JP2010071436A - Shaft bonding method, and method of manufacturing vibrating type driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸の接着方法および振動型駆動装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of bonding a shaft and a method of manufacturing a vibration type driving device.
接着面に軸状の部材を垂直に接着する場合、軸の側面に接着剤が回り込む這い上がりと呼ばれる現象が見られる。特に、細い軸を接着する場合、接着剤の量をコントロールすることは難しく、余分な接着剤が軸の周りにはみ出して、軸の側面に這い上がりを形成する。 When the shaft-like member is bonded vertically to the bonding surface, a phenomenon called scooping up in which the adhesive wraps around the side surface of the shaft is observed. In particular, when a thin shaft is bonded, it is difficult to control the amount of adhesive, and excess adhesive protrudes around the shaft, forming a scooping on the side of the shaft.
接着剤の這い上がりは、軸の有効長を短くする。例えば、振動軸を電気機械変換素子で振動させ、振動軸に摩擦係合する摩擦係合部材を滑り変位させる振動型の駆動装置では、振動軸への接着剤の這い上がりによって、摩擦係合部材の可動範囲が狭くなる問題が発生する。 The scooping up of the adhesive shortens the effective length of the shaft. For example, in a vibration-type drive device that vibrates a vibration shaft with an electromechanical transducer and slides and displaces a friction engagement member that frictionally engages the vibration shaft, the friction engagement member is caused by the scooping up of the adhesive on the vibration shaft. There arises a problem that the movable range of is narrowed.
シリンジ等から吐出して接着面に盛り付けられた接着剤を、治具によって押し広げることで、接着剤の軸への這い上がりを低減する技術があるが、治具に接着剤が付着するため、接着剤の塗布量がばらつき、接着強度が不足する不良品を発生させるという問題がある。 There is a technology to reduce the creeping up of the adhesive to the shaft by spreading the adhesive discharged from the syringe etc. on the adhesive surface with a jig, but because the adhesive adheres to the jig, There is a problem in that the amount of adhesive applied varies and defective products with insufficient adhesive strength are generated.
また、特許文献1には、振動型駆動装置の振動軸への接着剤の這い上がりを防止するために、電気機械変換素子の端面を振動軸の端面よりも小さくして、接着剤が電気機械変換素子側に這い上がるようにした発明が記載されている。しかしながら、非常に断面積の小さい軸を接着する場合や、薄い板の板面に軸を接着する場合には、接着面を軸の端面より小さくすることは困難である。
前記問題点に鑑みて、本発明は、軸の端面より広い接着面に軸を接着する際に、軸への接着剤の這い上がりを低減できる軸の接着方法、および、振動軸への接着剤の這い上がりを低減できる振動型駆動装置の製造方法を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a method for bonding a shaft and an adhesive to a vibration shaft that can reduce the creeping of the adhesive to the shaft when the shaft is bonded to an adhesive surface wider than the end surface of the shaft. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a vibration type driving device that can reduce the creeping of the sway.
前記課題を解決するために、本発明による軸を接着面に立てて接着する方法は、前記接着面に接着剤を盛り付け、前記接着剤の上から圧縮ガスを吹き付けて前記接着剤を押し広げ、前記軸を前記接着面上に配置して前記接着剤を硬化させる方法とする。 In order to solve the above problems, a method of adhering a shaft according to the present invention on an adhesive surface is provided with an adhesive on the adhesive surface, and a compressed gas is blown over the adhesive to spread the adhesive, The shaft is disposed on the adhesive surface to cure the adhesive.
この方法によれば、予め圧縮ガスによって接着剤を接着面上で押し広げるので、接着剤の厚みが小さく、軸を接着面に押圧する際に軸の端面からはみ出す接着剤も少なくなるので、軸の側面に這い上がる接着剤の量が少ない。 According to this method, since the adhesive is preliminarily spread on the adhesive surface by the compressed gas, the thickness of the adhesive is small, and the adhesive protrudes from the end surface of the shaft when the shaft is pressed against the adhesive surface. The amount of adhesive that crawls to the side is small.
また、本発明によれば、電圧が印加されると伸縮する電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子に一端が接着され、前記電気機械変換素子の伸縮によって軸方向に変位する振動軸と、前記振動軸に滑り変位可能に摩擦係合する摩擦係合部材とを有する振動型駆動装置の製造方法は、前記振動軸の前記電気機械変換素子への接着を、前記電気機械変換素子の端面に接着剤を盛り付け、前記接着剤に圧縮ガスを吹き付けて前記接着剤を押し広げ、押し広げた前記接着剤の上に前記振動軸を配置して、前記接着剤を硬化させる工程からなる方法とする。 In addition, according to the present invention, an electromechanical transducer that expands and contracts when a voltage is applied, and a vibration shaft that is bonded at one end to the electromechanical transducer and is displaced in the axial direction by the expansion and contraction of the electromechanical transducer A method of manufacturing a vibration type drive device having a friction engagement member that frictionally engages the vibration shaft so as to be slidably displaceable includes bonding the vibration shaft to the electromechanical conversion element on an end surface of the electromechanical conversion element. A method comprising the steps of placing an adhesive, spraying a compressed gas on the adhesive to spread the adhesive, placing the vibration shaft on the spread adhesive, and curing the adhesive. .
この方法によれば、圧縮ガスによって接着剤を電気機械変換素子の端面上で押し広げてから振動軸を配置するので、振動軸への接着剤の這い上がりが少なく、摩擦係合部材の可動範囲が広い振動型駆動装置を提供できる。 According to this method, since the vibration shaft is arranged after the adhesive is pushed and spread on the end face of the electromechanical conversion element by the compressed gas, there is little scooping of the adhesive onto the vibration shaft, and the movable range of the friction engagement member is reduced. Can provide a wide vibration type driving device.
また、本発明の振動型駆動装置の製造方法において、前記接着剤が、前記電気機械変換素子の側面に回り込むまで、前記圧縮ガスを吹き付けてもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the vibration type drive device of the present invention, the compressed gas may be sprayed until the adhesive wraps around the side surface of the electromechanical transducer.
この方法によれば、接着剤を電気機械変換素子の側面にまで拡げることで、接着剤と電気機械変換素子との接着強度を高めることができる。 According to this method, the adhesive strength between the adhesive and the electromechanical conversion element can be increased by spreading the adhesive to the side surface of the electromechanical conversion element.
また、本発明の振動型駆動装置の製造方法において、前記電気機械変換素子の側面に、予めブリードアウト防止剤を塗布しておいてもよい。 In the method for manufacturing the vibration type driving device of the present invention, a bleed-out preventing agent may be applied in advance to the side surface of the electromechanical transducer.
この方法によれば、電気機械変換素子の表面に接着剤の添加剤がブリードアウトして、電気機械変換素子の電極への配線を妨げることを防止できる。 According to this method, it is possible to prevent the adhesive additive from bleeding out on the surface of the electromechanical conversion element and hindering the wiring to the electrode of the electromechanical conversion element.
また、本発明の振動型駆動装置の製造方法において、前記圧縮ガスの吹き付けは、段階的に圧力を高くしてもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the vibration type drive device of the present invention, the pressure of the compressed gas may be increased stepwise.
この方法によれば、粘度の低い接着剤を使用したときに、圧縮ガスにより接着剤が飛散することを防止して、接着剤の量を一定に保ち、接着強度のばらつきを防止できる。 According to this method, when an adhesive having a low viscosity is used, it is possible to prevent the adhesive from being scattered by the compressed gas, to keep the amount of the adhesive constant, and to prevent variations in adhesive strength.
以上のように、本発明によれば、盛り付けた接着剤を圧縮ガスによって接着面上に押し広げてから軸を配置するので、接着剤の厚みが小さく、軸の周囲にはみ出す接着剤の量も少ないので、軸の側面への接着剤の這い上がりを抑制できる。 As described above, according to the present invention, since the shaft is arranged after spreading the spread adhesive on the adhesive surface with compressed gas, the thickness of the adhesive is small, and the amount of adhesive that protrudes around the shaft is also reduced. Since there are few, the creeping of the adhesive to the side of a shaft can be controlled.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態の振動型駆動装置1の製造方法を示す概略図である。本実施形態による振動型駆動装置1は、電圧が印加されると伸縮する圧電素子(電気機械変換素子)2と、圧電素子2の伸縮方向の端面(接着面)に一端が接着され、圧電素子2の伸縮によって軸方向に変位する振動軸3と、振動軸3に滑り変位可能に摩擦係合する摩擦係合部材4とからなる。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a method for manufacturing the vibration
本実施形態の製造に使用される製造設備は、圧電素子2を保持して矢印方向に順番に移動する複数のホルダ5と、接着剤(例えば粘度36500cpsの熱硬化性エポキシ樹脂)を滴下する接着剤ディスペンサ6と、圧縮空気を噴出するエアディスペンサ7とを備える。接着剤ディスペンサ6およびエアディスペンサ7は、それぞれ、例えば、容量10ccのシリンジ8と、シリンジ8の先端に取り付けた例えば内径0.4mmのニードル9とからなり、シリンジ8には、電磁弁10を介して、圧縮空気リザーバ11から例えば0.03MPaの圧縮空気が供給されるようになっている。
The manufacturing equipment used for the manufacture of this embodiment includes a plurality of
先ず、ホルダ5上の圧電素子2を接着剤ディスペンサ6の直下に位置決めする。そこで、接着剤ディスペンサ6の電磁弁10を所定時間(例えば1秒間)だけ開放し、空気圧によって一定量の接着剤を滴下して圧電素子2の端面に盛り付ける。続いて、接着剤が滴下された圧電素子2を保持するホルダ5を、エアディスペンサ7の直下に移動させる。そこで、エアディスペンサ7の電磁弁10を所定時間(例えば1秒間)だけ開放し、圧電素子2に対して、滴下された接着剤の上から圧縮空気(他の気体でもよい)を吹き付ける。これにより、接着剤は、好ましくは圧電素子2の側面に僅かに回り込む程度に押し広げられる。
First, the
そして、ホルダ5を移動して、接着剤が押し広げられた圧電素子1を振動軸3の供給装置(振動軸3を保持するアーム12のみ図示)に移送する。そこで、アーム12により、振動軸3を圧電素子2の上に、その一端に押し広げられた接着剤の上にから垂直に押圧するように配置する。このとき、接着剤は、濡れ性により、振動軸3の側面に僅かに這い上がる。そして、アーム12によって振動軸3を圧電素子2上に保持したまま、ホルダ5を加熱炉13内に移動し、接着剤を加熱硬化させる。最後に、接着剤が硬化して圧電素子2に固定された振動軸3に、摩擦係合部材4を摩擦力によって滑り変位可能に係合させることで、振動型駆動装置1が製造される。
Then, the
本実施形態によれば、接着剤ディスペンサ6により圧電素子2の端面に接着剤を滴下し、それにより盛り付けられた状態の接着剤をエアディスペンサ7が吹き付ける圧縮空気で押し広げる。これにより、振動軸3が接着される部分の接着剤の厚みが小さくなり、振動軸3を押圧したときに、振動軸3の側面に這い上がる接着剤の量が少なくなる。この結果、本実施形態の振動型駆動装置1は、摩擦係合部材4が圧電素子2の近傍まで移動することができ、ストロークが長い。
According to the present embodiment, the
また、本実施形態では、接着剤を圧縮空気で押し広げ、圧電素子2の側面にまで回り込ませている。これにより、接着剤と圧電素子2との接着強度を高め、接着剤の剥離を防止できる。この結果、本実施形態により製造した振動型駆動装置1は、耐衝撃性が高く、故障が少ない。
Further, in the present embodiment, the adhesive is spread with compressed air so as to wrap around the side surface of the
また、本実施形態において、圧電素子2の側面には、ブリードアウト防止剤を塗布しておくことが好ましい。一般に、圧電素子2の側面は、圧電材料が露出しており、そのままでは、毛細管現象によりこの部分に回り込んだ接着剤からの添加剤の染み出し(ブリードアウト)を促進してしまう。圧電素子2の電極は、通常側面に設けられているので、ブリードアウトは、電極へのハンダ付け等によるリードの接続を難しくする可能性がある。このため、ブリードアウト防止剤の塗布によって接着剤のブリードアウトを抑制し、配線性を確保することが望まれるのである。
In the present embodiment, it is preferable to apply a bleed-out preventing agent to the side surface of the
図2に、圧電素子2と振動軸3との接着強度の分布を、盛り付けた接着剤を圧縮空気で押し広げる本実施形態によって製造した振動型駆動装置1の実施例と、盛り付けた状態の接着剤の上から振動軸3を配置して接着する従来の方法で製造した振動型駆動装置1の従来例とについて示す。
FIG. 2 shows an example of the vibration-
圧電素子2と振動軸3との間に応力が加わると、接着剤が圧電素子2から剥離するが、従来例では、その破断強度が約0.8kgfであったのに対し、本発明の実施形態では、約1.05kgfに向上していた。これは、圧縮空気を吹き付けることによって接着剤を圧電素子2の側面に回り込ませた効果である。
When stress is applied between the
図3に、接着剤の振動軸3への這い上がり量(距離)の分布を、盛り付けた接着剤を圧縮空気で押し広げる本実施形態によって製造した振動型駆動装置1の実施例と、盛り付けた状態の接着剤の上から振動軸3を配置して接着する従来の方法で製造した振動型駆動装置1の従来例とについて示す。
FIG. 3 shows an example of the vibration
従来例では、接着剤の這い上がり量の平均値が約1.2mmであったのに対し、本発明の実施例では、接着剤の這い上がり量の平均値が約0.4mmに低減されていた。つまり、本実施形態では、接着剤の這い上がり量を従来の製造方法に比べて約3分の1に低減し、摩擦係合部材4のストロークを約0.8mm長くすることができた。
In the conventional example, the average value of the creeping amount of the adhesive was about 1.2 mm, whereas in the example of the present invention, the average value of the creeping amount of the adhesive was reduced to about 0.4 mm. It was. In other words, in the present embodiment, the amount of the scooping up of the adhesive can be reduced to about one third compared with the conventional manufacturing method, and the stroke of the
図4に、圧電素子2上で硬化した接着剤の重量の分布を、盛り付けた接着剤を圧縮空気で押し広げる本実施形態によって製造した振動型駆動装置1の実施例と、盛り付けた接着剤を治具によって押し広げる従来の方法で製造した振動型駆動装置1の従来例とについて示す。
FIG. 4 shows an example of the vibration
従来の方法では、治具に接着剤が付着して圧電素子2の上から接着剤の一部が取り去られたり、ジグに付着していた接着剤が圧電素子2の上にさらに付け加えられたりする。このため、最終的に振動軸3を固定するために硬化された接着剤の重量が、最初に盛り付けられた重量の約半分しかないものや、最初に盛り付けられた重量の約2倍もの重量となっているものもあり、大きなばらつきがあった。しかしながら、本実施形態では、そのような接着剤の質量のばらつきが全く見られなかった。
In the conventional method, the adhesive adheres to the jig and a part of the adhesive is removed from the top of the
続いて、図5に、本発明の第2実施形態の振動型駆動装置1の製造方法を示す。本実施形態において、第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態では、圧縮空気リザーバ11に加え、電磁弁14を介して、エアディスペンサ7に圧縮空気リザーバ11より低い圧力(例えば0.01MPa)の圧縮空気を供給可能な低圧圧縮空気リザーバ15を使用する。
Next, FIG. 5 shows a manufacturing method of the vibration
本実施形態において、接着剤ディスペンサ6によって、端面に接着剤が盛り付けられた圧電素子2対して、エアディスペンサ7は、先ず、電磁弁14を開いて低圧圧縮空気リザーバ15から供給される低圧の圧縮空気を所定時間だけ吹き付ける。そして、電磁弁14を閉じると同時に電磁弁10を開いて圧縮空気リザーバ11から供給される高圧の圧縮空気を所定時間だけ吹き付ける。
In the present embodiment, the air dispenser 7 first opens the electromagnetic valve 14 and supplies the low-pressure compressed air supplied from the low-pressure compressed
本実施形態では、接着剤は、先ず、低圧の圧縮空気によって押し広げられるため、飛び散りや偏りが発生しにくい。そして、低圧の圧縮空気によってある程度押し広げられた接着剤を、高圧の圧縮空気によって、さらに、圧電素子2の側面に回り込むまで押し広げることで、接着剤の振動軸3への這い上がりを抑制するとともに、接着剤の圧電素子2に対する接着強度を高めることができる。
In the present embodiment, since the adhesive is first spread by low-pressure compressed air, it is difficult for the adhesive to scatter or become unbalanced. Then, the adhesive that has been spread to some extent by the low-pressure compressed air is further spread by the high-pressure compressed air until it wraps around the side surface of the
以上の実施形態では、接着剤ディスペンサ6とエアディスペンサ7とは、同じ形状のシリンジ8およびニードル9で構成されている。しかしながら、単にこれは、既存の製造設備を利用し、ラインチェンジの作業量を小さくするために選択されたものである。したがって、接着剤ディスペンサ6とエアディスペンサ7とを全く異なる構成としてもよく、圧縮空気リザーバ11を共有する構成である必要もない。例えば、接着剤ディスペンサ6やエアディスペンサ7は、圧縮空気を用いず、アクチュエータで駆動されるピストンでシリンジから接着剤または空気を押し出すようなものであってもよい。
In the above embodiment, the
また、以上の実施形態は、振動型駆動装置の製造方法について説明したが、本発明は、平坦な接着面に軸状の部材を接着する場合に広く適用できる。 Moreover, although the above embodiment demonstrated the manufacturing method of a vibration type drive device, this invention is widely applicable when adhere | attaching a shaft-shaped member on a flat adhesion surface.
さらに、本発明に用いる接着剤は、熱硬化型のものに限られず、例えば、光硬化性の接着剤であってもよく、或いは、軸を保持したまま接着剤の自然硬化を待ってもよい。 Furthermore, the adhesive used in the present invention is not limited to a thermosetting type, and may be, for example, a photo-curable adhesive, or may wait for the adhesive to naturally cure while holding the shaft. .
1…振動型駆動装置。
2…圧電素子
3…軸部材
4…摩擦係合部材
5…ホルダ
6…接着剤ディスペンサ
7…エアディスペンサ
8…シリンジ
9…ニードル
10…電磁弁
11…圧縮空気リザーバ
12…アーム
13…加熱炉
14…電磁弁
15…低圧圧縮空気リザーバ
1 ... Vibration type driving device.
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記接着面に接着剤を盛り付け、
前記接着剤の上から圧縮ガスを吹き付けて前記接着剤を押し広げ、
前記軸を前記接着面上に配置して前記接着剤を硬化させることを特徴とする軸の接着方法。 A method of adhering a shaft on an adhesive surface,
Placing an adhesive on the adhesive surface,
A compressed gas is blown over the adhesive to spread the adhesive,
A method for bonding shafts, wherein the shaft is disposed on the bonding surface and the adhesive is cured.
前記振動軸の前記電気機械変換素子への接着は、前記電気機械変換素子の端面に接着剤を盛り付け、前記接着剤に圧縮ガスを吹き付けて前記接着剤を押し広げ、押し広げた前記接着剤の上に前記振動軸を配置して、前記接着剤を硬化させることを特徴とする振動型駆動装置の製造方法。 An electromechanical conversion element that expands and contracts when a voltage is applied, a vibration shaft that is bonded to the electromechanical conversion element at one end and is displaced in the axial direction by the expansion and contraction of the electromechanical conversion element, and is slidable to the vibration axis In a manufacturing method of a vibration type drive device having a friction engagement member for friction engagement,
Adhesion of the vibration shaft to the electromechanical conversion element is performed by placing an adhesive on the end surface of the electromechanical conversion element, blowing a compressed gas on the adhesive to spread the adhesive, and spreading the adhesive. A method of manufacturing a vibration type driving device, wherein the vibration shaft is disposed on the adhesive and the adhesive is cured.
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