JP7204455B2 - 振動型アクチュエータ、雲台、および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、接触体と振動体を備えた、振動型アクチュエータに関するものである。

振動型アクチュエータは低速・大トルクなどの特徴から、例えば一眼レフカメラの撮影レンズにおけるオートフォーカスの駆動用モータとして実用化されており、近年はカメラ以外のさまざまな電子機器への適用も期待されている。例えば、ロボットアームの関節駆動やロボットハンドの回転駆動、監視カメラ等の撮像装置の雲台の回転駆動、画像形成装置の感光体ドラムの回転駆動への振動型アクチュエータの適用が期待されている。

このような他用途への適用に向けて、振動型アクチュエータの高出力化と高温環境におけるより安定的な動作が求められている。しかしながら、振動型アクチュエータは温度上昇によって振動体と接触体の摩擦効率の低下や、振動体を構成する弾性体と圧電素子の接着部の剥がれなどが発生し、振動型アクチュエータの性能に影響が生じるおそれがある。そのため、振動型アクチュエータの温度を検知し、検知された温度に基づいて振動型アクチュエータを制御し、動作させることが必要となっている。振動型アクチュエータの主な発熱源は、振動体と接触体が接する摩擦部と、振動体に設けられた振動源である圧電素子である。したがって摩擦部あるいは圧電素子の近傍が最も高い高温部となる。また、振動型アクチュエータの温度上昇による性能劣化も高温部で発生する。したがって、この高温部を振動体の温度の代表点として測定することが必要となっている。そこで、振動型アクチュエータの振動体に温度センサを取り付け、温度を検知する技術が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、円盤状のステータにおける圧電素子が設けられた外周部側および摩擦部から遠い、内周部側に温度センサが設けられている。そのため、温度測定点の温度が熱の発生源よりも低く、振動体の高温部の温度を正確には測定できないという課題があった。

また、特許文献２に記載された技術では、振動体の駆動振動の振幅が大きい部分に温度センサの配線があるため、配線が振動し、振動型アクチュエータに異音（鳴き）が発生するという課題があった。

また、上記特許文献１と上記特許文献２に記載された技術では、振動型アクチュエータの組立時に温度センサを取り付ける工程が必要となり、組立が複雑になるという共通の課題があった。

特開平９－９８５８９ 特開平６－２８４７５３

そこで、本発明は、異音の発生を抑えつつ、効果的な振動型アクチュエータの温度測定が可能な振動型アクチュエータを提供する。

上記課題を解決するため、
弾性体および電気－機械エネルギー変換素子を有する振動体と、
前記振動体と接する接触体と、
前記電気－機械エネルギー変換素子に給電するフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板と前記電気－機械エネルギー変換素子が重なる領域に設けられた直方体形状の温度検出手段と、
を備え、
前記振動体に第１の振動と第２の振動とを合わせた振動が励起することで前記振動体と前記接触体との相対移動が生じるよう構成され、
前記相対移動の方向と垂直な方向と、前記温度検出手段の長手方向が沿うように構成されている振動型アクチュエータを提供する。

上記発明により、異音の発生を抑え、効果的な振動型アクチュエータの温度測定が可能な振動型アクチュエータを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る振動型アクチュエータの構成を概略的に示す断面図である。 図１における振動体の構成を概略的に示す斜視図である。 図１における振動体の構成を概略的に示す断面図である。 図１における振動体に励起される駆動振動の変形の様態を説明するための図である。 図１におけるフレキシブルプリント基板の構成を概略的に示す図である。 図５におけるフレキシブルプリント基板の一部を拡大した図である。 図１における振動体の第１の変形例のフレキシブルプリント基板の一部を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体の構成を概略的に示す斜視図である。 （ａ）図８における振動体に励起される第１の振動モードの振動での振動体の変形の様態を説明する図、（ｂ）図８における振動体に励起される第２の振動モードの振動での振動体の変形の様態を説明する図である。 図８におけるフレキシブルプリント基板の構成を概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを搭載した雲台と、雲台に搭載された撮像装置の構成を概略的に示す図である。

〔実施例１〕
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動型アクチュエータ１０の構成を概略的に示す断面図である。振動型アクチュエータ１０における振動体２０および接触体３０（被駆動体）および加圧機構４０等の機械的構成は、例えば特開２０１７－１０８６１５号公報に記載の振動型アクチュエータと機能的には同等である。

本実施形態の振動型アクチュエータは、弾性体および電気－機械エネルギー変換素子を有する振動体と、振動体と接する接触体を備えている。加えて、電気－機械エネルギー変換素子に給電するフレキシブルプリント基板と、フレキシブルプリント基板と前記電気－機械エネルギー変換素子が重なる領域に設けられた温度検出手段、を備えている。

図１において、振動型アクチュエータ１０は、円環状に形成された振動体２０、円環状に形成された接触体３０、および加圧機構４０を備える。また、振動型アクチュエータ１０は、シャフト、ハウジング、ベアリングを備える。

「接触体」とは、振動体と接触し、振動体に発生した振動によって、振動体に対して相対移動する部材のことをいう。接触体と振動体の接触は、接触体と振動体の間に他の部材が介在しない直接接触に限られない。接触体と振動体の接触は、振動体に発生した振動によって、接触体が振動体に対して相対移動するならば、接触体と振動体の間に他の部材が介在する間接接触であってもよい。「他の部材」は、接触体及び振動体とは独立した部材（例えば焼結体よりなる高摩擦材）に限られない。「他の部材」は、接触体又は振動体に、メッキや窒化処理などによって形成された表面処理部分であってもよい。

振動体２０は、弾性体２１と、弾性体２１に接合された電気－機械エネルギー変換素子である圧電素子２２と、圧電素子２２に接合されて圧電素子２２に交流電圧である駆動電圧を印加するための給電部材１００を有する。この給電部材１００に温度検出手段であるサーミスタ１２０が設けられている。

接触体３０は、本体３０ａおよび接触ばね３０ｂを有する。接触体３０の材料としては、ステンレス鋼等の鉄系材料を用いることができるが、接触体３０の材料はこれに限らない。

加圧機構４０は制振ゴム４１、加圧ばね受け部材４２、加圧ばね受けゴム４３、加圧ばね４４及び加圧ばね固定部材４５を有する。振動体２０及び接触体３０はシャフトを中心軸として同心円状に配置され、シャフトに固定された加圧機構４０によってシャフトのスラスト方向に関して互いに加圧接触（摩擦接触）する。具体的には、シャフトに固定された加圧ばね固定部材４５によって移動を規制された加圧ばね４４が、制振ゴム４１、加圧ばね受け部材４２及び加圧ばね受けゴム４３を介して接触体３０をスラスト方向に押圧する。このように構成されることにより、接触体３０と振動体２０は安定的に接触する。

図２は、振動体２０の構成を概略的に示す斜視図である。

給電部材１００は、円環状の圧電素子２２に接合されたフレキシブルプリント基板１１０と、フレキシブルプリント基板に接続された駆動用コネクタ１９０を有する。

図３は、振動体２０の構成を概略的に示す断面図である。図３はサーミスタ１２０を含む断面であり、図１と同じ断面を示している。該断面における弾性体２１、圧電素子２２およびフレキシブルプリント基板１１０の肉部はハッチングで描かれているとともに、紙面に向かって奥行方向に在る弾性体２１、圧電素子２２およびフレキシブルプリント基板１１０は線図で示されている。

図３において、弾性体２１は円環状の部材からなり、弾性体２１は基底部２１ａと、基底部２１ａの内径側には基底部２１ａを支持するための接続部２１ｂが一体的に形成されている。さらに内径側には弾性体２１をハウジングに固定するための取付部２１ｃが一体的に形成されている。弾性体２１の材料は適宜選択できるが、本実施の形態では、窒化処理されたステンレス鋼等の鉄系材料を用いる。

弾性体２１の基底部２１ａの一方の面は接触体３０と加圧接触する接触部２５であり、基底部２１ａの他方の面には圧電素子２２が接合される。圧電素子２２にはフレキシブルプリント基板１１０が接合される。フレキシブルプリント基板１１０には振動体２０の温度検出手段であるサーミスタ１２０が実装される。

弾性体２１は、取付部２１ｃに設けられた穴とハウジングの穴を螺合されることにより、ハウジングへ固定される。ハウジングはベアリングを備えており、そのベアリングはシャフトを軸支する。

振動型アクチュエータ１０では、給電部材１００に備えられた駆動用コネクタ１９０とフレキシブルプリント基板１１０を通して圧電素子２２へ交流電圧である駆動電圧を印加することにより、振動体２０に駆動振動を励起させる。駆動振動の態様は圧電素子２２が有する複数の電極の数や配置形態に依存するが、励起される駆動振動が振動体１０の周方向に進むｎ次（本実施形態ではｎ＝９）の進行波となるように、圧電素子２２が設計される。なお、ｎ次の駆動振動とは基底部２１ａの周方向における波数がｎ個となる曲げ振動である。圧電素子２２に発生した駆動振動は振動体２０の基底部２１ａへ伝達され、接触部２５に生じた進行波によって、接触体３０をシャフト回りの周方向へ駆動する。すなわち、接触体３０は振動体２０と同心を保ったまま、相対的に回転運動する。接触体３０に発生した回転力は加圧機構４０とシャフトを通して外部へ出力される。

図１に描かれている本実施形態の振動型アクチュエータ１０は、例えばハウジングを所望の部材に固定し、シャフトの下方に末広がりに構成されているフランジ面にカメラ等の可動対象を固定することで、可動対象を自由に回転駆動させることができる。他方で、シャフトを固定してハウジングを回転駆動させることも可能である。

図４は、振動体２０に励起される駆動振動の変形の様態を説明するための図である。なお、図４では、振動体２０において励起される駆動振動の変位に対する理解を容易にするために、変位を実際よりも誇張している。給電部材５００は不図示である。

図５は、フレキシブルプリント基板１１０の構成を概略的に示す図である。

本実施形態の振動型アクチュエータにおいては、フレキシブルプリント基板は、電気－機械エネルギー変換素子と連結する第１の端子部および第１の配線部を有している。加えて、第一の端子部および第一の配線部とは別に設けられ、温度検出手段と連結する第２の端子部および第２の配線部を有している。

フレキシブルプリント基板１１０は、柔軟な樹脂で形成された平面的な基材に設けられた配線と端子を備えている。フレキシブルプリント基板の樹脂部分における、圧電素子が接合する接合面と、接合面と対向する反対側の面と、その両面の間の部位を含む樹脂部分を接合部と以下では呼称する。

フレキシブルプリント基板１１０と圧電素子が重なる領域では、両者が隣接しているため、その温度はほぼ圧電素子と同等であることが本願発明者の検討の末に分かった。加えて、フレキシブルプリント基板１１０と接着された振動体２０の基底部２１ａの温度は熱源となる接触部２５の温度ともほぼ同等であることも分かった。

以上のことを踏まえ、フレキシブルプリント基板１１０は本実施形態においては以下のように構成される。

フレキシブルプリント基板１１０は、圧電素子２２と接着により接合される接合部１１０ａと、駆動用コネクタ１９０を取り付ける第１の端子部１１０ｃを備える。加えて、接合部１１０ａと第１の端子部１１０ｃの間に位置する中継部１１０ｂと、第１の端子部１１０ｃの一部から張り出した第２の端子部１１０ｄを備える。

フレキシブルプリント基板１１０の接合部１１０ａにはサーミスタ１２０が実装される。図中の破線は圧電素子２２に設けられた電極パターンと、圧電素子２２の外形を表す。圧電素子２２の電極は、周方向に駆動振動の次数ｎの４倍の数（本実施形態では９×４＝３６個）に分割され、１つの電極の周方向の大きさは駆動振動の周方向波長のおよそ４分の１となっている。

図６は、図５におけるフレキシブルプリント基板１１０の一部を拡大した図である。第１の端子部１１０ｃは、駆動用コネクタ１９０を電気的に接続する駆動用端子１３０を備える。駆動用端子１３０は、駆動振動を励起するための駆動電圧を印加する４つの電圧印加端子１３０ａと３つのＧＮＤ端子１３０ｂを備える。ＧＮＤ端子１３０ｂは、ハウジングを経由し、弾性体２１に接続される。

４つの電圧印加端子１３０ａは、接合部１１０ａと中継部１１０ｂと第１の端子部１１０ｃに形成された駆動用配線１３１と、接合部１１０ａに設けられた駆動用電極１３２を通して、円周状に配置された複数の圧電素子の電極２２ａに接続される。

サーミスタ１２０は、フレキシブルプリント基板１１０と圧電素子が重なる領域である接合部１１０ａに設けられている。サーミスタ１２０は、サーミスタ用配線１３４と、第２の端子部１１０ｄの先端に設けられたサーミスタ用端子１３３を経由し、不図示の温度検出回路に接続される。

サーミスタ用端子１３３はフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）で構成されている。なお、サーミスタ１２０とサーミスタ用配線１３４は、駆動用配線１３１と駆動用電極１３２等の振動体２０の駆動振動を励起するための配線とは絶縁されている。

本実施形態の振動型アクチュエータは接触体、弾性体、圧電素子、およびフレキシブルプリント基板の順に配されている。

振動型アクチュエータ１０の振動体２０の駆動時の発熱源は、弾性体２１の基底部２１ａと圧電素子２２の振動による損失と、弾性体２１と接触体３０の摩擦接触による摩擦による損失である。駆動時には振動体２０の基底部２１ａ近傍の温度が最も上昇する。過度な昇温は、圧電素子２２の性能、振動体２０の振動特性、振動体２０と接触体３０との摩擦特性に変化を生じさせるおそれがある。加えて、弾性体２１と圧電素子２２の接着剥がれ、圧電素子２２とフレキシブルプリント基板１１０の接着剥がれを引き起こすおそれがある。

上述したように、圧電素子２２とフレキシブルプリント基板１１０の接合部１１０ａの温度は基底部２１ａとほぼ同じ温度である。そのため、フレキシブルプリント基板１１０の接合部１１０ａにサーミスタ１２０を設けて温度測定することで振動体２０の高温部の温度測定が可能となる。

本実施形態では、フレキシブルプリント基板１１０の駆動用配線１３１が設けられた中継部１１０ｂにサーミスタ用配線１３４を通している。そのため、サーミスタ用配線をフレキシブルプリント基板とは別に設ける従来の方式と異なり、サーミスタ用配線に関わる部品数を低減することができる。したがって、振動型アクチュエータ１０の駆動時の配線に起因する異音（鳴き）の発生を低減することが可能となる。

本実施形態では、振動型アクチュエータ１０の圧電素子２２に接着されたフレキシブルプリント基板１１０にサーミスタ１２０を実装している。そのため、振動体２０の製造工程でサーミスタ１２０を個別に振動体２０に取り付ける工程がなくなり、組立工程を簡略化することが可能となる。

本実施形態では、駆動用端子１３１に求められる耐電圧と比較し、サーミスタ用端子１３３に求められる耐電圧が小さいため、駆動用端子１３１とサーミスタ用端子１３３を別体としている。これにより耐電圧の低いサーミスタ用端子１３３の小型化が可能となる。

サーミスタ１２０による振動体２０の駆動振動の阻害、サーミスタ１２０のクラックが発生、サーミスタ１２０の実装部の接続不良は、可能な限り低減されることが望ましい。したがって、サーミスタ１２０は駆動振動による振動体２０の曲げ変形によって曲げ方向の大きな荷重がかからないことが好ましい。

そのため、温度検出手段の長手方向が円環状の弾性体の径方向に沿っているように構成するとよい。

具体的にはサーミスタ１２０の本体部の短手方向（２つの実装はんだが並ぶ方向に垂直な方向）を、振動体２０の駆動振動の波長の短い方向とすることが好ましい。

本実施形態の振動型アクチュエータでは、振動体２０の内周と外周の幅と比較して周方向に生じる進行波の波長が短い。

そのため、サーミスタ１２０の長手方向を振動体２０の径方向に沿っているように構成する。より好ましくはサーミスタ１２０の長手方向を振動体２０の径方向に一致させるとよい。このように構成することで進行波の波頭に沿ってサーミスタの長手方向が配置されるため、進行波の発生に伴うサーミスタの本体部への加重をより少なくすることができる。

サーミスタ１２０のクラックの発生や実装部の接続不良を防止するため、サーミスタ１２０の寸法は、振動体２０の駆動振動の波長よりも十分に小さい事が好ましく、目安として駆動振動の波長の４分の１以下であることが好ましい。

より好ましくは、サーミスタ１２０の本体部が直方体形状である場合、縦、横、および高さのうち、その最大寸法が駆動振動の波長の４分の１以下であることが好ましい。

本実施形態では、温度検出部としてサーミスタ１２０を用いたが、これに限定されない。温度測定が可能なセンサであれば良く、熱電対、測温抵抗体、ＩＣ温度センサ等が挙げられる。

図７は、振動体の第１の変形例のフレキシブルプリント基板２１０の一部を示す図である。フレキシブルプリント基板２１０は、圧電素子２２と接着により接合される接合部２１０ａと、先端にフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を形成した端子部２１０ｃと、接合部２１０ａと端子部２１０ｃの間に位置する中継部２１０ｂを備える。フレキシブルプリント基板２１０の接合部２１０ａにはサーミスタ２２０が実装される。

本変形例では、駆動用コネクタを用いず、フレキシブルプリント基板２１０の端子部２１０ｃの先端をフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）としている。サーミスタ用配線２３４はフレキシブルプリント基板２１０の中継部２１０ｂを通り、サーミスタ用端子２３３に接続される。サーミスタ用端子２３３と駆動用端子２３０（４つの印加電圧端子２３０ａと１つのＧＮＤ端子２３０ｂから成る）は１つのフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を形成している。ＧＮＤ端子２３０ｂは、ハウジングを経由し、弾性体２１に接続される。

本実施形態では、圧電素子２２に印加する駆動電圧のＧＮＤ端子２３０ｂを、ハウジングを介して弾性体２１に接続したが、この方法に限定されない。ハウジングを介せず、弾性体２１がＧＮＤ端子２３０ｂに接続され、電気的に接地されていればよい。

＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体５０の構成を概略的に示す斜視図である。振動体５０の構成は、例えば特許第４２６１９６４号公報に開示されている振動型駆動装置を構成する振動体と同等である。

振動体５０は、平板状の弾性体５１と、弾性体５１に接合された圧電素子５２と、圧電素子５２に接着により接合されたフレキシブルプリント基板である給電部材５００を備える。

弾性体５１は、圧電素子５２が接合された面の反対側の面に所定の間隔で設けられた２つの突起部５４を有する。不図示の接触体は、突起部５４の先端面である接触部５５と、突起部５４の突出方向において加圧接触している。

圧電素子５２への駆動信号の印加によって、振動体５０に予め設定された第１の振動と第２の振動が合成された駆動振動が振動体５０に励起される。図９（ａ）は、振動体５０に励起される第１の振動モードの振動での振動体５０の変形を説明する図であり、図９（ｂ）は、振動体５０に励起される第２の振動モードの振動での振動体５０の変形を説明する図である。なお、図９（ａ）（ｂ）では、振動体５０に生じる振動変位に対する理解を容易にするために、変形（変位）を実際よりも拡大して示している。給電部材５００は不図示である。

図９（ａ）に示す第１の振動モードは、２つの突起部を結ぶ方向（弾性体５１の長手方向）において弾性体５１に２個の振動の腹が生じる曲げ振動である。図９（ｂ）に示す第２の振動モードは、第１の振動モードの腹線と垂直な方向（弾性体５１の短手方向）に１個の腹が生じる曲げ振動である。弾性体５１に接合された圧電素子５２への駆動信号の印加によって、振動体５１に予め設定された第１の振動モードの振動と、第２の振動モードの振動とが合成された振動の定在波を駆動振動として励起させる。この駆動振動により、接触部５５には、２つの突起部５４を結ぶ方向と突起部５４の突出方向とを含む面内で楕円運動が生じる。不図示の接触体は、振動体５０の接触部５５に加圧接触しているため、接触部５５によって摩擦駆動されて、２つの突起部５４を結ぶ方向に直線的に駆動される。

なお、１つの振動体５０における突起部５４を結ぶ線が同一円周の接線となるように、複数の振動体５０を円環状の基材に配置してもよい。そして、円環状（又は円板状）の接触体を基材と同心となるように接触部５５に加圧接触させた構成とすることにより、接触体と基材とをその円周方向に相対的に回転移動させることができる。

図１０は、図８における給電部材であるフレキシブルプリント基板５１０の構成を概略的に示す図である。フレキシブルプリント基板５１０は、圧電素子５２と接着により接合される接合部５１０ａと、先端をフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）とした端子部５１０ｃと、接合部５１０ａと端子部５１０ｃの間に位置する中継部５１０ｂを備える。フレキシブルプリント基板１１０と圧電素子が重なる領域であるフレキシブルプリント基板５１０の接合部５１０ａにはサーミスタ５２０が実装される。図中の破線はフレキシブルプリント基板５１０と接着された圧電素子５２の外形および電極形状を表す。端子部５１０ｃは、駆動用端子５３０とサーミスタ用端子５３３を備える。

駆動用端子５３０は、駆動振動を励起するための駆動電圧を印加する２つの電圧印加端子５３０ａと、１つのＧＮＤ端子５３０ｂを備える。ＧＮＤ端子５３０ｂは、弾性体５１に接続される。

接合部５１０ａに実装されたサーミスタ５２０は、接合部５１０ａと中継部５１０ｂと端子部５１０ｃに形成されたサーミスタ用配線５３４と、サーミスタ用端子５３３を経由し、不図示の温度検出回路に接続される。なお、サーミスタ５２０とサーミスタ用配線５３４は、駆動用配線５３１と駆動用電極５３２等の振動体５０の駆動振動を励起するための配線とは絶縁されている。

振動型アクチュエータの振動体５０の駆動時の発熱源は、弾性体５１と圧電素子５２の振動による損失と、弾性体５１と接触体の摩擦接触による摩擦による損失である。駆動時には弾性体５１の温度が最も上昇して高温部となり、圧電素子の性能、振動体５０の振動特性、接触体との摩擦接触部の性能が変化するおそれがある。加えて、弾性体５１と圧電素子５２の接着剥がれ、圧電素子５２とフレキシブルプリント基板５１０の接着剥がれを引き起こす恐れもある。第１実施形態で詳述したように、圧電素子５２とフレキシブルプリント基板５１０の接合部５１０ａの温度は弾性体５１とほぼ同じ温度である。そのため、フレキシブルプリント基板５１０の接合部５１０ａにサーミスタ５２０を設けて温度測定することで振動体５２の高温部の温度測定が可能となる。

本実施形態においても、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。具体的には、振動体５０の高温部の測定が可能で、サーミスタ配線に関わる部品数の低減により鳴きの発生を抑制し、振動体の製造工程においてサーミスタの組立を簡素化される。

サーミスタ５２０による振動体５０の駆動振動の阻害、サーミスタ５２０のクラックが発生、サーミスタ５２０の実装部の接続不良は可能な限り低減されることが望ましい。したがって、サーミスタ５２０は駆動振動による振動体５０の曲げ変形によって曲げ方向の大きな荷重がかからないことが好ましい。

したがって弾性体が矩形であるとともに、温度検出手段の長手方向が、矩形である弾性体の短手方向に沿っているように構成することが好ましい。

そのため、サーミスタ５２０の短手方向（２つの実装はんだが並ぶ方向に垂直な方向）を、振動体２０の駆動振動の波長の短い方向とすることが好ましい。本実施形態の振動体５０の駆動振動では、振動体５０を構成する弾性体５１の短手方向と比較して弾性体５１の長手方向に発生する振動の波長が短いため、サーミスタ５２０の短手方向を振動体５０の長手方向と一致させている。

つまり図９（ａ）に図示される振動波の波頭に沿うようにサーミスタの長手方向が配されているため、サーミスタに加わる荷重をより小さくすることができる。

サーミスタ５２０のクラックの発生や実装部の接続不良を防止するため、サーミスタ５２０の寸法は、振動体５０の駆動振動の波長よりも十分に小さい事が好ましく、目安として駆動振動の波長の４分の１以下であることが好ましい。

本実施形態では、温度検出部としてサーミスタ５２０を用いたが、これに限定されない。温度測定が可能なセンサであれば良く、熱電対、測温抵抗体、ＩＣ温度センサ等が挙げられる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態で説明した振動型アクチュエータ１０を備える装置の一例としての監視カメラ等の撮像装置の雲台の構成について説明する。

本実施形態では、回転台と、回転台に設けられた振動型アクチュエータを備える雲台を以下説明する。

図１０は、雲台８００と、雲台８００に搭載された撮像装置８４０の構成を概略的に示す図である。雲台８００は、ベース８２０と、２つの振動型アクチュエータ８７０、８８０を備えるヘッド８１０と、撮像装置８４０を固定するためのＬアングル８３０を備える。パン軸に設けられた振動型アクチュエータ８８０は、ヘッド８１０とＬアングル８３０と撮像装置８４０を、ベース８２０に対してパン軸まわりに回転させるためのアクチュエータである。また、チルト軸に設けられた振動型アクチュエータ８７０は、Ｌアングル８３０と撮像装置８４０を、ヘッド８１０に対してチルト軸まわりに回転させるためのアクチュエータである。

雲台８００に２つの振動型アクチュエータ８７０、８８０を用いることにより、撮像装置８４０の向きを高速、高応答、静粛、高精度に変える事が可能となる。また、振動型アクチュエータは無通電時でも高い保持トルクを持つため、撮像装置８４０のチルト軸まわりの重心ずれがあっても振動型アクチュエータの電力を消費することなく撮像装置４０の向きを維持することができる。

その他、本発明の利用者が所望する部材と、その部材に設けられた振動型アクチュエータを備える電子機器を提供することができる。

１０ 振動型アクチュエータ
２０，５０ 振動体
２１，５１ 弾性体
２２，５２ 圧電素子
１００，５００ 給電部材
１１０，２１０，５１０ フレキシブルプリント基板
１００ａ，１１０ａ，２１０ａ，５１０ａ 接合部
１１０ｂ，２１０ｂ，５１０ｂ 中継部
１１０ｃ 第１の端子部
１１０ｄ 第２の端子部
２１０ｃ 端子部
１２０，２２０，５２０ サーミスタ
１３０，２３０，５３０ 駆動用端子
１３１，２３１，５３１ 駆動用配線
１３２，２３２，５３２ 駆動用電極
１３３，２３３，５３３ サーミスタ用端子
１３４，２３４，５３４ サーミスタ用配線

Claims (11)

1. 弾性体および電気－機械エネルギー変換素子を有する振動体と、
   前記振動体と接する接触体と、
   前記電気－機械エネルギー変換素子に給電するフレキシブルプリント基板と、
   前記フレキシブルプリント基板と前記電気－機械エネルギー変換素子が重なる領域に設けられた直方体形状の温度検出手段と、
   を備え、
   前記振動体に第１の振動と第２の振動とを合わせた振動が励起することで前記振動体と前記接触体との相対移動が生じるよう構成され、
   前記相対移動の方向と垂直な方向と、前記温度検出手段の長手方向が沿うように構成されている振動型アクチュエータ。
2. 前記フレキシブルプリント基板は、
   前記電気－機械エネルギー変換素子と連結する第１の端子部および第１の配線部と、
   前記第一の端子部および前記第一の配線部とは別に設けられ、前記温度検出手段と連結する第２の端子部および第２の配線部と、
   を備える請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
3. 前記温度検出手段はサーミスタ、熱電対、測温抵抗体、あるいはＩＣ温度センサである請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記接触体、前記弾性体、前記電気－機械エネルギー変換素子、および前記フレキシブルプリント基板の順に配されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記弾性体が円環状である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記温度検出手段の長手方向が円環状の前記弾性体の径方向に沿っていることを特徴とする請求項５に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記弾性体が矩形である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記温度検出手段の長手方向が、矩形である前記弾性体の短手方向に沿っていることを特徴とする請求項７に記載の振動型アクチュエータ。
9. 前記温度検出手段の寸法が前記駆動振動の波長の４分の１よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
10. 回転台と、前記回転台に設けられた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを備える雲台。
11. 部材と、前記部材に設けられた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータを備える電子機器。

Images