JP2005210860A - 振動アクチュエータ及び振動アクチュエータの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】弾性体表面と導電性樹脂材料との間の接合強度を向上し、経時変化及び環境変化によらず安定した接合強度及び低い接触抵抗値を確保し、高い信頼性を有した振動アクチュエータ及び振動アクチュエータの製造方法を提供する。
【解決手段】駆動信号により励振される圧電体13に接合され、励振により駆動面に振動波を生じる弾性体12を有する振動体11を有する振動アクチュエータにおいて、振動体11に形成され、導電接合材料32によって、弾性体12と圧電体11との間を電気的に導通可能に接合する導電接合部を備え、弾性体の導電接合材料が塗布され接合される弾性体側接合部は、十点平均粗さRzが、4〜7μmの範囲とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、振動子を構成する弾性体と圧電体との導電接合部を改良した振動アクチュエータ及び振動アクチュエータの製造方法に関するものである。
従来、この種の振動アクチュエータは、特許文献1で公知のように、圧電体の伸縮を利用して、弾性体の駆動面に進行性振動波を発生させ、この進行波によって、駆動面には楕円運動が生じ、この楕円運動の波頭に加圧接触した移動子が駆動される。このような振動アクチュエータは、低回転でも高トルクを有するという特徴があるので、駆動装置に搭載した場合に、その駆動装置のギアを省略することができるため、ギア騒音をなくしたり、位置決め精度が向上したりできるという利点がある。
このような振動アクチュエータの振動子は、圧電体と弾性体とから構成されており、圧電体と弾性体とは、接着剤等により接合されている。圧電体への駆動信号の供給は、リード線、又は、特許文献2等に開示されているように、フレキシブルプリント基板により行われている。
上述した従来の振動アクチュエータでは、駆動信号の供給は、A相への駆動信号系と、B相への駆動信号系と、グランド系との少なくとも3系統の信号線が必要となる。これは、信号線に、リード線を用いた場合でも、フレキシブルプリント基板を用いた場合でも、同様である。
例えば、駆動信号の供給がフレキシブルプリント基板により行われる場合には、A相への駆動信号線とB相への駆動信号線は、それぞれ圧電体のA相電極とB相電極とにフレキシブルプリント基板の対応するランド部を接合し、グランドへの信号線は、圧電体のグランド用電極に接合する。
しかし、グランド信号線を接合したグランド用電極は、それ自体ではグランドがとれず、弾性体を介してグランド用電極と導通させてやる必要が生じる。ここで、圧電素子のグランド用電極と弾性体とを電気的に接続する場合、リード線やはんだブリッジ等の方法もあるが、コストが高くなるということと、構造的な制約を受ける場合がある。その対策としてスペースや技術的に容易な導電性樹脂材料(導電接合材料)が多く使用されている。
具体的には、導電性樹脂材料を弾性体と圧電体のグランド用電極とを跨ぐように塗布し、弾性体とグランド用電極とを導通させる。
しかし、上述した、導電性樹脂材料を用いた場合、はんだブリッジと比較すると密着強度が弱い。そのため、接触などにより剥がれる可能性がある。
また、弾性体表面に酸化皮膜が生成されていると、弾性体との間の接触低抗が高くなってしまう場合がある。その場合、モータ性能の悪化や経時変化により接触低抗が増加したり、断線したりするというおそれがあった。
特に、ステンレスを素材とした弾性体では、その表面に酸化被膜が形成されやすく、上記問題が生じるおそれが高かった。
図5は、経時変化による接触抵抗の変化を示す図である。
図5に示したデータは、弾性体の材料として、酸化皮膜の生成しやすいステンレスを用いて、導電性樹脂材料との接触低抗を測定し、高温高湿環境に一定時間放置した後に接触低抗の変化を測定した結果である。経時変化により接触低抗が増加していることが分かる。
特公平1−17354号公報 特開昭62−201072号公報
本発明の課題は、弾性体表面と導電性樹脂材料との間の接合強度を向上し、経時変化及び環境変化によらず安定した接合強度及び低い接触抵抗値を確保し、高い信頼性を有した振動アクチュエータ及び振動アクチュエータの製造方法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。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項1の発明は、駆動信号により励振される圧電体(13)及びその圧電体に接合され、前記励振により駆動面に振動波を生じる弾性体(12)を有する振動体(11)を有する振動アクチュエータにおいて、前記振動体に形成され、導電接合材料(32)によって、前記弾性体と前記圧電体との間を電気的に導通可能に接合する導電接合部を備え、前記弾性体の前記導電接合材料が塗布され接合される弾性体側接合部は、十点平均粗さRzが、4〜7μmの範囲であること、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、前記弾性体側接合部は、酸化被膜が除去されていること、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、駆動信号により励振される圧電体(13)及びその圧電体に接合され、前記励振により駆動面に振動波を生じる弾性体(12)を有する振動体(11)を有する振動アクチュエータの製造方法において、前記弾性体の少なくとも一部を十点平均粗さRzが、4〜7μmの範囲となるように粗面化させる粗面化工程と、前記粗面化工程の後に、前記粗面化された部分と前記圧電体との間に導電接合材料(32)を塗布してこれらの間を電気的に導通可能に接合する導電接合工程と、を有する振動アクチュエータの製造方法である。
請求項4の発明は、請求項3に記載の振動アクチュエータの製造方法において、前記導電接合工程は、前記粗面化工程終了後、前記粗面化された部分に酸化被膜が形成されるまでの間に行われること、を特徴とする振動アクチュエータの製造方法である。
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)弾性体の導電接合材料が塗布され接合される弾性体側接合部は、十点平均粗さRzが、4〜7μmの範囲であるので、弾性体と導電接合材料との間の接合強度を増すことができ、経時変化及び環境変化によらず安定した接合強度を保持することができる。
(2)弾性体側接合部は、酸化被膜が除去されているので、接触抵抗値を低い値とすることができるとともに、経時変化及び環境変化によらず、この低い接触抵抗値を保つことができる。
以下に図面等を参照して、発明を実施するための最良の形態を、実施例をあげて説明する。
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
図1は、本発明の実施例の超音波モータ10を説明する図である。
本実施例の振動アクチュエータは、超音波モータ10であり、振動子11と移動子17とを備え、振動子11側を固定とし、移動子(相対運動部材)17側を回転駆動する形態となっている。そして、振動子11の下側には、振動吸収部材14、加圧板15、加圧部材16、支持部材19Aが配置され、移動子17の上側には、振動吸収部材18、回転部材19Bが配置されている。
振動子11は、弾性体12と、弾性体12に接合され、電気エネルギーを機械エネルギー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)13とから構成されている。この振動体11には、進行波が発生するが、本実施例では、9波の進行波が発生する。
弾性体12は、共振先鋭度が大きな金属材料からなり、その形状は、円環形状となっている。本実施例では、ステンレスを素材としている。この弾性体12の圧電体13が接合される反対面には、溝が切ってあり、突起部(溝がない箇所)の先端面が、駆動面となり、移動子17に加圧接触される。
溝を切る理由は、進行波の中立面をできる限り圧電体13側に近づけ、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。
圧電体13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。
圧電体13の下には、振動吸収部材14、加圧板15、加圧部材16、支持部材19Aが配置されている。
振動吸収部材14は、圧電体13の下に配置されており、振動子11の振動を加圧板15や加圧部材16に伝えないようするための部材であり、例えば、不織布、フェルトなどが使用されている。
加圧板15は、加圧部材16の加圧を受けるための加圧力を伝達する部材である。
加圧部材16は、加圧板15の下に配置されていて、加圧力を発生させる部材である。本実施例では、加圧部材16を皿バネとしたが、皿バネでなくとも、コイルバネやウェーブバネでもよい。支持部材19Aは、この超音波モータ10を、固定側に支持する部材である。
移動子17は、アルミニウム等の軽金属からなり、移動子17の摺動面となる面には、耐摩耗性向上のための表面処理がなされている。この移動子17の上には、移動子17の縦方向の振動を吸収するために、ゴムなどの振動吸収部材18が配置され、その上には、ベアリングなどの回転部材19Bが配置されている。
図2は、本実施例による超音波モータ10の導電接合部を説明する図である。
本実施例の超音波モータ10は、弾性体12と圧電体13の一部との導電接合を行う導電接合部32を備えている。
また、圧電体13に駆動信号を供給するフレキシブルプリント基板31が取り付けられている。
弾性体12に接合された圧電体13には、A相の共通電極であるA相電極13Aと、B相の共通電極であるB相電極13Bと、グランド用電極13Gが設けられており、これらと不図示の駆動回路とが接続されるようにフレキシブルプリント基板31が設けられている。
フレキシブルプリント基板31は、A相信号線31AとB相信号線31Bとグランド信号線31Gを有しており、それぞれランド部(露出部)があり、その部分で、圧電体13の銀製などのA相電極13A,B相電極13B,グランド用電極13Gに、導電接合材料32によって接合されている。また、フレキシブルプリント基板31の圧電体13側のランド部とは逆の端部には、コネクタに接合されるランド部があり、その部分が回路につながる信号線にコネクタで接合される。
圧電体13のA相電極13AとB相電極13Bとの間には、グランド用電極13Gが設けられているが、グランド電極(不図示)は、A相電極13A及びB相電極13Bの裏面に形成され弾性体と導通しているため、弾性体12を介してグランド用電極13Gとグランド電極とを導通(導電接合)させてやる必要が生じる。
そこで、本実施例では、導電接合材料32を弾性体12と圧電体13のグランド用電極13Gとを跨ぐように塗布し、弾性体12とグランド用電極13Gとを導通させている。
本実施例では、導電接合材料32として、イオタイトB−30T(イオンケミー株式会社製)を用いた。このイオタイトB−30Tは、扁平状銀粒子が変性ウレタン樹脂と溶媒によって精密に混練り分散された接着・導電剤であり、電気的導通を可能とするとともに接合を行う導電接合材料である。導電接合材料32を塗布した部分には、塗布した部分がやや盛り上がる盛り上がり部32aが形成される。
本実施例では、導電接合材料32は、加圧板15の加圧力方向に干渉しないように形成してあり、例えば、図2(b)に示すように、フレキシリブルプリント基板31に、切り欠きを設け、その切り欠きの中から、弾性体12までを導電接合材料32で塗布した。
ここで、導電接合材料32と弾性体12との間の初期の接触低抗の大小、及び、経時変化の度合いには、弾性体12の表面粗さが密接に関係している。
図3は、導電接合材料32と弾性体12との間の初期の接触低抗に及ぼす表面粗さの影響を示す図である。
図3より、表面粗さ(Rz)が4〜7μmの間で接触抵抗値が最も小さく、それ以外の範囲では、接触低抗値が大きくなるのが分かる。
なお、本明細書中において、表面粗さ(Rz)とは、十点平均粗さを示すものとする。
図3から判るように、接触抵抗値を小さくするためには、弾性体12の導電接合材料32が塗布され接合される部分(弾性体側接合部)の表面粗さは、適度に粗いことが望ましいが、ある程度表面粗さが大きくなると接触低抗が上昇している。したがって、初期の接触抵抗値を小さくするためには、弾性体側接合部の表面粗さ(Rz)は、4〜7μmの間とすることが望ましい。
図4は、本実施例における弾性体12の弾性体側接合部の表面粗さが4〜7μmとなるように表面処理を行った場合(処置No.1〜4)と、表面処理を行わなかった場合(未処置No.1〜3)とについて、高温高湿状態に放置した場合の接触低抗値の変化を示す図である。
図4から、弾性体12の弾性体側接合部の表面粗さが4〜7μmとなるように表面処理を行った場合には、経時変化による接触抵抗の増加を最小限に抑えることができることが判る。
このように、表面粗さ(Rz)を4〜7μmにすると、最も安定した状態にすることができる。
(製造方法)
弾性体12の弾性体側接合部の表面粗さを4〜7μmとなるようにする具体的な方法として、本実施例では、砥石を利用して粗面化させる粗面化工程を行った。本実施例における弾性体12の表面では、#120の砥石を利用した場合が、最も安定した結果が得られた。
この粗面化する範囲は、導電接合材料32を塗布する弾性体側接合部となる領域を行えばよく、弾性体12の全体に行う必要はない。
なお、砥石を利用する以外にも、機械加工時の切削痕を上記の表面粗さに合わせてもよい。
上記粗面化工程を行った後、粗面化した部分と圧電体13との間に導電接合材料を塗布してこれらの間を電気的に導通可能に接合する導電接合工程を行う。
なお、この導電接合工程は、粗面化工程終了後、粗面化された部分に酸化被膜が形成されるまでの間に行う必要がある。そのようにすることにより、弾性体12の弾性体側接合部の表面から酸化被膜が粗面化工程により除去された状態で接合されることとなり、酸化被膜によって接触抵抗が上昇してしまうといった悪影響を排除することができる。
本実施例によれば、弾性体表面と導電性樹脂材料との間の接合強度が高まるので、経時変化及び環境変化によらず安定した接合強度を保持することができる。また、弾性体表面と導電性樹脂材料との間の密着性が高まり、接触抵抗値を低い値とすることができるとともに、経時変化及び環境変化によらずその低い接触抵抗値を保つことができる。
(変形例)
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)本実施例に示した導電接合材料は、一例であって、他の導電性接着剤であってもよい。
(2)本実施例において、超音波モータ10は、9波の進行性振動波の超音波モータを用いたが、他の波数の進行性振動波でも、他の振動を用いた振動アクチュエ−タであっても、グランド用電極と弾性体との導通を導電接合材料等も用いて行う場合には、同様に適用でき、同様な効果が得られる。
本発明の実施例の超音波モータ10を説明する図である。 本実施例による超音波モータ10の導電接合部を説明する図である。 導電接合材料32と弾性体12との間の初期の接触低抗に及ぼす表面粗さの影響を示す図である。 本実施例における弾性体12の弾性体側接合部の表面粗さが4〜7μmとなるように表面処理を行った場合(処置No.1〜4)と、表面処理を行わなかった場合(未処置No.1〜3)とについて、高温高湿状態に放置した場合の接触低抗値の変化を示す図である。 経時変化による接触抵抗の変化を示す図である。
符号の説明
10 超音波モータ
11 振動子
12 弾性体
13 圧電体
13A A相電極
13B B相電極
13G グランド用電極
14 振動吸収部材
15 加圧板
15a 切り欠き
16 加圧部材
17 移動子
18 振動吸収部材
19A 支持部材
19B 回転部材
31 フレキシブルプリント基板
31A A相信号線
31B B相信号線
31G グランド信号線
32 導電接合材料
32a 盛り上がり部

Claims (4)

  1. 駆動信号により励振される圧電体及びその圧電体に接合され、前記励振により駆動面に振動波を生じる弾性体を有する振動体を有する振動アクチュエータにおいて、
    前記振動体に形成され、導電接合材料によって、前記弾性体と前記圧電体との間を電気的に導通可能に接合する導電接合部を備え、
    前記弾性体の前記導電接合材料が塗布され接合される弾性体側接合部は、十点平均粗さRzが、4〜7μmの範囲であること、
    を特徴とす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、
    前記弾性体側接合部は、酸化被膜が除去されていること、
    を特徴とする振動アクチュエータ。
  3. 駆動信号により励振される圧電体及びその圧電体に接合され、前記励振により駆動面に振動波を生じる弾性体を有する振動体を有する振動アクチュエータの製造方法において、
    前記弾性体の少なくとも一部を十点平均粗さRzが、4〜7μmの範囲となるように粗面化させる粗面化工程と、
    前記粗面化工程の後に、前記粗面化された部分と前記圧電体との間に導電接合材料を塗布してこれらの間を電気的に導通可能に接合する導電接合工程と、
    を有する振動アクチュエータの製造方法。
  4. 請求項3に記載の振動アクチュエータの製造方法において、
    前記導電接合工程は、前記粗面化工程終了後、前記粗面化された部分に酸化被膜が形成されるまでの間に行われること、
    を特徴とする振動アクチュエータの製造方法。
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JP2016226175A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 キヤノン株式会社 圧電体、振動子、及び、振動波モータ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014208765A1 (en) 2013-06-28 2014-12-31 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave drive device, stator for a vibration wave motor, vibration wave motor, driving control system, optical apparatus, and manufacturing method of a vibration wave driving device
KR20160019968A (ko) 2013-06-28 2016-02-22 캐논 가부시끼가이샤 진동파 구동 디바이스, 진동파 모터용 스테이터, 진동파 모터, 구동 제어 시스템, 광학 장치, 및 진동파 구동 디바이스의 제조 방법
US10038394B2 (en) 2013-06-28 2018-07-31 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave drive device, stator for a vibration wave motor, vibration wave motor, driving control system, optical apparatus, and manufacturing method of a vibration wave driving device
JP2016226175A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 キヤノン株式会社 圧電体、振動子、及び、振動波モータ

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