JP2002118304A - 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータ製造方法並びに圧電アクチュエータ付き電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐久性に優れた圧電アクチュエータ振動体の
製造方法と、その振動体を用いた圧電アクチュエータお
よび圧電アクチュエータ付き電子機器を提供すること。 【解決手段】 圧電アクチュエータ１は、圧電素子３
と、圧電素子３に接合された振動体２と、加圧機構４で
振動体２に圧接される移動体５とを備える。圧電素子３
は、電極３ａを設ける。振動体２は、移動体５と接触す
る接触面２ａを設ける。振動体２および接触面２ａの表
面には、硬質アルマイトで被覆した硬質アルマイト層６
を設ける。硬質アルマイト層６の表面には、導電性を有
する導電性皮膜７で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子を用いた
圧電アクチュエータとその圧電アクチュエータに使用す
る圧電アクチュエータ振動体の製造方法に関するもので
ある。さらに、時計、カメラ、プリンタ、記憶装置、医
療機器、光通信機器などに圧電アクチュエータを用いた
電子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電アクチュエータの振動体の材
料としては、アルミ合金、鉄合金、ステンレス、黄銅な
どの金属材料が使用されているが、その中でも振動減衰
能が極めて近く振動振幅が大きく取れ、熱伝導性に優れ
るため、移動体との間で発生する摩擦熱を逃がし摩耗を
抑え、振動体を軽量化すると共に、加工性、耐食性を満
足することのできるアルミ合金が使用されてきた。例え
ば特開平７−１２３７４７号の公報に従来のアルミ合金
製の振動体についての開示がある。

【０００３】また、移動体と接触する振動体の接触部分
の耐久性、耐摩耗性を向上させるために、移動体と接触
する振動体の接触部分にアルマイト処理を施していた。
例えば特開平１１−３３２２６１号の公報に、アルマイ
ト処理をした超音波モータについての開示がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、腐食に
強いアルミ合金といえども、高温高湿（例えば８５℃、
８５％ＲＨ）の環境下に長時間さらされた場合は、アル
ミ合金製の振動体表面や移動体との接触面が腐食してし
まい、圧電アクチュエータの性能劣化を引き起こしてし
まう問題点があった。また、移動体も長期間の駆動中
に、振動体の接触面の先端によって擦傷が付き、次第に
摩耗され、性能劣化を引き起こしてしまう問題もあっ
た。さらに、アルミ合金表面は濡れ性が悪いため、アル
ミ合金製振動体と圧電素子とを接着する場合、接着性が
良好でないため、高出力での駆動時に接着剥がれが生じ
たり、高温高湿での接着力の低下が生じ、性能劣化を引
き起こしてしまう問題もあった。

【０００５】ここで、アルミ合金製の振動体の腐食およ
び摩耗を防止するための手段として、アルミ合金製振動
体を硬質アルマイト層で被覆する方法が考えられる。し
かし、硬質アルマイト層は不導体であるために、圧電素
子の電極は振動体と導通が取れなくなってしまい、振動
体を介して外部との導通が取れなくなってしまうという
問題点があった。 また、硬質アルマイト層は、外側に
向かってアルミ合金面と平行に成長しようとするため、
０．２ｍｍＲ以下の稜線部分が存在する場所には硬質ア
ルマイト層が成長しにくく、そこから腐食してしまった
り、また、大きな摩擦力が生じた場合に、０．２ｍｍＲ
以下の稜線部分剥から剥がれてしまうという問題点があ
った。

【０００６】本発明の目的は、アルミ合金製の圧電アク
チュエータ振動体に高耐食性と耐摩耗性を有し、圧電素
子の電極と振動体との導通を可能にしたうえで、耐久性
に優れた圧電アクチュエータと、その圧電アクチュエー
タの製造方法と、圧電アクチュエータ付き電子機器を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面を硬質ア
ルマイトで被覆した硬質アルマイト層と前記硬質アルマ
イト層の表面の少なくとも一部に導電性を有する皮膜で
被覆した導電性皮膜を有する振動体と、前記振動体の一
部と接触し前記振動体の振動により駆動される移動体
と、を有する圧電アクチュエータである。

【０００８】これによれば、アルミ合金製振動体の全表
面は硬質アルマイト層で被覆されるので、高温高湿の環
境下に長時間さらされても腐食することがないため、性
能劣化を引き起こすことはなくなる。また、被覆された
硬質アルマイト層の硬度はＨｖ４００以上となり、アル
ミ合金やアルマイトよりも硬度が高くなる。当然、移動
体と接触する振動体の接触面の先端にも被覆されるの
で、移動体を駆動することによる振動体接触面先端の摩
耗は防止され、耐久性の優れた圧電アクチュエータの実
現が可能となる。

【０００９】さらに、硬質アルマイト層の表層に導電性
を有する導電性皮膜を被覆するので、圧電素子の電極は
振動体に被覆された導電性被膜を介して外部との導通が
可能となり、硬質アルマイト層の被覆時にマスキング等
の手段を講じたり、圧電アクチュエータの構造を変更す
ることなく、耐久性に優れた圧電アクチュエータが実現
可能になる。この圧電素子の電極と導電性皮膜との導通
の実現は、接着剤や金属間化合物等の介在による接合、
拡散等を利用した直接接合、ネジや圧接等の機械的締結
による接合などで実現できる。

【００１０】本発明は、前記導電性皮膜は、前記振動体
が前記移動体と接触する接触面を除いた前記振動体の前
記硬質アルマイト層の表面の少なくとも一部に被覆して
ある圧電アクチュエータである。

【００１１】これによれば、アルミ合金製振動体の全表
面は硬質アルマイト層で被覆されるので、高温高湿の環
境下に長時間さらされても腐食することがないため、性
能劣化を引き起こすことはなくなり、移動体を駆動する
ことによる振動体接触面先端の摩耗は防止され、耐久性
の優れた圧電アクチュエータの実現が可能となる。

【００１２】本発明は、前記振動体は、前記振動体が前
記移動体と接触する前記接触面に０．３ｍｍＲ以上かつ
前記接触面の幅の２分の１よりも小さいＲで面取りされ
た角部を有する圧電アクチュエータである。

【００１３】これによれば、角部を面取りすることによ
り、０．３ｍｍＲより小さい稜線を解消し、角部にも硬
質アルマイト層を確実に成長させることができるので、
アルミ合金素地が表面に現れている部分がなくなり、耐
食性の向上が可能となる。また、大きな摩擦力が生じて
も硬質アルマイト層が剥がれることはなくなる。

【００１４】本発明は、前記硬質アルマイト層は、少な
くとも表面に固体潤滑剤を含浸させた圧電アクチュエー
タである。これによれば、移動体と接する振動体の接触
面には、常に固体潤滑剤が存在するので、移動体およ
び、振動体の接触面は、長期間の駆動に対しても摩耗を
起こすことなく、耐久性が非常に優れた圧電アクチュエ
ータの実現が可能となる。

【００１５】本発明は、前記導電性皮膜が、導電性を有
するクロメート化成処理皮膜である圧電アクチュエータ
である。

【００１６】これによれば、導電性を有する導電性皮膜
にクロメート化成処理皮膜を用いることにより、導電性
と防錆効果を有し、更に振動体の耐食性の向上が可能と
なる。また、クロメート化成処理皮膜は、接着剤との濡
れ性がアルミ合金表面よりも良好なため、圧電素子と振
動体とを接着する場合、接着性は向上し、高出力での駆
動時に接着剥がれや高温高湿での接着力の低下が生じに
くくなり、更に信頼性を向上させることができる。

【００１７】本発明は、振動体が移動体と接する前記振
動体の接触面に０．３ｍｍＲ以上かつ前記接触面の幅の
２分の１よりも小さいＲで面取りする工程と、前記振動
体の表面を硬質アルマイト層で被覆する工程と、前記硬
質アルマイト層の表面少なくとも一部に導電性を有する
導電性皮膜で被覆する工程と、を有する圧電アクチュエ
ータの製造方法である。

【００１８】これによれば、角部を面取りすることによ
り、０．３ｍｍＲより小さい稜線を解消し、角部にも硬
質アルマイト層を確実に成長させることができるので、
アルミ合金素地が表面に現れている部分がなくなり、耐
食性の向上が可能となる。また、大きな摩擦力が生じて
も硬質アルマイト層が剥がれることはなくなる。

【００１９】本発明は、前記振動体の前記接触面から前
記導電性皮膜を除去する工程と、前記振動体の前記接触
面の前記硬質アルマイト層を平滑にする工程と、を有す
る請求項６記載の圧電アクチュエータの製造方法であ
る。

【００２０】これによれば、移動体と接する振動体の接
触面には導電性皮膜が存在しない状態となるので、移動
体に導電性皮膜の皮膜物質は付着することがなく、圧電
アクチュエータ製造時の初期特性を維持することができ
る。また、振動体の接触面の硬質アルマイト層も平滑に
されるので、移動体に擦傷をつけることがなく、長期間
の駆動に対しても摩耗しないため、耐久性の高い圧電ア
クチュエータが実現される。

【００２１】本発明は、前記硬質アルマイト層の少なく
とも表面に固体潤滑剤を含浸させる工程と、を有する圧
電アクチュエータの製造方法である。

【００２２】これによれば、移動体と接する振動体の接
触面には、常に固体潤滑剤が存在するので、移動体およ
び、振動体の接触面は、長期間の駆動に対しても摩耗を
起こすことなく、耐久性が非常に優れた圧電アクチュエ
ータの実現が可能となる。

【００２３】本発明は、前記導電性皮膜は、導電性を有
するクロメート化成処理皮膜である圧電アクチュエータ
の製造方法である。

【００２４】これによれば、導電性を有する導電性皮膜
にクロメート化成処理皮膜を用いることにより、導電性
と防錆効果を有し、更に振動体の耐食性の向上が可能と
なる。また、クロメート化成処理皮膜は、接着剤との濡
れ性がアルミ合金表面よりも良好なため、圧電素子と振
動体とを接着する場合、接着性は向上し、高出力での駆
動時に接着剥がれや高温高湿での接着力の低下が生じに
くくなり、更に信頼性を向上させることができる。

【００２５】本発明は、上記の圧電アクチュエータを備
えた圧電アクチュエータ付き電子機器である。

【００２６】これによれば、耐久性等の優れた圧電アク
チュエータを用いることができ、これを使用した各種の
圧電アクチュエータ付き電子機器の耐久性をを向上する
ことができる。が実現される。ここで、電子機器には、
時計、計測器、カメラ、プリンタ、医療機器、光通信機
器等の圧電アクチュエータの適用可能な機器をすべて含
む。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図１から図１０を参照して
本発明に係わる実施の形態を詳細に説明する。

【００２８】［実施の形態１］図１は、本発明を適用し
た実施の形態１に係わる圧電アクチュエータを示す図で
あり、図１（Ａ）は本発明を適用した圧電アクチュエー
タ１の断面図を示し、図１（Ｂ）は振動体２と移動体５
が接触する接触面２ａを中心に拡大した模式図を示す。
圧電アクチュエータ１は、圧電素子３と、圧電素子３に
接合された振動体２と、加圧機構４で振動体２に圧接さ
れる移動体５とを備えており、圧電素子３には、電極３
ａが設けられており、振動体２には、移動体５と接触す
る接触面２ａが設けられている。振動体２および接触面
２ａの角部は０．３ｍｍＲ以上の面取りがなされ、振動
体２および接触面２ａの全表面には、硬質アルマイト層
６が被覆され、さらに硬質アルマイト層６の全表層には
導電性を有する導電性皮膜７が被覆されている。このと
き、各部の面取りは、接触面２ａに面取りされない部分
が残るように、接触面２ａの幅に対して２分の１よりも
小さい寸法であることが望ましい。これにより、耐食性
が向上し、接触面２ａの先端の摩耗を防止した耐久性な
らびに信頼性に優れた圧電アクチュエータ１を実現する
ことができる。

【００２９】図２は、実施の形態１の圧電アクチュエー
タ１の振動体２の製造方法について説明する図であり、
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、振動体２の製造工程を示し、特
に接触面２ａを中心に拡大した模式図を示す。まず、図
２（Ａ）において、アルミ合金部材より切削や鍛造、エ
ッチング等を利用して圧電アクチュエータ１で使用され
る振動体２を所望の形状に加工した。

【００３０】次に図２（Ｂ）において、所望の形状に加
工された振動体２および接触面２ａの角部を０．３ｍｍ
Ｒ以上の面取り加工を行った。この面取り加工によっ
て、０．２ｍｍＲ以下の稜線をもつ角部が解消され、振
動体２および接触面２ａの角部にも硬質アルマイト層６
を確実に成長させることができるようになる。

【００３１】次に図２（Ｃ）において、面取り加工され
た振動体２の全表面に硬質アルマイト層６を被覆する処
理を行った。振動体２および接触面２ａの角部は０．３
ｍｍＲ以上に面取り加工されているので、角部にも硬質
アルマイト層６が確実に成長し、アルミ合金素地が表面
に現れている部分がなくなり、耐食性の向上が可能とな
る。なお、硬質アルマイト層６は、振動体２２の各々の
面に対して垂直方向に層が形成される性質を有している
ため、隣り合う２つの面の位置関係により、面取りされ
た角部を設けなくても層が形成される個所がある。その
ような個所は特に面取り部を設けなくても良い。また、
被覆された硬質アルマイト層６は、硬さがＨｖ４００以
上にもなるため、移動体を駆動することによる振動体接
触面先端の摩耗は防止され、耐久性の優れた圧電アクチ
ュエータ１の実現が可能となる。

【００３２】次に図２（Ｄ）において、振動体２の全表
面に硬質アルマイト層６が被覆された全表層に、導電性
を有する導電性皮膜７を被覆する処理を行った。導電性
皮膜７を被覆することにより、圧電素子３の電極３ａと
振動体２に被覆された導電性被膜７を介して外部との導
通が可能となるため、硬質アルマイト層６の被覆時にマ
スキング等の手段を講じたり、圧電アクチュエータ１の
構造を変更することなく、従来の構造で耐久性に優れた
圧電アクチュエータ１が実現可能になる。

【００３３】ここで導電性被膜７には、例えば、Ａｕ、
ＣＲ、Ｎｉ等の導電性を示す部材からなり、被覆方法も
湿式メッキ、物理的蒸着法、化学的蒸着法等のいかなる
方法を用いてもよい。

【００３４】本発明の実施の形態１においては、導電性
および防錆効果並びに接着剤との濡れ性を考慮し、導電
性皮膜７にはクロメート化成処理被膜を適用した。クロ
メート化成処理の防錆効果により、更に振動体２の耐食
性の向上が可能となる。また、クロメート化成処理皮膜
は、接着剤との濡れ性を良好にするため圧電素子３と振
動体２との接着性を向上させ、高出力駆動による接着剥
がれや高温高湿での接着力の低下を防止し、更に信頼性
に優れた圧電アクチュエータ１が得られる。

【００３５】［実施の形態２］図３は、本発明を適用し
た実施の形態２に係わる圧電アクチュエータを示す図で
あり、図３（Ａ）は本発明を適用した圧電アクチュエー
タ１１の断面図を示し、図３（Ｂ）は振動体１２と移動
体１５が接触する接触面１２ａを中心に拡大した模式図
を示す。圧電アクチュエータは１１は、圧電素子１３
と、圧電素子１３に接合された振動体１２と、加圧機構
１４で振動体１２に圧接される移動体１５とを備えてお
り、圧電素子１３には、電極１３ａが設けられており、
振動体１２には、移動体１５と接触する接触面１２ａが
設けられている。振動体１２および接触面１２ａの角部
は０．３ｍｍＲ以上の面取りがなされ、振動体１２およ
び接触面１２ａの全表面には、硬質アルマイト層１６が
被覆され、さらに移動体１５と接する接触面１２ａ部分
を除いた硬質アルマイト層１６の全表層には導電性を有
する導電性皮膜１７が被覆されている。これにより、従
来の構造で耐食性が向上し、接触面１２ａの先端の摩耗
を防止し、移動体１５に擦傷をつけることなく、製造時
の初期特性を維持した耐久性ならびに信頼性に優れた圧
電アクチュエータ１１が実現できた。

【００３６】図４は、実施の形態２の圧電アクチュエー
タ１１の振動体１２の製造方法について説明する図であ
り、図４（Ａ）〜（Ｅ）は、振動体１２の製造工程を示
し、特に接触面１２ａを中心に拡大した模式図を示す。
まず、図４（Ａ）において、アルミ合金部材より切削や
鍛造、エッチング等を利用して圧電アクチュエータ１１
で使用される振動体１２を所望の形状に加工する。

【００３７】次に図４（Ｂ）において、所望の形状に加
工された振動体１２および接触面１２ａの角部を０．３
ｍｍＲ以上の面取り加工を行う。この面取り加工によっ
て、０．２ｍｍＲ以下の稜線をもつ角部が解消され、振
動体１２および接触面１２ａの角部にも硬質アルマイト
層１６を確実に成長させることができるようになる。

【００３８】次に図４（Ｃ）において、面取り加工され
た振動体１２の全表面に硬質アルマイト層１６を被覆す
る処理を行う。振動体１２および接触面１２ａの角部は
０．３ｍｍＲ以上に面取り加工されているので、角部に
も硬質アルマイト層１６が確実に成長し、アルミ合金素
地が表面に現れている部分がなくなり、耐食性の向上が
可能となる。また、被覆された硬質アルマイト層１６
は、硬さがＨｖ４００以上にもなるため、移動体を駆動
することによる振動体接触面先端の摩耗は防止され、耐
久性の優れた圧電アクチュエータ１１の実現が可能とな
る。

【００３９】次に図４（Ｄ）において、振動体１２の全
表面に硬質アルマイト層１６が被覆された全表層に、導
電性を有する導電性皮膜１７を被覆する処理を行う。導
電性皮膜１７を被覆することにより、圧電素子１３の電
極１３ａと振動体１２に被覆された導電性被膜１７を介
して外部との導通が可能となるため、硬質アルマイト層
１６の被覆時にマスキング等の手段を講じたり、圧電ア
クチュエータ１１の構造を変更することなく、従来の構
造で耐久性に優れた圧電アクチュエータ１１が実現可能
になる。

【００４０】ここで導電性被膜１７には、例えば、Ａ
ｕ、ＣＲ、Ｎｉ等の導電性を示す部材からなり、被覆方
法も湿式メッキ、物理的蒸着法、化学的蒸着法等のいか
なる方法を用いてもよい。

【００４１】本発明の実施の形態２においては、導電性
および防錆効果並びに接着剤との濡れ性を考慮し、導電
性皮膜１７にはクロメート化成処理被膜を使用する。ク
ロメート化成処理の防錆効果により、更に振動体１２の
耐食性の向上が可能となる。また、クロメート化成処理
皮膜は、接着剤との濡れ性を良好にするため圧電素子１
３と振動体１２との接着性を向上させ、高出力駆動によ
る接着剥がれや高温高湿での接着力の低下を防止し、更
に信頼性に優れた圧電アクチュエータ１１が得られる。

【００４２】次に図４（Ｅ）において、移動体１５と接
触する振動体１２の接触面１２ａに被覆された導電性皮
膜１７を除去すると共に、接触面１２ａの硬質アルマイ
ト層１６を平滑にする。導電性皮膜１７の除去と硬質ア
ルマイト層１６の平滑化は、ペーパーや砥石や砥粒によ
る研磨や研削、バイトによる切削加工等のいかなる方法
を用いてもよい。本発明の実施の形態２においては、加
工性および加工制御並びに加工スピード考慮し、ダイヤ
バイトを使った切削を適用し、接触面１２ａの導電性皮
膜１７の除去と硬質アルマイト層１６の平滑化を同時に
行う。導電性皮膜１７を除去することで、摩耗した導電
性皮膜物質が移動体１５へ付着することが無くなり、製
造時の初期特性を維持することができる。また、硬質ア
ルマイト層１６を平滑化することにより、移動体１５に
擦傷をつけることなく、耐久性の高い圧電アクチュエー
タ１１が実現される。

【００４３】［実施の形態３］図５は、本発明を適用し
た実施の形態３に係わる圧電アクチュエータを示す図で
あり、図５（Ａ）は本発明を適用した圧電アクチュエー
タ２１の断面図を示し、図５（Ｂ）は振動体２２と移動
体２５が接触する接触面２２ａを中心に拡大した模式図
を示す。圧電アクチュエータは２１は、圧電素子２３
と、圧電素子２３に接合された振動体２２と、加圧機構
２４で振動体２２に圧接される移動体２５とを備えてお
り、圧電素子２３には、電極２３ａが設けられており、
振動体２２には、移動体２５と接触する接触面２２ａが
設けられている。振動体２２および接触面２２ａの角部
は０．３ｍｍＲ以上の面取りがなされ、振動体２２およ
び接触面２２ａの全表面には、硬質アルマイト層２６が
被覆され、移動体２５と接する接触面２２ａ部分を除い
た硬質アルマイト層２６の全表層には導電性を有する導
電性皮膜２７が被覆されている。さらに接触面２２ａに
被覆された硬質アルマイト層２６には、固体潤滑剤２８
が含浸させてある。これにより、従来の構造で耐食性が
向上し、移動体２５および接触面２２ａの先端の摩耗を
防止し、移動体２５に擦傷をつけることなく、製造時の
初期特性を維持した耐久性ならびに信頼性に優れた圧電
アクチュエータ２１が実現できる。

【００４４】図６は、実施の形態３の圧電アクチュエー
タ２１の振動体２２の製造方法について説明する図であ
り、図６（Ａ）〜（Ｆ）は、振動体２２の製造工程を示
し、特に接触面２２ａを中心に拡大した模式図を示す。
まず、図６（Ａ）において、アルミ合金部材より切削や
鍛造、エッチング等を利用して圧電アクチュエータ２１
で使用される振動体２２を所望の形状に加工した。

【００４５】次に図６（Ｂ）において、所望の形状に加
工された振動体２２および接触面２２ａの角部を０．３
ｍｍＲ以上の面取り加工を行った。この面取り加工によ
って、０．２ｍｍＲ以下の稜線をもつ角部が解消され、
振動体２２および接触面２２ａの角部にも硬質アルマイ
ト層２６を確実に成長させることができるようになる。

【００４６】次に図６（Ｃ）において、面取り加工され
た振動体２２の全表面に硬質アルマイト層２６を被覆す
る処理を行った。振動体２２および接触面２２ａの角部
は０．３ｍｍＲ以上に面取り加工されているので、角部
にも硬質アルマイト層２６が確実に成長し、アルミ合金
素地が表面に現れている部分がなくなり、耐食性の向上
が可能となる。また、被覆された硬質アルマイト層２６
は、硬さがＨｖ４００以上にもなるため、移動体を駆動
することによる振動体接触面先端の摩耗は防止され、耐
久性の優れた圧電アクチュエータ２１の実現が可能とな
る。

【００４７】次に図６（Ｄ）において、振動体２２の全
表面に硬質アルマイト層２６が被覆された全表層に、導
電性を有する導電性皮膜２７を被覆する処理を行った。
導電性皮膜２７を被覆することにより、圧電素子２３の
電極２３ａと振動体２２に被覆された導電性被膜２７を
介して外部との導通が可能となるため、硬質アルマイト
層２６の被覆時にマスキング等の手段を講じたり、圧電
アクチュエータ２１の構造を変更することなく、従来の
構造で耐久性に優れた圧電アクチュエータ２１が実現可
能になる。

【００４８】ここで導電性被膜２７には、例えば、Ａ
ｕ、ＣＲ、Ｎｉ等の導電性を示す部材からなり、被覆方
法も湿式メッキ、物理的蒸着法、化学的蒸着法等のいか
なる方法を用いてもよい。

【００４９】本発明の実施の形態３においては、導電性
および防錆効果並びに接着剤との濡れ性を考慮し、導電
性皮膜２７にはクロメート化成処理被膜を適用した。ク
ロメート化成処理の防錆効果により、更に振動体２２の
耐食性の向上が可能となる。また、クロメート化成処理
皮膜は、接着剤との濡れ性を良好にするため圧電素子２
３と振動体２２との接着性を向上させ、高出力駆動によ
る接着剥がれや高温高湿での接着力の低下を防止し、更
に信頼性に優れた圧電アクチュエータ２１が得られる。

【００５０】次に図６（Ｅ）において、移動体２５と接
触する振動体２２の接触面２２ａに被覆された導電性皮
膜２７を除去すると共に、接触面２２ａの硬質アルマイ
ト層２６を平滑にすることを行う。導電性皮膜２７の除
去と硬質アルマイト層２６の平滑化は、ペーパーや砥石
や砥粒による研磨や研削、バイトによる切削加工等のい
かなる方法を用いてもよい。

【００５１】本発明の実施の形態３においては、加工性
および加工制御並びに加工スピード考慮し、ダイヤバイ
トを使った切削を適用し、接触面２２ａの導電性皮膜２
７の除去と硬質アルマイト層２６の平滑化を同時に行
う。導電性皮膜２７を除去することで、摩耗した導電性
皮膜物質が移動体２５へ付着することが無くなり、製造
時の初期特性を維持することができる。また、硬質アル
マイト層２６を平滑化することにより、移動体２５に擦
傷をつけることなく、耐久性の高い圧電アクチュエータ
２１が実現される。

【００５２】次に図６（Ｆ）において、接触面２２ａを
被覆している平滑にした硬質アルマイト層２６に、固体
潤滑剤２８を含浸させることを行う。移動体と２５と接
触面２２ａとの間隙には、常に硬質アルマイト層２６と
固体潤滑剤２８とが存在するので、移動体および、振動
体の接触面は、長期間の駆動に対しても摩耗を起こすこ
となく、耐久性が非常に優れた圧電アクチュエータの実
現が可能となる。固体潤滑剤２８にはグラファイト、二
硫化モリブデン、フッ素樹脂等いずれでもよい。また、
含浸方法は、固体潤滑剤の粉末を結合材と共に塗料状に
して塗布する方法や、固体潤滑剤の粉末を布や皮にまぶ
して擦り込む等のいかなる方法を用いてもよい。

【００５３】本発明の実施の形態３においては、固体潤
滑剤２８にグラファイトを適用し、含浸方法として擦り
込みを適用する。平らで平滑な板にグラファイト粉末ま
ぶし、その上から接触面２２ａを下に向けた振動体２２
をこすりつけて、平滑に加工された硬質アルマイト層２
６の表面に固体潤滑剤２８を擦り込み含浸させる。

【００５４】［実施の形態４］図７は、本発明を適用し
た実施の形態４に係わる圧電アクチュエータを示す図で
あり、図７（Ａ）は本発明を適用した圧電アクチュエー
タ３１の断面図を示し、図７（Ｂ）は振動体３２と移動
体３５が接触する接触面３２ａを中心に拡大した模式図
を示す。圧電アクチュエータは３１は、圧電素子３３
と、圧電素子３３に接合された振動体３２と、振動体３
２を移動体３５へ圧接する加圧機構３４とを備えてお
り、圧電素子３３には、電極３３ａが設けられており、
振動体３２には、移動体３５と接触する接触面３２ａが
設けられている。振動体３２および接触面３２ａの角部
は０．３ｍｍＲ以上の面取りがなされ、振動体３２およ
び接触面３２ａの全表面には、硬質アルマイト層３６が
被覆され、さらに硬質アルマイト層３６の全表層には導
電性を有する導電性皮膜３７が被覆されている。これに
より、従来の構造で耐食性が向上し、接触面３２ａの先
端の摩耗を防止した耐久性ならびに信頼性に優れた圧電
アクチュエータ３１が実現できた。

【００５５】実施の形態４の圧電アクチュエータ３１の
振動体３２の製造方法は、実施の形態１と同様に行った
ため、ここでの説明は省略する。

【００５６】［実施の形態５］図８は、本発明を適用し
た実施の形態５に係わる圧電アクチュエータを示す図で
あり、図８（Ａ）は本発明を適用した圧電アクチュエー
タ４１の断面図を示し、図８（Ｂ）は振動体４２と移動
体４５が接触する接触面４２ａを中心に拡大した模式図
を示す。圧電アクチュエータは４１は、圧電素子４３
と、圧電素子４３に接合された振動体４２と、振動体４
２を移動体４５へ圧接する加圧機構４４とを備えてお
り、圧電素子４３には、電極４３ａが設けられており、
振動体４２には、移動体４５と接触する接触面４２ａが
設けられている。振動体４２および接触面４２ａの角部
は０．３ｍｍＲ以上の面取りがなされ、振動体４２およ
び接触面４２ａの全表面には、硬質アルマイト層４６が
被覆され、さらに移動体４５と接する接触面４２ａ部分
を除いた硬質アルマイト層４６の全表層には導電性を有
する導電性皮膜４７が被覆されている。これにより、従
来の構造で耐食性が向上し、接触面４２ａの先端の摩耗
を防止し、移動体４５に擦傷をつけることなく、製造時
の初期特性を維持した耐久性ならびに信頼性に優れた圧
電アクチュエータ４１が実現することができる。

【００５７】実施の形態５の圧電アクチュエータ４１の
振動体４２の製造方法は、実施の形態２と同様に行った
ため、ここでの説明は省略する。

【００５８】［実施の形態６］図９は、本発明を適用し
た実施の形態６に係わる圧電アクチュエータを示す図で
あり、図９（Ａ）は本発明を適用した圧電アクチュエー
タ５１の断面図を示し、図９（Ｂ）は振動体５２と移動
体５５が接触する接触面５２ａを中心に拡大した模式図
を示す。圧電アクチュエータは５１は、圧電素子５３
と、圧電素子５３に接合された振動体５２と、振動体５
２を移動体５５へ圧接する加圧機構５４とを備えてお
り、圧電素子５３には、電極５３ａが設けられており、
振動体５２には、移動体５５と接触する接触面５２ａが
設けられている。振動体５２および接触面５２ａの角部
は０．３ｍｍＲ以上の面取りがなされ、振動体５２およ
び接触面５２ａの全表面には、硬質アルマイト層５６が
被覆され、移動体５５と接する接触面５２ａ部分を除い
た硬質アルマイト層５６の全表層には導電性を有する導
電性皮膜５７が被覆されている。さらに接触面５２ａに
被覆された硬質アルマイト層５６には、固体潤滑剤５８
が含浸させてある。これにより、従来の構造で耐食性が
向上し、移動体５５および接触面５２ａの先端の摩耗を
防止し、移動体５５に擦傷をつけることなく、製造時の
初期特性を維持した耐久性ならびに信頼性に優れた圧電
アクチュエータ５１を実現することができる。

【００５９】実施の形態６の圧電アクチュエータ５１の
振動体５２の製造方法は、実施の形態３と同様に行った
ため、ここでの説明は省略する。

【００６０】［実施の形態７］図１０は、本発明に係わ
る圧電アクチュエータを電子機器に適用した実施の形態
７のブロック図を示す。本発明の圧電アクチュエータ付
き電子機器は、振動体６２と振動体６２により駆動され
る移動体６５と、移動体６５と振動体６２に接触圧を与
える加圧機構６４と、移動体６５連動して可動する伝達
機構７０と、伝達機構７０の動作に基づいて運動する出
力機構７１から構成されている。ここで、伝達機構７０
には、例えば、歯車、摩擦車等の伝達車を用いる。伝達
機構７０を省略し、直接出力機構７１を設けても構わな
い。出力機構７２には、例えば、指示装置や、電子時計
においては指針あるいは指針駆動機構やカレンダ等の表
示板、あるいは表示板駆動機構を、コピー機やプリンタ
においてはレーザの方向を変えるミラーを、カメラやビ
デオカメラにおいてはシャッタ駆動機構、絞り駆動機
構、レンズ駆動機構、フィルム巻き上げ機構等を、レー
ザや光を利用した計測器や製造装置、センサーにおいて
は光の遮断・透過や特定波長の光のみを透過するスリッ
ト板やフィルターを、音響機器のボリュウム等には抵抗
値や容量値を可変する接点機構やギャップ板を、ハード
ディスクや光ディスクにおいてはピックアップ駆動機構
を、ロボットにおいてはアーム等を、工作機械等におい
ては、刃具送り機構や、加工部材送り機構等を用いる。

【００６１】圧電アクチュエータ付き電子機器として
は、例えば、電子時計、計測器、カメラ、プリンタ、印
刷機、工作機械、ロボット、移動装置、医療機器、光学
機器、光通信機器、記憶装置、情報機器などに適用でき
る。さらに、移動体６５に出力軸を取り付け出力軸から
のトルクを伝達するための、動力伝達機構を有する構成
とすれば、圧電アクチュエータ駆動機構が実現できる。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように、振動体
の全表面を硬質アルマイト層で被覆し、さらに硬質アル
マイト層の全表層に導電性を有する導電性皮膜を被覆す
ることにより、高温高湿の環境下で長時間さらされたと
しても、振動体表面や移動体との接触面が腐食されるこ
とをなくすことができる。、また、長時間の駆動に対し
ても振動体の接触面は摩耗することがないので、圧電ア
クチュエータの性能劣化を防止することができる。

【００６３】導電性皮膜を硬質アルマイト層の表層に被
覆することにしたので、圧電素子の電極と振動体とを導
通させることもできる。また、硬質アルマイト層を被覆
するときのマスキング等の手段を講じることも不要とな
る。 移動体と接触する振動体の接触面の導電性皮膜を
除去し、硬質アルマイト層を平滑にすることにしたの
で、導電性皮膜に耐摩耗性の乏しいクロメート化成処理
を適用しても、初期性能を維持することができ、かつ、
高出力駆動時の接着剥がれや高温高湿での接着力低下が
防止でき、また、移動体に擦傷をつけることがないの
で、長時間の駆動に対しても摩耗することがなく、耐久
性の優れた圧電アクチュエータが実現できる。

【００６４】振動体や接触面の角部を０．３ｍｍＲ以上
とすることにより、角部にも硬質アルマイト層が確実に
成長でき、アルミ合金素地が表面に現れている部分がな
くなり、耐食性を向上させることができる。

【００６５】硬質アルマイト層に固体潤滑剤を含有させ
たので、移動体および、振動体の接触面は、長期間の駆
動に対しても摩耗を起こすことなく、耐久性が非常に優
れた圧電アクチュエータを実現することができる。

【００６６】本発明の圧電アクチュエータを電子機器に
備えることにより、電子機器の小型化、薄型化の実現の
みならず、耐久性に非常に優れた電子機器を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施の形態１に係わる圧電ア
クチュエータを示す図であり、図１（Ａ）は本発明を適
用した圧電アクチュエータの断面図を示し、図１（Ｂ）
は振動体と移動体が接触する接触面を中心に拡大した模
式図である。

【図２】実施の形態１の圧電アクチュエータの振動体の
製造方法について説明する図であり、図２（Ａ）〜
（Ｄ）は、振動体の製造工程を説明する図であり、特に
接触面を中心に拡大した模式図を示す。

【図３】本発明を適用した実施の形態２に係わる圧電ア
クチュエータを示す図であり、図３（Ａ）は本発明を適
用した圧電アクチュエータの断面図を示し、図３（Ｂ）
は振動体と移動体が接触する接触面を中心に拡大した模
式図である。

【図４】実施の形態２の圧電アクチュエータの振動体の
製造方法について説明する図であり、図４（Ａ）〜
（Ｅ）は、振動体の製造工程を説明する図であり、特に
接触面を中心に拡大した模式図を示す。

【図５】本発明を適用した実施の形態３に係わる圧電ア
クチュエータを示す図であり、図５（Ａ）は本発明を適
用した圧電アクチュエータの断面図を示し、図５（Ｂ）
は振動体と移動体が接触する接触面を中心に拡大した模
式図である。

【図６】実施の形態３の圧電アクチュエータの振動体の
製造方法について説明する図であり、図６（Ａ）〜
（Ｆ）は、振動体の製造工程を説明する図であり、特に
接触面を中心に拡大した模式図を示す。

【図７】本発明を適用した実施の形態４に係わる圧電ア
クチュエータを示す図であり、図７（Ａ）は本発明を適
用した圧電アクチュエータの断面図を示し、図７（Ｂ）
は振動体と移動体が接触する接触面を中心に拡大した模
式図である。

【図８】本発明を適用した実施の形態５に係わる圧電ア
クチュエータを示す図であり、図８（Ａ）は本発明を適
用した圧電アクチュエータの断面図を示し、図８（Ｂ）
は振動体と移動体が接触する接触面を中心に拡大した模
式図である。

【図９】本発明を適用した実施の形態６に係わる圧電ア
クチュエータを示す図であり、図９（Ａ）は本発明を適
用した圧電アクチュエータの断面図を示し、図９（Ｂ）
は振動体と移動体が接触する接触面を中心に拡大した模
式図である。

【図１０】本発明に係わる圧電アクチュエータを電子機
器に適用した実施の形態７のブロック図を示す。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１、５１ 圧
電アクチュエータ ２、１２、２２、３２、４２、５２、６２ 振
動体 ２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ 接
触面 ３、１３、２３、３３、４３、５３、６３ 圧
電素子 ３ａ、１３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ 電
極 ４、１４、２４、３４、４４、５４、６４ 加
圧機構 ５、１５、２５、３５、４５、５５、６５ 移
動体 ６、１６、２６、３６、４６、５６ 硬
質アルマイト層 ７、１７、２７、３７、４７、５７ 導
電性皮膜 ２８、５８ 固
体潤滑剤 ７０ 伝
達機構 ７１ 出
力機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H680 AA12 BB16 BC01 BC02 BC04 BC05 BC08 BC09 DD23 DD35 DD43 DD66 DD74 DD99 FF17

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面を硬質アルマイトで被覆した硬質ア
   ルマイト層と前記硬質アルマイト層の表面の少なくとも
   一部に導電性を有する皮膜で被覆した導電性皮膜を有す
   る振動体と、 前記振動体の一部と接触し前記振動体の振動により駆動
   される移動体と、 を有する圧電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記導電性皮膜は、前記振動体が前記移
   動体と接触する接触面を除いた前記振動体の前記硬質ア
   ルマイト層の表面の少なくとも一部に被覆してある請求
   項１記載の圧電アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記振動体は、前記振動体が前記移動体
   と接触する前記接触面に０．３ｍｍＲ以上かつ前記接触
   面の幅の２分の１よりも小さいＲで面取りされた角部を
   有する請求項１または２の圧電アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記硬質アルマイト層は、少なくとも表
   面に固体潤滑剤を含浸させた請求項１乃至３のいずれか
   に記載の圧電アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記導電性皮膜は、導電性を有するクロ
   メート化成処理皮膜である請求項１乃至４のいずれかに
   記載の圧電アクチュエータ。
6. 【請求項６】 振動体が移動体と接する前記振動体の接
   触面に０．３ｍｍＲ以上かつ前記接触面の幅の２分の１
   よりも小さいＲで面取りする工程と、 前記振動体の表面を硬質アルマイト層で被覆する工程
   と、 前記硬質アルマイト層の表面少なくとも一部に導電性を
   有する導電性皮膜で被覆する工程と、を有する圧電アク
   チュエータの製造方法。
7. 【請求項７】 前記振動体の前記接触面から前記導電性
   皮膜を除去する工程と、 前記振動体の前記接触面の前記硬質アルマイト層を平滑
   にする工程と、 を有する請求項６記載の圧電アクチュエータの製造方
   法。
8. 【請求項８】 前記硬質アルマイト層の少なくとも表面
   に固体潤滑剤を含浸させる工程と、を有する請求項６ま
   たは７に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
9. 【請求項９】 前記導電性皮膜は、導電性を有するクロ
   メート化成処理皮膜である請求項６乃至８のいずれかに
   記載の圧電アクチュエータの製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１から５記載のいずれかに記載
    の圧電アクチュエータを備えた圧電アクチュエータ付き
    電子機器。