の効果が顕著である。 This embodiment has a great effect on driving performance of the small-diameter type traveling wave type vibration wave motor 1 in which the driving voltage increases. In particular, when the outer diameter is 25 mm or less, the effect of this embodiment is remarkable.
また、小径タイプの進行波型振動波モータ1は、波長を得るために、4波、5波と波数を少なくする必要があるが、波数を少なくすると、A相およびB相の電極パターン数が少なくなる課題がある。
本実施形態の4波の場合、A相(またはB相)の電極パターン数は4、5波の場合では、A相(またはB相)の電極パターン数は5となるが、各相の電極パターン数が少ないと、屈曲振動の励起がされにくい。
Further, in order to obtain a wavelength, the small-diameter type traveling wave type vibration wave motor 1 needs to reduce the number of waves to 4 waves and 5 waves, but if the number of waves is reduced, the number of electrode patterns of the A phase and the B phase is reduced. There are fewer issues.
In the case of four waves in the present embodiment, the number of electrode patterns of A phase (or B phase) is 4, and in the case of five waves, the number of electrode patterns of A phase (or B phase) is 5, but the electrodes of each phase When the number of patterns is small, bending vibration is difficult to be excited.
従って、本実施形態のように、各圧電体11層とも分極され、圧電特性が得られる様になっている必要がある。本発明では、進行波の波数が4波、5波の場合に特に効果が得られる。
Therefore, as in the present embodiment, each
(第二実施形態)
図8は、本発明の第二実施形態のレンズ鏡筒200を説明する図である。本発明は第1実施形態の小径タイプの振動波モータ1の圧電体11のみならず、大径円環タイプの振動波モータ210の圧電体11においても同様な構成にすることが可能で、第一実施形態と同じ効果が得られる。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a
まず、振動波モータ210の構成を説明する。
振動子211は、圧電体11と、圧電体11を接合した弾性体214とから構成されている。振動子211には進行波が発生するようにされているが、本実施形態では一例として9波の進行波として説明する。
弾性体214は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、円環形状となっている。圧電体11が接合される反対面には溝が切ってあり、溝が設けられていない部分の面が駆動面216aとなり移動子220に加圧接触される。弾性体214の駆動面216aの表面には、駆動性能確保および耐久性向上のために潤滑塗装膜が施されている。
First, the configuration of the
The
The
圧電体11は、円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に分かれており、各相においては、1/2波長毎に分極が交互となった要素が並べられていて、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空くようにしてある。
The
圧電体11の下には、不織布252、加圧部材250が配置されている。
不織布252は、フェルトを例としたものであり、圧電体11の下に配置され、振動子211の振動を加圧部材250に伝えないようにしてある。
A
The
加圧部材250は、加圧板(図示せず)の下に配置されていて、加圧力を発生させるものである。本実施形態では、加圧部材250を皿バネとする、皿バネでなくともコイルバネやウェーブバネでも良い。加圧部材250は、押さえ環251は固定部材223に固定されることで、保持される。
The
移動子220は、アルミニウムといった軽金属からなり、摺動面の表面には耐摩耗性向上のための摺動材料が設けられている。
移動子220の上には、移動子220の縦方向の振動を吸収するために、ゴムの様な振動吸収部材243が配置され、その上には出力伝達部材242が配置されている。
The
On the moving
出力伝達部材242は、固定部材223に設けられたベアリング253により、加圧方向と径方向とを規制し、これにより移動子220の加圧方向と径方向とが規制されるようにされている。
出力伝達部材242は、突起部241があり、そこからカム環315に接続されたフォークがかん合しており、出力伝達部材242の回転とともに、カム環315が回転される。
The
The
カム環315には、キー溝317がカム環315に斜めに切られており、AF環319に設けられた固定ピン318が、キー溝317にかん合していて、カム環315が回転駆動することにより、光軸方向に直進方向にAF環319が駆動され、所望の位置に停止できる様にされている。
固定部材223は、押さえ環251がネジにより取り付けられ、これを取り付けることで、出力伝達部材242から移動子220、振動子211、加圧部材250までを一つのモータユニットとして構成できるようになる。
In the
In the fixing
第二実施形態の圧電体213も、第1実施形態の圧電体11と同様の積層圧電体である。
すなわち、単層圧電体を複数層(本実施形態では3層)積層したものである。第一層圧電体、第二層圧電体及び第三層圧電体が、この順で、積層圧電体の弾性体との接着面と反対側から並んでいる。
The
That is, a single-layer piezoelectric body is laminated by a plurality of layers (three layers in this embodiment). The first-layer piezoelectric body, the second-layer piezoelectric body, and the third-layer piezoelectric body are arranged in this order from the side opposite to the adhesive surface of the laminated piezoelectric body with the elastic body.
そして、第一層圧電体の表面側には、電極が配置され、それは、円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に電極が配置されている。
第一層圧電体の裏面は、分割した電極パターンではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極パターンが形成されている。
And the electrode is arrange | positioned at the surface side of the 1st layer piezoelectric material, and it is divided into the phase (A phase, B phase) of two drive signals along the circumferential direction. In each phase, the electrodes are arranged so that they are alternately polarized every ½ wavelength, and an interval of ¼ wavelength is left between the A phase and the B phase.
On the back surface of the first-layer piezoelectric body, not a divided electrode pattern, but a common electrode pattern of two drive signal phases (A phase and B phase) is formed.
第二層圧電体の表面は、分割した電極パターンではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極パターンが形成されている。そして、第二層目の表面と第一層目の裏面Bとは貼り合わされている。
第二層圧電体の裏面側には、電極が配置され、それは円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に電極16が配置されている。
On the surface of the second layer piezoelectric body, not a divided electrode pattern but a common electrode pattern of two drive signal phases (A phase and B phase) is formed. The surface of the second layer and the back surface B of the first layer are bonded together.
An electrode is disposed on the back surface side of the second layer piezoelectric body, and is divided into two drive signal phases (A phase and B phase) along the circumferential direction. In each phase, the
第三層圧電体の表面は、電極が配置され、それは円周方向に沿って2つの駆動信号の相(A相、B相)に分かれている。各相においては、1/2波長毎に交互に分極され、A相とB相との間には1/4波長分間隔が空く様に電極が配置されている。そして、第二層圧電体の裏面と第三層圧電体の表面とは貼り合わされている。
第三層圧電体の裏面は、分割した電極パターンではなく、2つの駆動信号の相(A相、B相)の共通電極パターンが形成されている。
以上、第二実施形態においても、上記第1実施形態と同様の効果を有する。
Electrodes are arranged on the surface of the third-layer piezoelectric body, which is divided into two drive signal phases (A phase and B phase) along the circumferential direction. In each phase, the electrodes are arranged so that they are alternately polarized every ½ wavelength, and an interval of ¼ wavelength is left between the A phase and the B phase. The back surface of the second layer piezoelectric body and the surface of the third layer piezoelectric body are bonded together.
On the back surface of the third layer piezoelectric body, not a divided electrode pattern, but a common electrode pattern of two drive signal phases (A phase, B phase) is formed.
As described above, the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
1:振動波モータ、10:振動子、11:圧電体,積層圧電体、11A:表面、11B:裏面、12:弾性体、16:電極、18:接着剤、18a:伸延部、20:移動子、110:レンズ鏡筒、111:単層圧電体、111a:第1層圧電体、111aA:表面、111aB:裏面、111b:第2層圧電体、111bA:表面、111bB:裏、111bB:裏面、111c:第3層圧電体、111cA:表面、111cB:裏面、200:レンズ鏡筒、210:振動波モータ、211:振動子、213:圧電体、214:弾性体、220:移動子
1: vibration wave motor, 10: vibrator, 11: piezoelectric body, laminated piezoelectric body, 11A: front surface, 11B: back surface, 12: elastic body, 16: electrode, 18: adhesive, 18a: extension part, 20:
Claims (4)
前記電気機械変換素子積層体と接触する弾性体と、 An elastic body in contact with the electromechanical transducer stack,
前記弾性体により駆動される相対移動部材と、を備え、 A relative movement member driven by the elastic body,
前記電気機械変換素子積層体は、前記第1電気機械変換素子と、前記第1電気機械変換素子の前記第4電極パターンの一部を対象線とした対象軸で反転させた第2電気機械変換素子とが積層されている振動波モータ。 The electromechanical transducer stack includes a first electromechanical transducer and a second electromechanical transducer that is inverted with a target axis having a part of the fourth electrode pattern of the first electromechanical transducer as a target line. A vibration wave motor in which elements are stacked.
前記第1電気機械変換素子及び前記第2電気機械変換素子の積層数は、奇数であること、
を特徴とする振動波モータ。 The vibration wave motor according to claim 1,
The number of stacked layers of the first electromechanical transducer and the second electromechanical transducer is an odd number;
Vibration wave motor characterized by
前記第1電気機械変換素子及び前記第2電気機械変換素子における、互いに対向する面には、同じ電極パターンが形成
され、
前記電気機械変換素子積層体の側面を延びる導通部で導通されていること、
を特徴とする振動波モータ。 The vibration wave motor according to claim 1 or 2,
The same electrode pattern is formed on the surfaces of the first electromechanical transducer and the second electromechanical transducer facing each other,
Being conducted by a conduction portion extending from the side surface of the electromechanical transducer stack.
Vibration wave motor characterized by
前記第1電気機械変換素子及び前記第2電気機械変換素子は2群で、かつ隣り合う前記第1電気機械変換素子及び前記第2電気機械変換素子の分極方向が互いに反対方向を向くようになっていること、
を特徴とする振動波モータ。 In the vibration wave motor according to any one of claims 1 to 3,
The first electromechanical conversion element and the second electromechanical conversion element are in two groups, and the polarization directions of the adjacent first electromechanical conversion element and the second electromechanical conversion element are opposite to each other. That
Vibration wave motor characterized by
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9805539B2 (en) | 2004-02-03 | 2017-10-31 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US9818148B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-11-14 | Rtc Industries, Inc. | In-store item alert architecture |
US10210478B2 (en) | 2004-02-03 | 2019-02-19 | Rtc Industries, Inc. | Continuous display shelf edge label device |
US10339495B2 (en) | 2004-02-03 | 2019-07-02 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US10357118B2 (en) | 2013-03-05 | 2019-07-23 | Rtc Industries, Inc. | Systems and methods for merchandizing electronic displays |
US11109692B2 (en) | 2014-11-12 | 2021-09-07 | Rtc Industries, Inc. | Systems and methods for merchandizing electronic displays |
US11182738B2 (en) | 2014-11-12 | 2021-11-23 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6432204B2 (en) * | 2014-08-13 | 2018-12-05 | セイコーエプソン株式会社 | Piezoelectric drive device, robot, and drive method thereof |
JP6937214B2 (en) * | 2017-10-11 | 2021-09-22 | Njコンポーネント株式会社 | Laminated piezoelectric element for ultrasonic motor, and ultrasonic motor |
JP7027114B2 (en) * | 2017-10-20 | 2022-03-01 | キヤノン株式会社 | Vibration type actuator and electronic equipment equipped with it |
WO2021210365A1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-10-21 | ミツミ電機株式会社 | Optical element driving device, camera module, and camera-equipped device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3311034B2 (en) * | 1992-08-25 | 2002-08-05 | キヤノン株式会社 | Laminated piezoelectric element, method for manufacturing laminated piezoelectric element, vibration wave driving device, and apparatus equipped with vibration wave driving device |
JPH11252956A (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-17 | Star Micronics Co Ltd | Laminated piezoelectric element and ultrasonic motor using the same |
JP2000152672A (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-30 | Takata Corp | Stator for ultrasonic motor |
JP2000228886A (en) * | 1999-02-05 | 2000-08-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Supersonic motor and piezoelectric vibrator |
JP2004350349A (en) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Taiheiyo Cement Corp | Piezoelectric actuator and manufacturing method thereof |
-
2012
- 2012-07-06 JP JP2012151990A patent/JP6056224B2/en active Active
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9805539B2 (en) | 2004-02-03 | 2017-10-31 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US10210478B2 (en) | 2004-02-03 | 2019-02-19 | Rtc Industries, Inc. | Continuous display shelf edge label device |
US10339495B2 (en) | 2004-02-03 | 2019-07-02 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US10535216B2 (en) | 2004-02-03 | 2020-01-14 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US11397914B2 (en) | 2004-02-03 | 2022-07-26 | Rtc Industries, Inc. | Continuous display shelf edge label device |
US11580812B2 (en) | 2004-02-03 | 2023-02-14 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US9818148B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-11-14 | Rtc Industries, Inc. | In-store item alert architecture |
US10357118B2 (en) | 2013-03-05 | 2019-07-23 | Rtc Industries, Inc. | Systems and methods for merchandizing electronic displays |
US11188973B2 (en) | 2013-03-05 | 2021-11-30 | Rtc Industries, Inc. | In-store item alert architecture |
US11109692B2 (en) | 2014-11-12 | 2021-09-07 | Rtc Industries, Inc. | Systems and methods for merchandizing electronic displays |
US11182738B2 (en) | 2014-11-12 | 2021-11-23 | Rtc Industries, Inc. | System for inventory management |
US11468401B2 (en) | 2014-11-12 | 2022-10-11 | Rtc Industries, Inc. | Application system for inventory management |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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