WO2009157406A1 - 振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents

振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラ Download PDF

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vibration actuator
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智志 刈谷
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株式会社ニコン
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    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine

Definitions

  • the present invention relates to a vibration actuator, a method for manufacturing the vibration actuator, a lens barrel, and a camera.
  • a progressive vibration wave (hereinafter referred to as a traveling wave) is generated on the contact surface between the elastic body and the relative movement member, and the elliptical motion generated on the driving surface by the traveling wave is generated.
  • a vibration actuator that drives a relative movement member by pressurizing the relative movement member to a wavefront is known.
  • the electromechanical conversion element and the elastic body are joined by an adhesive.
  • Patent Document 1 describes an example in which an opposing end face electrode of a laminated piezoelectric element is connected to a common electrode using a conductive adhesive.
  • the film thickness of such an adhesive layer for joining the elastic body and the electromechanical conversion element is formed on the flatness and dimensional accuracy of the joining surface of the electromechanical conversion element and the elastic body, and on the joining surface of the electromechanical conversion element.
  • the thickness may be uneven.
  • the thickness of the central part is easily formed thinner than the end part of the electrode part, and the film of the adhesive layer formed between the electrode part and the elastic body Thickness tends to be uneven.
  • Such uneven thickness of the adhesive layer causes unevenness in the magnitude of vibration transmitted from the electromechanical transducer to the elastic body, resulting in unstable driving of the vibration actuator and lowering driving efficiency. It was.
  • An object of the present invention is to provide a vibration actuator having good driving performance, a method for manufacturing the vibration actuator, a lens barrel, and a camera.
  • an electromechanical transducer that converts electrical energy into mechanical energy, an elastic body that generates a vibration wave by excitation of the electromechanical transducer, and a thermoplastic resin having electrical conductivity are provided.
  • a vibration actuator comprising: a resin layer that joins a mechanical conversion element and the elastic body; and a relative movement member that is in pressure contact with the elastic body and moves relative to the elastic body by the vibration wave.
  • the entire surface of the resin layer on the electromechanical conversion element side is in direct contact with the electromechanical conversion element. Actuator.
  • a third aspect of the present invention is the vibration actuator according to the first or second aspect, wherein the resin layer is an electrode portion for inputting electric energy to the electromechanical transducer. is there.
  • the entire surface of the electromechanical conversion element on the elastic body side is in direct contact with the resin layer.
  • the electromechanical transducer has the conductivity on a surface opposite to the elastic body. It is a vibration actuator characterized by having a 2nd electrode part formed using a thermoplastic resin.
  • It is a manufacturing method of a vibration actuator provided with a process and a joining process of joining the electromechanical conversion element and an elastic body.
  • a seventh aspect of the present invention is a lens barrel including the vibration actuator according to any one of the first to fifth aspects.
  • the invention of claim 8 is a camera comprising the vibration actuator according to any one of claims 1 to 5.
  • the said structure is not limited to this, The structure of below-mentioned embodiment may be improved suitably, and at least one part may be substituted by another structure. Further, the configuration requirements that are not particularly limited with respect to the arrangement are not limited to the arrangement disclosed in the embodiment, and can be arranged at a position where the function can be achieved.
  • the present invention it is possible to provide a vibration actuator having good driving performance, a method for manufacturing the vibration actuator, a lens barrel, and a camera.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a camera 1 according to the present embodiment.
  • the camera 1 according to the present embodiment includes a camera body 2 having an image sensor 8 and a lens barrel 3 having a lens 7.
  • the lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 2.
  • the lens barrel 3 is an interchangeable lens.
  • the present invention is not limited to this.
  • the lens barrel 3 may be a lens barrel integrated with the camera body.
  • the lens barrel 3 includes a lens 7, a cam barrel 6, gears 4 and 5, an ultrasonic motor 10, and the like.
  • the ultrasonic motor 10 of the present embodiment is used as a drive source that drives the lens 7 during the focusing operation of the camera 1.
  • the driving force obtained from the ultrasonic motor 10 is transmitted to the cam cylinder 6 through the gears 4 and 5.
  • the lens 7 is held by the cam barrel 6 and is moved substantially parallel to the optical axis direction (in the direction of arrow L shown in FIG. 1) by the driving force of the ultrasonic motor 10 to adjust the focus. It is.
  • a subject image is formed on the imaging surface of the imaging element 8 by a lens group (including the lens 7) (not shown) provided in the lens barrel 3.
  • the imaged subject image is converted into an electrical signal by the image sensor 8, and image data is obtained by A / D converting the signal.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor 10 of the present embodiment.
  • the ultrasonic motor 10 according to the present embodiment includes a vibrator 11, a mover 15, an output shaft 18, a pressure member 19, and the like.
  • the vibrator 11 side is fixed, and the mover 15 is rotationally driven.
  • the vibrator 11 is a substantially annular member having an elastic body 12 and a piezoelectric body 13.
  • the elastic body 12 is formed of a metal material having a high resonance sharpness, and has a substantially annular shape.
  • the elastic body 12 includes a comb tooth portion 12a, a base portion 12b, and a flange portion 12c.
  • the comb tooth portion 12a is formed by cutting a plurality of grooves on the surface opposite to the surface to which the piezoelectric body 13 is bonded.
  • the front end surface of the comb tooth portion 12 a is in pressure contact with the moving element 15 and becomes a driving surface 12 d that drives the moving element 15.
  • the drive surface 12d is subjected to a lubricious surface treatment such as Ni—P (nickel-phosphorus) plating.
  • Ni—P nickel-phosphorus
  • the base portion 12b is a portion that is continuous in the circumferential direction of the elastic body 12, and the piezoelectric body 13 is bonded to a surface (bonding surface 12e) opposite to the comb tooth portion 12a of the base portion 12b.
  • the flange portion 12c is a bowl-shaped portion protruding in the inner diameter direction of the elastic body 12, and is disposed at the center in the thickness direction of the base portion 12b.
  • the vibrator 11 is fixed to the fixing member 16 by the flange portion 12c.
  • the piezoelectric body 13 is an electromechanical conversion element that converts electrical energy into mechanical energy.
  • a piezoelectric element is used as the piezoelectric body 13, but an electrostrictive element may be used.
  • the piezoelectric body 13 of the present embodiment is a substantially ring-shaped member, and is formed using PZT (lead zirconate titanate).
  • the piezoelectric body 13 may use other piezoelectric ceramic materials.
  • a resin layer 24 is formed on the entire surface of the piezoelectric body 13 on the elastic body 12 side (hereinafter referred to as a bonding surface 13a) (see FIGS. 3A and 4A). The piezoelectric body 13 is bonded to the elastic body 12 through the resin layer 24.
  • An electrode pattern portion 25 is formed on the surface of the piezoelectric body 13 opposite to the elastic body 12 (hereinafter referred to as the other surface 13b) (see FIGS. 3B and 4A). . Details regarding the resin layer 24 and the electrode pattern portion 25 will be described later.
  • the flexible printed circuit board 14 is electrically connected to each electrode portion of the electrode pattern portion 25 formed on the other surface 13 b of the piezoelectric body 13.
  • the flexible printed circuit board 14 is supplied with a drive signal from a control circuit (not shown), and the piezoelectric body 13 expands and contracts by this drive signal. In the vibrator 11, traveling waves are generated on the drive surface of the elastic body 12 by the expansion and contraction of the piezoelectric body 13.
  • the mover 15 is a member that is rotationally driven by a traveling wave generated on the drive surface 12 d of the elastic body 12.
  • the moving element 15 of the present embodiment is formed of a light metal such as aluminum, and an alumite or the like for improving wear resistance is formed on the surface of the surface in contact with the vibrator 11 (the driving surface 12d of the elastic body 12). Surface treatment is applied.
  • the output shaft 18 is a substantially cylindrical member. One end of the output shaft 18 is in contact with the moving element 15 via the rubber member 23, and is provided so as to rotate integrally with the moving element 15.
  • the rubber member 23 is a substantially ring-shaped member made of rubber.
  • the rubber member 23 has a function of allowing the mover 15 and the output shaft 18 to rotate integrally with rubber viscoelasticity, and a function of absorbing vibration so as not to transmit vibration from the mover 15 to the output shaft 18. have.
  • the rubber member 23 is made of butyl rubber, silicon rubber, propylene rubber or the like.
  • the pressurizing member 19 is a member that generates a pressing force that pressurizes and contacts the vibrator 11 and the moving element 15.
  • the pressure member 19 is provided between the gear member 20 and the bearing receiving member 21.
  • the pressure member 19 of the present embodiment uses a compression coil spring, but is not limited to this.
  • the gear member 20 is inserted so as to fit in a D-cut formed at a predetermined position of the output shaft 18, is fixed by a stopper 22 such as an E ring, and is integrated with the output shaft 18 in the rotation direction and the axial direction. Is provided.
  • the gear member 20 transmits driving force to the gear 4 (see FIG. 1) by rotating with the rotation of the output shaft 18.
  • the bearing receiving member 21 is arranged on the inner diameter side of the bearing 17, and the bearing 17 is arranged on the inner diameter side of the fixed member 16.
  • the pressurizing member 19 pressurizes the vibrator 11 toward the moving element 15 in the axial direction of the output shaft 18, and the moving element 15 and the vibrator 11 are brought into pressure contact with this pressurizing force. , Driven to rotate.
  • a pressure adjusting washer may be provided between the pressure member 19 and the bearing receiving member 21 so that an appropriate pressure for driving the ultrasonic motor 10 can be obtained.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the resin layer 24 and the electrode pattern portion 25 of the present embodiment.
  • 3A is a diagram of the piezoelectric body 13 viewed from the elastic body 12 side
  • FIG. 3B is a diagram of the piezoelectric body 13 viewed from the gear member 20 side.
  • FIG. 4 is a diagram for comparing the joining portions of the piezoelectric body and the elastic body of the ultrasonic motor 10 of the present embodiment and the ultrasonic motor 110 of a comparative example described later.
  • FIG. 4 is a diagram for comparing the joining portions of the piezoelectric body and the elastic body of the ultrasonic motor 10 of the present embodiment and the ultrasonic motor 110 of a comparative example described later.
  • FIG. 4A is an enlarged view of a cross section in which the vibrator 11 of the ultrasonic motor 10 of the present embodiment is cut in a direction perpendicular to the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13 along the straight line S1-S2 shown in FIG. Is shown.
  • FIG. 4B is an enlarged view of a cross section corresponding to the cross section shown in FIG. 4A in an ultrasonic motor 110 of a comparative example described later.
  • the flexible printed circuit board 14 and the like are omitted for easy understanding.
  • the resin layer 24 is formed on the entire bonding surface 13 a of the piezoelectric body 13.
  • FIG. 3A the resin layer 24 is formed on the entire bonding surface 13 a of the piezoelectric body 13.
  • the entire surface 24a of the resin layer 24 on the piezoelectric body 13 side is in direct contact with the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13. Therefore, no other member is interposed between the piezoelectric body 13 and the resin layer 24, and the elastic body 12, the resin layer 24, and the piezoelectric body 13 are sequentially stacked in the thickness direction of the vibrator 11. It has become.
  • the resin layer 24 is formed of a thermoplastic resin having conductivity, and polyamide is used in this embodiment.
  • a resin excellent in heat resistance and durability and excellent in adhesiveness for joining the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 is preferable.
  • a general-purpose resin such as polystyrene, ethylene vinyl acetate copolymer, or PMMA (polymethylmethacrylate) may be appropriately selected and used.
  • general-purpose engineering resins such as polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, ultrahigh molecular weight polyethylene, and polycarbonate may be appropriately selected and used.
  • a super engineering resin such as polyamide imide, polyether ketone, polyphenylene sulfide or the like may be appropriately selected and used. Moreover, you may use combining these suitably.
  • electroconductivity it can provide by mix
  • the electrode pattern portion 25 is an electrode portion directly formed on the other surface 13b, and includes an electrode portion D1 serving as a ground, and electrode portions D2 to D5 and D6 to D9 to which A-phase and B-phase electric signals are input. Are formed at predetermined intervals in the circumferential direction. Further, between the electrode portions D1 to D9 in the circumferential direction of the other surface 13b is a base portion 13c where the base of the piezoelectric body 13 is exposed.
  • the electrode portions D2 to D5 and D6 to D9 are electrode portions for inputting A-phase and B-phase drive signals, respectively, and are arranged so that polarization is alternated in each phase.
  • the electrode part D1 is formed between the electrode part D2 and the electrode part D6 so as to be between the A phase (electrode parts D2 to D5) and the B phase (electrode parts D6 to D9).
  • the electrode pattern portion 25 is formed using a conductive thermoplastic resin, and in the present embodiment, is formed of polyamide, like the resin layer 24.
  • the flexible printed circuit board 14 is connected to the electrode portions D1 to D9 of the electrode pattern portion 25.
  • FIG. 5 is a process diagram showing a method for manufacturing the ultrasonic motor 10 of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vibrator 11 according to the present embodiment. In order to facilitate understanding, FIG. 6 shows a cross section similar to that shown in FIG.
  • the ultrasonic motor 10 is manufactured through steps such as a piezoelectric body forming step S101, a resin layer forming step S102, a polarization step S103, a joining step S104, and an assembly step S105.
  • the piezoelectric body forming step S101 is a process for producing the piezoelectric body 13 by forming a material such as lead zirconate titanate into a substantially annular shape using a forming die or the like and sintering it.
  • a material such as lead zirconate titanate
  • lapping or the like may be performed to improve the flatness of the joining surface 13a and the other surface 13b as shown in FIG.
  • the resin layer forming step S102 is a step of applying a conductive thermoplastic resin to the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13.
  • a thermoplastic resin polyamide in this embodiment
  • a solution obtained by blending a filler or a solvent that imparts conductivity is applied to the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13 and cooled. And harden it to the extent that it does not interfere with the work. Thereby, the resin layer 24 is formed. Further, the same solution as that used for the resin layer 24 is applied in a pattern on the other surface 13 b of the piezoelectric body 13 and cooled to form the electrode pattern portion 25.
  • the thickness of the resin layer 24 and the electrode pattern portion 25 is somewhat uneven in a state where a conductive thermoplastic resin is applied.
  • the polarization step S103 is a step of performing polarization by applying a polarization voltage to the piezoelectric body 13 in a state where the resin layer 24 and the electrode pattern portion 25 are formed using a predetermined power source.
  • the polarization needs to be performed by sandwiching the piezoelectric body 13 between a positive electrode and a negative electrode.
  • the resin layer 24 and the electrode pattern portion 25 are formed using a conductive thermoplastic resin, the piezoelectric body 13 can be formed without forming a conventional silver paste electrode. Can be polarized.
  • polarization is performed using the resin layer 24 formed on the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13 as one electrode and the electrode pattern portion 25 formed on the other surface 13b as the other electrode. Yes.
  • the joining step S ⁇ b> 104 is a step for joining the piezoelectric body 13 and the elastic body 12.
  • the elastic body 12 is prepared in advance by cutting or the like.
  • the jig 12 is in contact with the surface 12e of the elastic body 12 and the surface of the resin layer 24 (surface opposite to the piezoelectric body 13), and the flexible printed circuit board 14 is in contact with each electrode portion of the electrode pattern portion 25. It fixes by etc., heats to predetermined temperature, applies predetermined pressure, and cools. Since the resin layer 24 is formed of a thermoplastic resin, the resin layer 24 is softened by heating, and is filled with a substantially uniform thickness between the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 by uniformly pressing the whole.
  • the electrode pattern portion 25 is formed of a thermoplastic resin like the resin layer 24, the electrode pattern portion 25 is softened by heating and cured by pressurization and cooling, whereby the wiring of the flexible printed circuit board 14 is formed on each electrode portion. Bonded and connected. At this time, the electrode pattern portion 25 is pressed to the piezoelectric body 13 side with a jig or the like to make the thickness of the electrode pattern portion 25 substantially uniform, and the surface (surface opposite to the piezoelectric body 13) is flat. (See FIG. 6C). If necessary, after the joining step S104, a polishing process or the like for ensuring the flatness of the drive surface 12d of the elastic body 12 may be performed.
  • the assembly step S105 uses the vibrator 11 (the elastic body 12 and the piezoelectric body 13) manufactured through the above-described steps, the movable element 15, the output shaft 18, the pressure member 19, and the like to configure the ultrasonic motor 10. It is a process of assembling. Through these steps, the ultrasonic motor 10 of this embodiment is completed.
  • the ultrasonic motor 10 of the present embodiment formed as described above and the ultrasonic motor 110 of the comparative example are compared.
  • the ultrasonic motor 110 of the comparative example has an electrode portion formed of silver paste on the bonding surface and the other surface of the piezoelectric body 113, and is elastic using an adhesive. Except for the point that the body 12 and the piezoelectric body 113 are joined, it is substantially the same as this embodiment. Therefore, parts having the same functions as those of the present embodiment are denoted by the same reference numerals or the same reference numerals at the end thereof, and redundant description is appropriately omitted.
  • the piezoelectric body 113 of the comparative example is a substantially ring-shaped member substantially similar to the piezoelectric body 13 of the present embodiment.
  • the bonding surface 113a of the piezoelectric body 113 is formed with an electrode portion D20 that is continuous in the circumferential direction.
  • the outer peripheral end and the inner peripheral end of the bonding surface 113a become a base portion 113c where the base of the piezoelectric body 113 is exposed.
  • electrode portions D11 to D19 divided in the circumferential direction are formed on the other surface 113b, and the substrate on which the substrate of the piezoelectric body 113 is exposed is formed between each electrode and the outer and inner peripheral ends of the other surface 113b. Part 113c is formed.
  • the piezoelectric body 113 of this comparative example is a general piezoelectric body that has been widely used, and the electrode portions D20 and D11 to D19 are formed by applying a silver paste by screen printing.
  • the piezoelectric body 113 and the elastic body 12 of the comparative example are joined using a general adhesive (for example, an adhesive mainly composed of an epoxy resin or the like). Therefore, an adhesive layer 124 and an electrode part D20 are formed between the elastic body 12 and the piezoelectric body 113.
  • the adhesive layer 124 does not have conductivity.
  • the surface of the electrode portion D20 formed of the silver paste has a smaller surface roughness than the surfaces of the base portion 113c of the piezoelectric body 113 and the bonding surface 12e of the elastic body 12. Therefore, if the electrode portion D20 is formed on the entire bonding surface 113a of the piezoelectric body 113, the anchoring effect by the adhesive is small and sufficient adhesive strength cannot be obtained. Accordingly, the inner peripheral end and the outer peripheral end of the bonding surface 113a of the piezoelectric body 113 are used as the base portion 113c, and a portion where the rough base portion 113c and the adhesive layer 124 are in direct contact with each other provides a sufficient adhesive throwing effect. It can be obtained and a predetermined adhesive strength is obtained.
  • the piezoelectric body 113 is polarized as compared with an ideal piezoelectric body in which electrode portions are formed on the entire surface of the piezoelectric body.
  • the area that becomes smaller becomes smaller.
  • the piezoelectric body 113 of the comparative example is inferior in driving performance, such as a smaller electrostatic capacity, lower output, and higher power consumption than an ideal piezoelectric body having electrodes formed on the entire surface.
  • the electrode part D20 is formed by screen printing, as shown in FIG.
  • both ends in the radial direction of the piezoelectric body 13 are thick (5 to 10 ⁇ m), and the central part is thin (2
  • the unevenness of the thickness of the electrode part D20 is likely to occur ( ⁇ 3 ⁇ m). Therefore, the thickness unevenness that the adhesive layer 124 is thick at the central portion in the radial direction of the electrode portion D20 and thin at both radial ends of the electrode portion D20 occurs.
  • the portion where the adhesive layer 124 is thick has a lower transmission efficiency for transmitting the excitation of the piezoelectric body 13 to the elastic body 12 than the thin portion, and therefore the transmission of the excitation of the piezoelectric body 13 to the elastic body 12 becomes uneven. . For this reason, there is a problem that the driving performance is deteriorated due to the uneven thickness of the adhesive layer 124 such that the driving of the ultrasonic motor 110 becomes unstable and the driving efficiency is lowered.
  • the adhesive strength between the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 becomes non-uniform, and a problem such as the piezoelectric body 113 peeling off when the ultrasonic motor 110 is driven occurs.
  • the adhesive layer 124 of the ultrasonic motor 110 of the comparative example does not have conductivity, a part of the electrode portion D20 and the elastic body are secured in order to ensure conduction between the electrode portion D20 and the elastic body 12. 12 is required to be in contact. For this reason, the elastic body 12 and the piezoelectric body 113 must be joined together by applying a large pressing force, and there are problems such as difficulty in manufacturing and damage to the piezoelectric body 113 due to pressure.
  • the piezoelectric body 113 and the elastic body 12 of the comparative example are joined by the adhesive layer 124, once the piezoelectric body 113 and the elastic body 12 are joined, disassembly is impossible. Therefore, when a defect occurs in the elastic body 12 during the manufacturing process or the like, the piezoelectric body 113 cannot be reused by separating the piezoelectric body 113 and the elastic body 12.
  • the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 are joined via the resin layer 24 having a uniform thickness formed of a thermoplastic resin having conductivity. There is no other member between the resin layer 24 and the resin layer 24. That is, since only one resin layer 24 exists between the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 and the thickness thereof is substantially uniform, vibration transmission unevenness from the piezoelectric body 13 to the elastic body 12 does not occur. . Therefore, according to this embodiment, the ultrasonic motor 10 can be driven stably, driving efficiency can be improved, and driving performance can be improved.
  • the resin layer 24 can be formed so as to be in direct contact with the entire surface of the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13, a sufficient anchoring effect is obtained, and the adhesive strength between the piezoelectric body 13 and the elastic body 12 is improved. Therefore, durability and driving efficiency of the ultrasonic motor can be improved. Furthermore, since the resin layer 24 has conductivity, it is not necessary to apply a large pressure in the joining process, and the vibrator 11 can be easily manufactured without damaging the piezoelectric body 13. Furthermore, since the resin layer 24 can be formed on substantially the entire bonding surface 13a, it is not necessary to position the resin layer 24, so that the vibrator 11 can be easily manufactured and the production cost can be reduced.
  • the resin layer 24 can be formed so as to be in direct contact with the entire surface of the bonding surface 13a of the piezoelectric body 13, and the electrode pattern portion 25 can also be formed without providing a base portion at both ends in the radial direction of the other surface 13b. Therefore, the polarization area of the piezoelectric body 13 can be increased, and the capacitance can be increased. Thereby, the improvement of the drive efficiency of the ultrasonic motor 10 and the increase in an output are realizable.
  • the resin layer 24 is formed of a thermoplastic resin, the piezoelectric body 13 and the elastic body 12 are bonded to each other by the resin layer 24 when, for example, a defect occurs in the elastic body 12.
  • the resin layer 24 becomes soft by heating, and the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 can be easily separated. Therefore, according to this embodiment, the piezoelectric body 13 can be reused, and resources can be effectively used. As described above, according to the present embodiment, an ultrasonic motor with good driving performance can be obtained.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made.
  • the resin layer 24 is formed directly on the piezoelectric body 13, and an example in which no other member exists between the piezoelectric body 13 and the resin layer 24 is shown.
  • the present invention is not limited to this.
  • a conductive thermoplastic resin is applied to the bonding surface of the piezoelectric body 113 having the electrode portion D20 formed of silver paste as in the ultrasonic motor 110 of the comparative example.
  • a resin layer may be formed, and the elastic body 12 and the piezoelectric body may be joined by this resin layer.
  • the resin layer has conductivity, in order to ensure electrical continuity between the elastic body 12 and the piezoelectric body 113 in the joining process of the elastic body 12 and the piezoelectric body 113 as in the prior art. It is not necessary to apply a large pressing force and can be easily joined. Moreover, by setting it as such a form, the piezoelectric body 13 and the elastic body 12 can be isolate
  • the electrode pattern portion 25 is formed of the same resin as the resin layer 24.
  • the electrode pattern portion 25 is not limited to this, and is a conductive thermoplastic resin, and has a high temperature during polarization. If it has the heat resistance and durability which can endure etc., you may form with the thermoplastic resin which has a different electric conductivity from the resin layer 24, and may form using a silver paste etc.
  • the ultrasonic motor 10 in which the moving element 15 is rotationally driven has been described as an example.
  • the present invention is not limited thereto, and is applicable to a linear vibration actuator in which the moving element is driven in a linear direction. May be.
  • the ultrasonic motor 10 using the vibration in the ultrasonic region has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this. Good.
  • the ultrasonic motor 10 is used for driving the lens 7 at the time of the focus operation.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, the ultrasonic motor used for driving at the time of the zoom operation of the lens. It is good.
  • the ultrasonic motor is used in a camera.
  • the present invention is not limited to this.
  • the ultrasonic motor is used in a driving unit of a copying machine, a steering wheel tilt device of an automobile, or a driving unit of a headrest. Also good.
  • the embodiment and the modification can be combined as appropriate, but detailed description thereof is omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.

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Abstract

駆動性能が良好な振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラを提供する。 振動アクチュエータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子と、電気機械変換素子の励振によって振動波を生じる弾性体と、導電性を有する熱可塑性樹脂により形成され、電気機械変換素子と弾性体とを接合する樹脂層と、弾性体と加圧接触され、振動波によって弾性体に対して相対移動する相対移動部材とを備えるものとした。

Description

振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラ
　本発明は、振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラに関するものである。
　従来、電気機械変換素子の伸縮を利用して、弾性体と相対移動部材との接触面に進行性振動波（以下、進行波という）を発生させ、進行波によって駆動面に発生した楕円運動の波頭に相対移動部材を加圧接触させて相対移動部材を駆動する振動アクチュエータが知られている。一般的に、このような振動アクチュエータでは、電気機械変換素子と弾性体とが、接着剤により接合される。
　特許文献１には、導電性を有する接着剤を用いて、積層型圧電素子の対向する端面電極を共通電極に接続する例が記載されている。
特開平１１－５８７３６号公報
　弾性体と電気機械変換素子とを接合するこのような接着剤層の膜厚は、電気機械変換素子や弾性体の接合面の平面性や寸法精度、電気機械変換素子の接合面に形成された電極部の平面性等によって、厚さにムラが生じる場合がある。特に、銀ペースト等を用いて電極部を形成すると、電極部の端部に比べて中央部の厚さが薄く形成されやすく、電極部と弾性体との間に形成される接着剤層の膜厚がムラになりやすい。
　このような、接着剤層の膜厚ムラによって、電気機械変換素子から弾性体へ伝わる振動の大きさにムラが生じ、振動アクチュエータの駆動が不安定になって駆動効率が低下するという問題があった。
　本発明の課題は、駆動性能が良好な振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラを提供することである。
　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。
　請求項１の発明は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の励振によって振動波を生じる弾性体と、導電性を有する熱可塑性樹脂により形成され、前記電気機械変換素子と前記弾性体とを接合する樹脂層と、前記弾性体と加圧接触され、前記振動波によって前記弾性体に対して相対移動する相対移動部材と、を備える振動アクチュエータである。
　請求項２の発明は、請求項１に記載の振動アクチュエータにおいて、前記樹脂層の前記電気機械変換素子側の面は、全面が前記電気機械変換素子に直接接していること、を特徴とする振動アクチュエータである。
　請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータにおいて、前記樹脂層は、前記電気機械変換素子に電気エネルギーを入力する電極部であること、を特徴とする振動アクチュエータである。
　請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記電気機械変換素子の前記弾性体側の面は、全面が前記樹脂層に直接接していること、を特徴とする振動アクチュエータである。
　請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、前記電気機械変換素子は、前記弾性体とは反対側の面に、前記導電性を有する熱可塑性樹脂を用いて形成された第２の電極部を有すること、を特徴とする振動アクチュエータである。
　請求項６の発明は、電気機械変換素子に導電性を有する熱可塑性樹脂を塗布して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層を用いて、前記電気機械変換素子を分極する分極工程と、前記電気機械変換素子と弾性体とを接合する接合工程と、を備える振動アクチュエータの製造方法である。
　請求項７の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒である。
　請求項８の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるカメラである。
　なお、上記構成はこれに限定されるものではなく、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
　本発明によれば、駆動性能が良好な振動アクチュエータ、振動アクチュエータの製造方法、レンズ鏡筒及びカメラを提供することができる。
実施形態のカメラを説明する図である。 実施形態の超音波モータの断面図である。 実施形態の樹脂層及び電極パターン部を説明する図である。 実施形態の超音波モータ及び比較例の超音波モータの圧電体と弾性体との接合部分を比較する図である。 実施形態の超音波モータの製造方法を示す工程図である。 実施形態の振動子の製造過程を説明する図である。
　以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、振動アクチュエータとして超音波の振動域を利用する超音波モータを一例に挙げて説明する。
　図１は、本実施形態のカメラ１を説明する図である。
　本実施形態のカメラ１は、撮像素子８を有するカメラボディ２と、レンズ７を有するレンズ鏡筒３とを備えている。
　レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。なお、本実施形態では、レンズ鏡筒３は、交換レンズである例を示したが、これに限らず、例えば、カメラボディと一体型のレンズ鏡筒としてもよい。
　レンズ鏡筒３は、レンズ７、カム筒６、ギア４，５、超音波モータ１０等を備えている。本実施形態の超音波モータ１０は、カメラ１のフォーカス動作時にレンズ７を駆動する駆動源として用いられている。超音波モータ１０から得られた駆動力は、ギア４，５を介してカム筒６に伝えられる。レンズ７は、カム筒６に保持されており、超音波モータ１０の駆動力により、光軸方向（図１中に示す、矢印Ｌ方向）に略平行に移動して、焦点調節を行うフォーカスレンズである。
　図１において、レンズ鏡筒３内に設けられた不図示のレンズ群（レンズ７を含む）によって、撮像素子８の撮像面に被写体像が結像される。撮像素子８によって、結像された被写体像が電気信号に変換され、その信号をＡ／Ｄ変換することによって、画像データが得られる。
　図２は、本実施形態の超音波モータ１０の断面図である。
　本実施形態の超音波モータ１０は、振動子１１、移動子１５、出力軸１８、加圧部材１９等を備え、振動子１１側を固定とし、移動子１５を回転駆動する形態となっている。
　振動子１１は、弾性体１２と、圧電体１３とを有する略円環形状の部材である。
　弾性体１２は、共振先鋭度が大きな金属材料によって形成され、その形状は、略円環形状である。この弾性体１２は、櫛歯部１２ａ、ベース部１２ｂ、フランジ部１２ｃを有する。
　櫛歯部１２ａは、圧電体１３が接合される面とは反対側の面に、複数の溝を切って形成される。この櫛歯部１２ａの先端面は、移動子１５と加圧接触され、移動子１５を駆動する駆動面１２ｄとなる。この駆動面１２ｄには、Ｎｉ－Ｐ（ニッケル－リン）メッキ等の潤滑性の表面処理が施されている。櫛歯部１２ａを設ける理由は、圧電体１３の伸縮により駆動面に生じる進行波の中立面をできる限り圧電体１３側へ近づけ、これにより駆動面の進行波の振幅を増幅させるためである。
　ベース部１２ｂは、弾性体１２の周方向に連続した部分であり、ベース部１２ｂの櫛歯部１２ａとは反対側の面（接合面１２ｅ）に、圧電体１３が接合されている。
　フランジ部１２ｃは、弾性体１２の内径方向に突出した鍔状の部分であり、ベース部１２ｂの厚さ方向の中央に配置されている。このフランジ部１２ｃにより、振動子１１は、固定部材１６に固定されている。
　圧電体１３は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子である。本実施形態では、圧電体１３として圧電素子を用いているが、電歪素子を用いてもよい。
　本実施形態の圧電体１３は、略円環形状の部材であり、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いて形成されている。なお、圧電体１３は、他の圧電セラミックス材料等を用いてもよい。
　この圧電体１３の弾性体１２側の面（以下、接合面１３ａという）には、全面に樹脂層２４が形成されている（図３（ａ）及び図４（ａ）参照）。圧電体１３は、この樹脂層２４を介して弾性体１２と接合されている。
　また、圧電体１３の弾性体１２とは反対側の面（以下、他方の面１３ｂという）には、電極パターン部２５が形成されている（図３（ｂ）及び図４（ａ）参照）。樹脂層２４及び電極パターン部２５に関する詳細は、後述する。
　フレキシブルプリント基板１４は、その配線が圧電体１３の他方の面１３ｂに形成された電極パターン部２５の各電極部と電気的に接続している。
　フレキシブルプリント基板１４には、不図示の制御回路から駆動信号が供給され、この駆動信号によって、圧電体１３が伸縮し、励振する。振動子１１は、この圧電体１３の伸縮により、弾性体１２の駆動面に進行波が発生する。
　移動子１５は、弾性体１２の駆動面１２ｄに生じる進行波によって回転駆動される部材である。本実施形態の移動子１５は、アルミニウム等の軽金属によって形成されており、振動子１１（弾性体１２の駆動面１２ｄ）と接触する面の表面に、耐磨耗性向上のためのアルマイト等の表面処理が施されている。
　出力軸１８は、略円柱形状の部材である。出力軸１８は、一方の端部がゴム部材２３を介して移動子１５に接しており、移動子１５と一体に回転するように設けられている。
　ゴム部材２３は、ゴムにより形成された略円環形状の部材である。このゴム部材２３は、ゴムによる粘弾性で移動子１５と出力軸１８とを一体に回転可能とする機能と、移動子１５からの振動を出力軸１８へ伝えないように振動を吸収する機能とを有している。ゴム部材２３は、ブチルゴム、シリコンゴム、プロピレンゴム等により形成されている。
　加圧部材１９は、振動子１１と移動子１５とを加圧接触させる加圧力を発生する部材である。加圧部材１９は、ギア部材２０とベアリング受け部材２１との間に設けられている。本実施形態の加圧部材１９は、圧縮コイルバネを用いているが、これに限定されるものではない。
　ギア部材２０は、出力軸１８の所定の位置に形成されたＤカットに嵌まるように挿入され、Ｅリング等のストッパ２２で固定され、回転方向及び軸方向に出力軸１８と一体となるように設けられている。ギア部材２０は、出力軸１８の回転とともに回転することにより、ギア４（図１参照）に駆動力を伝達する。
　また、ベアリング受け部材２１は、ベアリング１７の内径側に配置され、ベアリング１７は、固定部材１６の内径側に配置された構造となっている。
　加圧部材１９は、振動子１１を移動子１５側へ、出力軸１８の軸方向に加圧しており、この加圧力によって移動子１５と振動子１１とが加圧接触し、移動子１５は、回転駆動される。なお、加圧部材１９とベアリング受け部材２１との間には、加圧力調整ワッシャーを設けて、超音波モータ１０の駆動に適正な加圧力が得られるようにしてもよい。
　図３は、本実施形態の樹脂層２４及び電極パターン部２５を説明する図である。図３（ａ）は、圧電体１３を弾性体１２側から見た図であり、図３（ｂ）は、圧電体１３をギア部材２０側から見た図である。
　図４は、本実施形態の超音波モータ１０と後述する比較例の超音波モータ１１０との圧電体と弾性体との接合部分を比較する図である。図４（ａ）は、本実施形態の超音波モータ１０の振動子１１を、図３に示す直線Ｓ１－Ｓ２に沿って圧電体１３の接合面１３ａに直交する方向に切断した断面の拡大図を示している。図４（ｂ）は、後述する比較例の超音波モータ１１０における図４（ａ）に示す断面に相当する断面の拡大図である。なお、図４（ａ），（ｂ）では、理解を容易にするためにフレキシブルプリント基板１４等は省略して示している。
　樹脂層２４は、図３（ａ）に示すように、圧電体１３の接合面１３ａの全面に形成されている。また、図４（ａ）に示すように、樹脂層２４の圧電体１３側の面２４ａは、全面が圧電体１３の接合面１３ａに直接接する形態となっている。従って、圧電体１３と樹脂層２４との間には、他の部材が介在しておらず、振動子１１の厚み方向において、弾性体１２、樹脂層２４、圧電体１３が順に積層された形態となっている。
　樹脂層２４は、導電性を有する熱可塑性樹脂により形成されており、本実施形態では、ポリアミドを用いている。樹脂層２４を形成する熱可塑性樹脂としては、耐熱性や耐久性に優れ、かつ、弾性体１２と圧電体１３とを接合する接着性に優れたものが好ましい。例えば、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ＰＭＭＡ（polymethylmethacrylate）等の汎用樹脂を適宜選択して用いてもよい。また、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリカーボネート等の汎用エンジニアリング樹脂を適宜選択して用いてもよい。さらに、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等のスーパーエンジニアリング樹脂を適宜選択して用いてもよい。また、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。なお、導電性に関しては、これらの樹脂に対して、所定量の導電性フィラー（カーボンブラック、金属粉末、金属酸化物粉末等）を配合することにより付与することができる。
　樹脂層２４は、導電性を有しているので、弾性体１２と圧電体１３とを接合する機能に加えて、圧電体１３へ制御回路からの電気エネルギーを与えるための電極部としての機能や、弾性体１２への導通を確保するという機能も有している。
　電極パターン部２５は、他方の面１３ｂに直接形成された電極部であり、グランドとなる電極部Ｄ１と、Ａ相、Ｂ相の電気信号が入力される電極部Ｄ２～Ｄ５、Ｄ６～Ｄ９とが周方向に所定の間隔をあけて形成されている。また、他方の面１３ｂの周方向における電極部Ｄ１～Ｄ９間は、圧電体１３の素地が露出した素地部１３ｃとなっている。
　電極部Ｄ２～Ｄ５、Ｄ６～Ｄ９は、それぞれ、Ａ相、Ｂ相の駆動信号を入力する電極部であり、各相において分極が交互となるように配置されている。電極部Ｄ１は、Ａ相（電極部Ｄ２～Ｄ５）とＢ相（電極部Ｄ６～Ｄ９）との間となるように、電極部Ｄ２と電極部Ｄ６との間に形成されている。
　電極パターン部２５は、導電性を有する熱可塑性樹脂を用いて形成されており、本実施形態では、樹脂層２４と同様に、ポリアミドにより形成されている。また、図３（ｂ）には図示しないが、電極パターン部２５の各電極部Ｄ１～Ｄ９には、フレキシブルプリント基板１４が接続されている。
　次に、本実施形態の超音波モータ１０の製造方法を説明する。
　図５は、本実施形態の超音波モータ１０の製造方法を示す工程図である。
　図６は、本実施形態の振動子１１の製造過程を説明する図である。理解を容易にするために、図６では、図４に示す断面と同様の断面を示している。
　超音波モータ１０は、圧電体成形工程Ｓ１０１、樹脂層形成工程Ｓ１０２、分極工程Ｓ１０３、接合工程Ｓ１０４、組み立て工程Ｓ１０５等の工程を経て製造される。
　圧電体成形工程Ｓ１０１は、チタン酸ジルコン酸鉛等の材料を、成形型等を用いて略円環形状に成形して焼結する等により、圧電体１３を作製する工程である。焼結により圧電体１３に歪み等が生じた場合等には、ラップ加工等を行い、図６（ａ）に示すように、接合面１３ａ及び他方の面１３ｂの平面性を高めてもよい。
　樹脂層形成工程Ｓ１０２は、圧電体１３の接合面１３ａに導電性を有する熱可塑性樹脂を塗布する工程である。熱可塑性樹脂（本実施形態では、ポリアミド）を所定の温度まで加熱し、導電性を付与するフィラーや溶剤等を配合して得られた溶液を、圧電体１３の接合面１３ａに塗布して冷却し、作業に支障が出ない程度に硬化させる。これにより樹脂層２４が形成される。
　また、圧電体１３の他方の面１３ｂに、樹脂層２４に用いたものと同じ溶液をパターン状に塗布して冷却し、電極パターン部２５を形成する。このとき、必要であれば、各電極部間の素地部１３ｃとなる部分等にマスキング等を施してもよい。
　図６（ｂ）に示すように、導電性を有する熱可塑性樹脂を塗布した状態では、樹脂層２４及び電極パターン部２５は、その厚さが多少ムラになっている。
　分極工程Ｓ１０３は、樹脂層２４及び電極パターン部２５が形成された状態の圧電体１３に所定の電源を用いて分極電圧を印加し、分極を行う工程である。
　通常、分極は、プラスの電極とマイナスの電極とで圧電体１３を挟みこんで行う必要がある。しかし、本実施形態では、樹脂層２４及び電極パターン部２５は、導電性を有する熱可塑性樹脂を用いて形成されているので、従来のような銀ペーストによる電極を形成しなくとも、圧電体１３を分極することが可能である。この分極工程Ｓ１０３では、一方の電極として圧電体１３の接合面１３ａに形成された樹脂層２４を用い、他方の電極として他方の面１３ｂに形成された電極パターン部２５を用いて分極を行なっている。
　接合工程Ｓ１０４は、圧電体１３と弾性体１２とを接合する工程である。
　弾性体１２は、予め、切削加工等により作製されたものを用意する。
　そして、弾性体１２の接合面１２ｅと樹脂層２４の表面（圧電体１３とは反対側の面）とが接し、電極パターン部２５の各電極部にフレキシブルプリント基板１４が接している状態で冶具等により固定し、所定の温度まで加熱し、所定の圧力を加え、冷却する。
　樹脂層２４は、熱可塑性樹脂により形成されているので、加熱によりやわらかくなり、全体を均一に加圧することによって、弾性体１２と圧電体１３との間に略均一な厚さに充填される形となり、冷却によって硬化し、弾性体１２と圧電体１３とを接合する（図６（ｃ）参照）。
　電極パターン部２５は、樹脂層２４と同様に、熱可塑性樹脂により形成されているので、加熱によりやわらかくなり、加圧及び冷却して硬化することにより、各電極部にフレキシブルプリント基板１４の配線が接合され、接続される。このとき、冶具等により、電極パターン部２５を圧電体１３側へ加圧し、電極パターン部２５の厚さを略均一とし、かつ、その表面（圧電体１３とは反対側の面）の平面性を向上させる（図６（ｃ）参照）。
　なお、必要であれば、接合工程Ｓ１０４の後、弾性体１２の駆動面１２ｄの平面性を確保するための研磨加工等を行なってもよい。
　組み立て工程Ｓ１０５は、上述の工程を経て作製された振動子１１（弾性体１２及び圧電体１３）と移動子１５、出力軸１８、加圧部材１９等の部材を用いて、超音波モータ１０を組み立てる工程である。
　これらの工程を経て、本実施形態の超音波モータ１０が完成する。
　ここで、図４に戻って、上述のように形成された本実施形態の超音波モータ１０と比較例の超音波モータ１１０とを比較する。
　比較例の超音波モータ１１０は、図４（ｂ）に示すように、圧電体１１３の接合面及び他方の面に銀ペーストにより形成された電極部を有しており、接着剤を用いて弾性体１２と圧電体１１３とが接合されている点以外は、本実施形態と略同様である。従って、本実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
　比較例の圧電体１１３は、本実施形態の圧電体１３と略同様に、略円環形状の部材である。圧電体１１３の接合面１１３ａは、周方向に連続した電極部Ｄ２０が形成されているが、接合面１１３ａの外周端及び内周端は、圧電体１１３の素地が露出した素地部１１３ｃとなっている。また、他方の面１１３ｂには、周方向に分割された電極部Ｄ１１～Ｄ１９が形成され、各電極間と他方の面１１３ｂの外周端及び内周端は、圧電体１１３の素地が露出した素地部１１３ｃとなっている。なお、図４（ｂ）には、電極部Ｄ２０，Ｄ１３のみ図示されている。
　この比較例の圧電体１１３は、従来広く用いられている一般的な圧電体であり、電極部Ｄ２０及びＤ１１～Ｄ１９は、スクリーン印刷により銀ペーストを塗布して形成されている。
　比較例の圧電体１１３と弾性体１２とは、一般的な接着剤（例えば、エポキシ樹脂等を主剤とする接着剤）を用いて接合されている。このため、弾性体１２と圧電体１１３との間には、接着剤層１２４と電極部Ｄ２０とが形成された形態となっている。また、この接着剤層１２４は、導電性を有していない。
　このように、銀ペーストにより形成された電極部Ｄ２０の表面は、圧電体１１３の素地部１１３ｃや弾性体１２の接合面１２ｅの表面に比べて表面粗さが小さい。そのため、仮に、圧電体１１３の接合面１１３ａの全面に電極部Ｄ２０を形成すると、接着剤による投錨効果が小さく、十分な接着強度が得られない。そこで、圧電体１１３の接合面１１３ａの内周端及び外周端を素地部１１３ｃとし、表面の粗い素地部１１３ｃと接着剤層１２４とが直接接する部分を設けることにより、接着剤の投錨効果を十分得ることができ、所定の接着強度を得ている。
　しかしながら、圧電体１１３の接合面１１３ａの内周端及び外周端を素地部１１３ｃとすることにより、圧電体の全面に電極部を形成した理想的な圧電体に比べて、圧電体１１３が分極された領域が小さくなる。そのため、比較例の圧電体１１３では、全面に電極を形成した理想的な圧電体に比べて静電容量が小さく、出力が小さく、消費電力が大きくなる等、駆動性能が劣る。
　加えて、電極部Ｄ２０は、スクリーン印刷によって形成されているので、図４（ｂ）に示すように、圧電体１３の径方向の両端部が厚く（５～１０μｍ）、中央部が薄く（２～３μｍ）なるといった電極部Ｄ２０の厚さのムラが生じやすい。
　そのため、接着剤層１２４が、電極部Ｄ２０の径方向の中央部分では厚く、電極部Ｄ２０の径方向両端部では薄くなるといった厚さムラが生じる。接着剤層１２４が厚い部分は、薄い部分に比べて、圧電体１３の励振を弾性体１２へ伝える伝達効率が低下するため、圧電体１３の励振の弾性体１２への伝達が不均一になる。そのため、このような接着剤層１２４の厚さムラにより、超音波モータ１１０の駆動が不安定となって駆動効率が低下する等、駆動性能が低下するという問題がある。
　また、接着剤層１２４の厚さムラにより、弾性体１２と圧電体１３との接着強度が不均一となって、超音波モータ１１０の駆動時に圧電体１１３が剥がれる等の不具合が発生するという問題がある。
　さらに、比較例の超音波モータ１１０の接着剤層１２４は、導電性を有していないので、電極部Ｄ２０と弾性体１２との導通を確保するために、電極部Ｄ２０の一部と弾性体１２とが接する形態とする必要がある。このため、大きな加圧力をかけて弾性体１２と圧電体１１３とを接合しなければならず、製造が困難であるという問題や、圧電体１１３が加圧によって破損する等の問題がある。
　その上、比較例の圧電体１１３と弾性体１２とは接着剤層１２４により接合されているので、一旦、圧電体１１３と弾性体１２とを接合すると、分解が不可能となる。そのため、製造過程等で、弾性体１２に不良が生じた場合等に、圧電体１１３と弾性体１２とを分離して圧電体１１３を再利用することができない。
　これに対して、本実施形態では、導電性を有する熱可塑性樹脂により形成された均一な厚みを有する樹脂層２４を介して、弾性体１２と圧電体１３とが接合されており、圧電体１３と樹脂層２４との間に他の部材が存在していない。すなわち、弾性体１２と圧電体１３との間には、樹脂層２４が一層のみ存在し、その厚さが略均一であるので、圧電体１３から弾性体１２への振動の伝達ムラが生じない。よって、本実施形態によれば、超音波モータ１０の安定した駆動が行え、駆動効率を向上させ、駆動性能を向上させることができる。
　また、樹脂層２４は、圧電体１３の接合面１３ａの全面に直接接する形で形成できるので、投錨効果が十分得られ、圧電体１３と弾性体１２との接着強度が向上する。従って、超音波モータの耐久性や駆動効率を向上できる。
　さらに、樹脂層２４は、導電性を有しているので、接合工程で大きな加圧力をかける必要がなく、圧電体１３を破損することなく、振動子１１を容易に製造できる。
　さらにまた、樹脂層２４は、接合面１３ａの略全面に形成できるので位置決めを行う必要がなく、振動子１１の製造が容易であり、生産コストを抑えることができる。
　その上、樹脂層２４は、圧電体１３の接合面１３ａの全面に直接接する形で形成でき、かつ、電極パターン部２５も他方の面１３ｂの径方向の両端部に素地部を設けることなく端から端まで形成できるので、圧電体１３の分極面積を増やすことができ、静電容量を増加することができる。これにより、超音波モータ１０の駆動効率の向上や、出力の増大を実現することができる。
　加えて、樹脂層２４は熱可塑性樹脂により形成されているので、例えば、弾性体１２に不良が生じた場合等に、樹脂層２４により圧電体１３と弾性体１２とが接合された状態であっても、加熱することにより樹脂層２４がやわらかくなり、容易に弾性体１２と圧電体１３とを分離することができる。従って、本実施形態によれば、圧電体１３を再利用することができ、資源の有効利用が可能である。
　以上のとおり、本実施形態によれば、駆動性能が良好な超音波モータとすることができる。
（変形形態）
（１）以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能である。
本実施形態において、樹脂層２４は圧電体１３に直接形成され、圧電体１３と樹脂層２４との間には他の部材が存在しない例を示した。しかし、これに限らず、例えば、比較例の超音波モータ１１０のように、銀ペーストにより形成された電極部Ｄ２０を有する圧電体１１３の接合面に、導電性を有する熱可塑性樹脂を塗布して樹脂層を形成し、この樹脂層により弾性体１２と圧電体とを接合する形態としてもよい。
　このような形態とすることにより、樹脂層は導電性を有するので、弾性体１２と圧電体１１３との接合工程で、従来のように弾性体１２と圧電体１１３との導通を確保するために大きな加圧力をかける必要がなく、容易に接合することができる。また、このような形態とすることにより、所定の温度まで加熱するだけで、圧電体１３と弾性体１２とを容易に分離できる。従って、圧電体等を再利用することができ、資源を有効利用できる。
（２）本実施形態において、電極パターン部２５は、樹脂層２４と同様の樹脂により形成される例を示したが、これに限らず、導電性を有する熱可塑性樹脂であり、分極時の高温等にも耐えられる耐熱性や耐久性を有するならば、樹脂層２４とは異なる、導電性を有する熱可塑性樹脂により形成してもよいし、銀ペースト等を用いて形成してもよい。
（３）本実施形態において、移動子１５が回転駆動される超音波モータ１０を例に挙げて説明したが、これに限らず、移動子が直線方向に駆動されるリニア型の振動アクチュエータに適用してもよい。
（４）本実施形態において、超音波領域の振動を用いる超音波モータ１０を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、超音波領域以外の振動を用いる振動アクチュエータに適用してもよい。
（５）本実施形態において、超音波モータ１０は、フォーカス動作時にレンズ７の駆動に用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズのズーム動作時の駆動に用いられる超音波モータとしてもよい。
（６）本実施形態において、超音波モータは、カメラに用いられる例を示したが、これに限らず、例えば、複写機の駆動部や、自動車のハンドルチルト装置やヘッドレストの駆動部に用いてもよい。
　なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
　１：カメラ、３：レンズ鏡筒、１０：超音波モータ、１２：弾性体、１３：圧電体、１５：移動子、２４：樹脂層、２５：電極パターン部

Claims (8)

  1. 　電気エネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子と、
    　前記電気機械変換素子の励振によって振動波を生じる弾性体と、
    　導電性を有する熱可塑性樹脂により形成され、前記電気機械変換素子と前記弾性体とを接合する樹脂層と、
    　前記弾性体と加圧接触され、前記振動波によって前記弾性体に対して相対移動する相対移動部材と、
    　を備える振動アクチュエータ。
  2. 　請求項１に記載の振動アクチュエータにおいて、
    　前記樹脂層の前記電気機械変換素子側の面は、全面が前記電気機械変換素子に直接接していること、
    　を特徴とする振動アクチュエータ。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の振動アクチュエータにおいて、
    　前記樹脂層は、前記電気機械変換素子に電気エネルギーを入力する電極部であること、
    　を特徴とする振動アクチュエータ。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
    　前記電気機械変換素子の前記弾性体側の面は、全面が前記樹脂層に直接接していること、
    　を特徴とする振動アクチュエータ。
  5. 　請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータにおいて、
    　前記電気機械変換素子は、前記弾性体とは反対側の面に、前記導電性を有する熱可塑性樹脂を用いて形成された第２の電極部を有すること、
    　を特徴とする振動アクチュエータ。
  6. 　電気機械変換素子に導電性を有する熱可塑性樹脂を塗布して樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
    　前記樹脂層を用いて、前記電気機械変換素子を分極する分極工程と、
    　前記電気機械変換素子と弾性体とを接合する接合工程と、
    　を備える振動アクチュエータの製造方法。
  7. 　請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるレンズ鏡筒。
  8. 　請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の振動アクチュエータを備えるカメラ。
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