JP2018067704A - Vibrator, ultrasonic motor, and optical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動子と摩擦部材とが相対移動を行う超音波モーターにおける接着技術に関し、詳しくは超音波モーターにおける振動子を構成する圧電素子と振動板の接着の改良に関するものである。 The present invention relates to an adhesion technique in an ultrasonic motor in which a vibrator and a friction member move relative to each other, and more particularly, to an improvement in adhesion between a piezoelectric element constituting a vibrator and a vibration plate in the ultrasonic motor.
従来から、銀や銅などの電極を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の圧電セラミックスからなる圧電素子と振動板を接着剤で固定した振動子と移動体を摩擦接触させて移動を行う超音波モーターが知られている。その超音波モーターを、カメラの機構部やレンズの駆動源として備えた撮像装置に関する様々な提案(例えば特許文献1)がされている。
上記振動子の接着工程において、圧電素子と振動板との間の接着層の厚みは、塗布する接着剤量や圧電素子と振動板を加圧する力を制御することにより、一定の膜厚になるように管理されていた。
しかしながら、圧電素子は、分極処理した際に発生する反り量や、銀や銅などの電極の表面粗さにばらつきが生じる。そのため、従来の接着工程では接着する前の圧電素子の反りや表面粗さのばらつきによって、塗布する接着剤量や加圧する力を制御しても接着層の厚みには大きなばらつきがあった。
このような接着層の厚み制御のため、特許文献2では、粒子径1μm以上5μm以下のシリカ等の微粒子(弾性率:80GPa)を混合した接着剤を圧電素子などの電気機械変換素子と固定体との接着に用いることで、接着層の厚みを管理することが記載されている。
Conventionally, a piezoelectric element made of a piezoelectric ceramic such as lead zirconate titanate (PZT) having electrodes such as silver and copper, a vibrator in which a vibration plate is fixed with an adhesive, and a moving body are brought into frictional contact and moved. Sonic motors are known. Various proposals (for example, Patent Document 1) relating to an imaging apparatus including the ultrasonic motor as a camera mechanism or a lens drive source have been made.
In the vibrator bonding step, the thickness of the adhesive layer between the piezoelectric element and the vibration plate becomes a constant film thickness by controlling the amount of adhesive to be applied and the force for pressing the piezoelectric element and the vibration plate. Was managed as such.
However, the piezoelectric element varies in the amount of warp generated when the polarization treatment is performed and the surface roughness of electrodes such as silver and copper. Therefore, in the conventional bonding process, the thickness of the adhesive layer varies greatly even when the amount of adhesive applied and the pressure applied are controlled due to variations in warpage and surface roughness of the piezoelectric elements before bonding.
In order to control the thickness of the adhesive layer, in
特許文献2の技術を特許文献1に記載の超音波モーターに適用した場合、1μm以上5μm以下のシリカ微粒子を含有した接着剤を、電極層を具備した圧電セラミックスからなる圧電素子と振動板との間に塗布し、塗布後、加圧した状態で加熱硬化させることになる。そして、加熱硬化後、接着した振動子の品質確認の一項目として超音波探傷検査を行うことになる。
ここで、接着層の厚みを薄くするため、加圧力を上げると一部の振動子において、圧電素子と振動板の剥離による接着部不良といった品質上の問題がある。
また、圧電素子は接着前に分極処理を行う。そのため、20μm程度反っている圧電素子と振動板を加圧接着した際、接着剤中のシリカ微粒子により圧電素子の電極層にクラックが入り、圧電素子と電極層の剥離により接着界面から一部剥離するという新たな問題もある。この接着部の一部剥離部が超音波探傷検査で発生する異常部である。
本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、接着した振動板を超音波探傷検査すると一部に発生する剥離を低減することを目的とする。
When the technique of
Here, when the pressure is increased in order to reduce the thickness of the adhesive layer, in some vibrators, there is a problem in quality such as defective adhesion due to peeling of the piezoelectric element and the diaphragm.
In addition, the piezoelectric element is subjected to polarization treatment before bonding. Therefore, when the piezoelectric element warped about 20 μm and the diaphragm are pressure-bonded, the electrode layer of the piezoelectric element is cracked by the silica fine particles in the adhesive, and partly peels off from the adhesive interface due to the peeling of the piezoelectric element and the electrode layer. There is also a new problem of doing. A partly peeled portion of the bonded portion is an abnormal portion that occurs in the ultrasonic inspection.
The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object thereof is to reduce peeling that occurs in part when the bonded diaphragm is subjected to ultrasonic flaw detection.
本発明は、上記課題である接着組立後に発生する接着部の剥離を低減するため、圧電素子と振動板の接着に改良を加えたものである。
すなわち、本発明は、電極を具備した圧電セラミックスからなる圧電素子と、振動板との間に接着層を有する振動子であって、前記接着層が、樹脂に、個数平均粒径が5μm以上15μm以下である有機系粒子を、前記樹脂100質量部あたり50質量部以上80質量部以下の量で含有してなるものであることを特徴とする。
また、本発明は、上記振動子と移動体とを摩擦接触させて移動を行う超音波モーターに関し、更に、本発明は、上記超音波モーターと力学的に接続された光学部材とを有する光学機器に関する。
In the present invention, in order to reduce the peeling of the bonded portion that occurs after the bonding assembly, which is the above problem, the bonding between the piezoelectric element and the diaphragm is improved.
That is, the present invention is a vibrator having an adhesive layer between a piezoelectric element made of piezoelectric ceramic provided with an electrode and a diaphragm, wherein the adhesive layer has a number average particle diameter of 5 μm to 15 μm on a resin. The following organic particles are contained in an amount of 50 to 80 parts by mass per 100 parts by mass of the resin.
The present invention also relates to an ultrasonic motor that moves by bringing the vibrator and the moving body into frictional contact, and the present invention further includes an optical device having an optical member that is mechanically connected to the ultrasonic motor. About.
本発明によれば、特定の有機系粒子を含有する接着層により、電極層の上記クラックが無くなり、反りを有する圧電素子を用いた振動子の接着組立後の界面剥離を低減することが出来る。 According to the present invention, the above-mentioned crack of the electrode layer is eliminated by the adhesive layer containing specific organic particles, and it is possible to reduce the interfacial peeling after the bonding assembly of the vibrator using the piezoelectric element having warpage.
以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、反りが発生している状態の銀や銅などの電極層6を具備した圧電セラミックス2からなる圧電素子7と振動板3を、有機系粒子4を含有した接着剤9により、加圧接着する前の状態を示している。この反りは、後述するように、分極方向が一方向に揃うように分極されているため、圧電セラミックスに内部歪みが生じていることに起因する。
FIG. 1 shows that a
図2は本発明の振動子の一実施形態を示す概略図であり、図3は図2のA−A方向の断面図である。本発明の振動子は、図2のように、圧電素子7と振動板3との間に接着層1を有する。ここで、図2は振動板が突起部10を有する場合の実施形態である。
FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of the vibrator of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view in the AA direction of FIG. The vibrator of the present invention has an
また、図3に示す様に、本発明の振動子は、電極6を具備した圧電セラミックス2からなる圧電素子7と、振動板3との間に接着層1を有する。接着層1は、接着剤が固化した樹脂8と本発明が特徴とする有機系粒子4からなる。圧電素子7と振動板3の間に接着剤を塗布し、加圧接着した後の状態である。
As shown in FIG. 3, the vibrator of the present invention has an
ここで本発明の振動子に用いる圧電セラミックスは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の鉛含有圧電材料が挙げられる。高い圧電定数を有するため、圧電素子に起因する超音波モーターの損失を小さくすることが出来るためである。 Here, examples of the piezoelectric ceramic used in the vibrator of the present invention include lead-containing piezoelectric materials such as PZT (lead zirconate titanate). This is because the loss of the ultrasonic motor caused by the piezoelectric element can be reduced because it has a high piezoelectric constant.
また、無鉛の圧電材料であるジルコン酸チタン酸バリウムカルシウム、ニオブ酸ナトリウムカリウム、ビスマスフェライト、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ビスマスナトリウム等も用いることが出来る。耐環境性に優れるためである。 Further, lead-free piezoelectric materials such as barium calcium zirconate titanate, sodium potassium niobate, bismuth ferrite, sodium niobate, bismuth titanate, and bismuth sodium titanate can be used. It is because it is excellent in environmental resistance.
また、本明細書においてセラミックスとは、金属元素を有する原料粉末を焼成して得られる組成が均一のバルク焼結体のことであり、その厚みは0.2mm以上である。厚みは、分極処理をし易いという観点で1.0mm以下であることが好ましい。なお、無鉛の圧電材料を使用した場合でも、セラミックスとしては、鉛を含有しているものを排除するものではない。 Further, in this specification, ceramics is a bulk sintered body having a uniform composition obtained by firing a raw material powder containing a metal element, and has a thickness of 0.2 mm or more. The thickness is preferably 1.0 mm or less from the viewpoint of easy polarization treatment. Even when a lead-free piezoelectric material is used, ceramics that contain lead are not excluded.
図4は本発明の振動子を構成する圧電素子7の一実施態様を示す概略図であり、圧電素子7は電極を具備した圧電セラミックス2からなる。圧電素子7は直方体形状である圧電セラミックス2の対向する面に電極6、61、62および63が付されている。一方の面は図4(a)のような電極パターンが形成され、図中の+は分極方向を示している。圧電セラミックス2の厚み方向に対して分極方向が同一になるよう、電極61、62を通じて分極処理がされていることを示している。もう一方の面は、図4(b)のような、ほぼ全面に電極6が付されている振動板と接着される面である。ここで、電極63は不図示の前記対向する面と直交する面において、電極6と導通している。また、本発明の振動子は高周波電圧が印加されると、図2のX方向(長手方向)とY方向(短手方向)のそれぞれの方向で共振を起こすように設定されている。図3の有機系粒子4を含有した接着剤により接着した振動子5について接着組立後に超音波探傷試験を行った結果、これまで発生していた接着部の界面剥離が減少した。
FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment of the
以上のことから、一部の振動子の接着組立後に発生していた、接着部の剥離を改善した振動子を提供することが出来る。 From the above, it is possible to provide a vibrator in which peeling of the bonded portion, which has occurred after the bonding assembly of some vibrators, is improved.
なお、接着層を厚くすると接着面の剥離は生じ難くなるものの、接着層の弾性の影響で振動損失が大きくなり、超音波モーターの基本特性であるインピーダンス特性の損失を招くことになる。 If the adhesive layer is thick, the adhesive surface is less likely to be peeled off, but the vibration loss increases due to the elasticity of the adhesive layer, resulting in a loss of impedance characteristics, which is a basic characteristic of the ultrasonic motor.
次に本発明の振動子の接着層1が含有する各成分について説明する。
Next, each component contained in the
本発明の振動子の接着層1は、樹脂8と本発明が特徴とする有機系粒子4からなる。樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、及びアルキッド樹脂から選ばれる熱硬化性接着剤を樹脂前駆体として適宜選択して用いることが可能である。
The
本発明の振動子の接着層1に含有させる有機系粒子4の例としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル、ポリイミド等の熱硬化性樹脂やポリカーボネート、ナイロン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、及び液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を用いることが出来る。
Examples of the
前記有機系粒子4は、樹脂100質量部あたり50質量部以上80質量部以下の量で含有されることが必要であり、好ましくは60質量部以上70質量部以下である。前述の有機系粒子4の添加含有量が50質量部未満では、圧電素子7の電極層6の欠損部に有機系粒子が埋没し、接着層のスペーサーとしての効果が無くなる。また80質量部を超えると接着剤成分が減少するため、剥離しやすくなる。
The
また前記有機系粒子4の粒子径は、個数平均粒径で5μm以上15μm以下であることが必要であり、好ましくは10μm以上15μm以下である。前述の有機系粒子4の粒子径が5μm未満では、圧電素子7の電極6の表面粗さ(通常、Ra:3μm)に埋没し、スペーサーとしての効果が無くなる。また粒子径が15μmを超えると、接着層も厚くならざるを得ず、超音波モーターの振動特性が急激に悪化するため、使用することが出来ない。
The particle diameter of the
なお、有機系粒子4は、丸みを帯びた粒子や球形粒子が望ましいが、真球である必要はない。
The
また前記有機系粒子4の弾性率は、0.48GPa以上10.0GPa以下であることが好ましく、より好ましくは1.5GPa以上4.0GPa以下である。前述の有機系粒子4の弾性率が0.48GPa未満では、加圧接着した時に、前記有機系粒子が押しつぶされ、スペーサーとしての効果が無くなるおそれがある。また弾性率が10.0GPaを超えると、加圧接着した際に圧電素子7の電極層6にクラックが入り、高温・高湿試験時に剥離しやすくなるため、使用することが出来なくなるおそれがある。
The elastic modulus of the
なお、弾性率の測定は、JIS K 7208「プラスチックの圧縮試験方法」に規定された寸法の円柱状の試験片を作製して行った。 The elastic modulus was measured by preparing a cylindrical test piece having a size defined in JIS K 7208 “Plastic Compression Test Method”.
[接着組成物の調製方法]
後述の実施例で具体的に示すが、所定量の接着剤と有機系粒子とを公知の混合・分散装置にて混合分散させることで、有機系粒子4含有の接着組成物を得ることができる。
[Method for Preparing Adhesive Composition]
Specific examples will be described later, but an adhesive composition containing
[圧電素子と振動板の接着方法]
前記調製した接着組成物を用いて、次工程の接着貼り合せ工程に移る。具体的な接着組成物の塗布方法としては、前記接着組成物をディスペンサー塗布装置の5cm3のシリンジに入れ、振動板3の表面に一定量塗布する(図5(a))。
[Method of bonding piezoelectric element and diaphragm]
Using the prepared adhesive composition, the process proceeds to the next bonding step. As a specific method for applying the adhesive composition, the adhesive composition is put into a 5 cm 3 syringe of a dispenser application device and applied to the surface of the
前記接着組成物を塗布した振動板3を20μm程度反っている分極処理済みの圧電素子7と加圧力0.45MPaの加圧力で貼り合わせる(図5(b))。
The
前記振動板3と圧電素子7を加圧した状態で、恒温乾燥機に入れ、前記接着剤の硬化を行って、本発明の接着した状態を得る(図5(c))。
In a state where the
こうして、接着剤を接着して得られる接着層の膜厚は、有機系粒子4の大きさにも影響されるが、4.1μm以上14.8μm以下が好ましく、4.1μm以上10.0μm以下がより好ましい。
Thus, although the film thickness of the adhesive layer obtained by adhering the adhesive is affected by the size of the
[接着後の超音波探傷評価]
接着後の超音波探傷評価は振動板3と圧電素子7を接着した振動子5を超音波探傷評価の水槽に入れ、超音波の反射波の有無や強弱により、接着界面の剥離の検出を行った。超音波探傷評価により得られた振動子5の超音波画像において、接着界面の剥離個所が白色部として現れ、接着部の白色部の割合を数値化した。白色部が発生した振動子5をNGとした。
[Evaluation of ultrasonic flaw detection after bonding]
For ultrasonic flaw detection after bonding, the
[接着層の平均厚み測定]
接着層の平均厚み測定は、振動板3と圧電素子7を接着した振動子の長手方向の断面を切断し、電子顕微鏡(SEM)により接着層の厚みを観察した。接着層の平均厚みの求め方は、画像処理により前記接着層の面積を求め、長手方向の長さで除することにより、平均厚みとした。
[Measurement of average thickness of adhesive layer]
The average thickness of the adhesive layer was measured by cutting a cross section in the longitudinal direction of the vibrator in which the
[超音波モーター]
本発明の超音波モーターは、本発明の振動子と移動体とを摩擦接触させて移動を行うことを特徴とする。図6は、本発明の超音波モーターの一実施形態を示した概略図である。図6において、移動体28は、振動子5とは振動子の突起部10を介して加圧接触されている。不図示の電圧入力手段により、給電部材27(図7参照)を介して電圧が振動子5に加えられると、振動板3には進行波が発生する。発生する進行波は2つであり、1つは図6のX方向に2次の面外振動でY方向と平行な3本の節線を有する進行波である。もう1つはY方向における1次の面外振動であり、X方向と平行な2本の節線を有する進行波である。これらの2つの進行波により振動子の突起部に楕円運動が生じる。
[Ultrasonic motor]
The ultrasonic motor of the present invention is characterized in that it moves by bringing the vibrator of the present invention and a moving body into frictional contact. FIG. 6 is a schematic view showing an embodiment of the ultrasonic motor of the present invention. In FIG. 6, the moving
[超音波モーターの動特性評価]
本発明により得られた振動子5について、超音波モーターの基本特性であるインピーダンスについて評価を行った。モーターの移動速度が100mm/secが出る周波数に大きな差異が無いか評価を行った。製品規格に対して、周波数がずれていたり、移動速度が下回る振動子5はNGとした。
[Evaluation of dynamic characteristics of ultrasonic motor]
The
[光学機器]
本発明の光学機器は、本発明の超音波モーターと力学的に接続された光学部材とを有することを特徴とする。
[Optical equipment]
The optical apparatus of the present invention includes the optical member that is mechanically connected to the ultrasonic motor of the present invention.
図7は、本発明の光学機器(鏡筒装置のフォーカスレンズ部)の一実施形態を示した概略図である。本発明の光学機器は、本発明の超音波モーターと力学的に接続された光学部材とを有することを特徴とする。図7で示す様に、鏡筒装置のフォーカスレンズ部において、超音波モーターと光学部材であるレンズが、レンズ保持部材15等によって力学的に接続されている。
FIG. 7 is a schematic view showing an embodiment of the optical apparatus (focus lens portion of the lens barrel device) of the present invention. The optical apparatus of the present invention includes the optical member that is mechanically connected to the ultrasonic motor of the present invention. As shown in FIG. 7, in the focus lens portion of the lens barrel device, the ultrasonic motor and the lens that is an optical member are mechanically connected by a
具体的には、振動子5は保持部材11と溶接などにより固定されており、不要な振動を発生させないように構成されている。保持部材11はビス13で移動筐体12に固定され、振動子5と一体をなしている。
Specifically, the
2本のガイド部材14を移動筐体12に取り付けることで、超音波モーターは、ガイド部材14上を直進移動することができる。レンズ16は、レンズ保持部材15に固定され、超音波モーターの移動方向と平行に光軸(不図示)を有する。レンズ保持部材15は、超音波モーターと同様に、2本のガイド部材14上を直進移動することで、焦点位置合わせを行う。2本のガイド部材14は移動筐体12とレンズ保持部材15とを嵌合して、移動筐体12とレンズ保持部材15を直進移動可能にする部材である。このような構成で、移動筐体12とレンズ保持部材15はガイド部材14上を直進移動することができる。
By attaching the two
また、連結部材17は、超音波モーターで発生した駆動力をレンズ保持部材15へ伝達する部材であり、レンズ保持部材15に嵌合して取り付けられる。これにより、レンズ保持部材15は、移動筐体12と共に滑らかに2本のガイド部材14に沿って両方向に移動可能となる。
The connecting
また、センサ18は、レンズ保持部材15の側面部に貼り付けられたスケール19の位置情報を読み取ることで、ガイド部材14上でのレンズ保持部材15の位置を検出する。その検出値より超音波モーターの速度を演算し、不図時の制御部へ速度データをフィードバックするために設ける。
The
上記においては、光学機器として、一眼レフカメラ用の鏡筒装置について説明したが、レンズとカメラ本体が一体となったコンパクトカメラ、電子スチルカメラ等、カメラの種類を問わず、超音波モーターを備えた多様な光学機器に適用することができる。 In the above, a lens barrel device for a single-lens reflex camera has been described as an optical device. However, an ultrasonic motor is provided regardless of the type of camera, such as a compact camera in which a lens and a camera body are integrated, or an electronic still camera. It can be applied to various optical instruments.
次に、本発明の効果を実施例と比較例により具体的に説明する。 Next, the effects of the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples.
〔実施例1〕
有機系粒子(個数平均粒径5μm)のアクリル粒子を70質量%添加:
まず、表1に示す組成のように、樹脂前駆体である二液性加熱硬化エポキシ接着剤(製品名:エポキシテクノロジー社製)を50g、個数平均粒径が5μmの有機系粒子4として、弾性率が0.48GPaのアクリル粒子(積水化学工業製)を35g秤量する(接着剤100質量部あたり有機系粒子70質量部;70質量%添加)。
[Example 1]
Add 70% by mass of acrylic particles of organic particles (number
First, as in the composition shown in Table 1, 50 g of a two-component heat-cured epoxy adhesive (product name: manufactured by Epoxy Technology Co., Ltd.), which is a resin precursor, is used as an
これら秤量した接着剤と有機系粒子を遊星回転子方式の混合・分散装置(商品名:泡とり練太郎/シンキー製)の250ml専用容器中で分散させる。混合及び分散時間は5分間である。 These weighed adhesive and organic particles are dispersed in a 250 ml dedicated container of a planetary rotor type mixing / dispersing device (trade name: manufactured by Kentaro Awatori / Sinky). Mixing and dispersing time is 5 minutes.
前記調製した接着組成物を用いて、次工程の接着貼り合せ工程に移る。 Using the prepared adhesive composition, the process proceeds to the next bonding step.
前記接着組成物をディスペンサー塗布装置の5cm3のシリンジに入れ、振動板3の表面に一定量塗布し、前記接着組成物を塗布した振動板3を、圧電素子7(銀電極6(弾性率:10GPa、厚さ:2μm)を有するPZT(長手方向:8.9mm、短手方向5.7mm、厚さ:0.4mm)と加圧力0.45MPaの加圧力で貼り合わせる。
The adhesive composition is placed in a 5 cm 3 syringe of a dispenser coating device, and a predetermined amount is applied to the surface of the
前記振動板3と圧電素子7を加圧した状態で、恒温乾燥機に入れ、前記接着組成物の接着剤の硬化を行って、接着層を形成し本発明の振動子を得る。硬化時間は120℃で55分間である。また、本例の接着層の平均膜厚は4.1μmであった。
In a state where the
前記接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の剥離を示す白色部は認められず、良好な接着であった。
After bonding the
次に超音波モーターのインピーダンス特性について評価を行った結果、規格を上回る良好な特性が得られた。得られた結果を表2に示す。 Next, as a result of evaluating the impedance characteristics of the ultrasonic motor, good characteristics exceeding the standard were obtained. The obtained results are shown in Table 2.
〔実施例2〕
有機系粒子(個数平均粒径15μm)のアクリル粒子を70質量%添加:
有機系粒子4であるアクリル粒子の個数平均粒径が15μmであること以外は、実施例1の接着剤組成と同じである。また、本例の接着層の平均膜厚は14.2μmであった。
[Example 2]
Add 70% by mass of acrylic particles of organic particles (number
The adhesive composition of Example 1 is the same as that of Example 1 except that the acrylic particles as the
得られた接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の剥離を示す白色部は認められず、良好な接着であった。
After the
次に超音波モーターのインピーダンス特性について評価を行った結果、規格を上回る良好な特性が得られた。得られた結果を表2に示す。 Next, as a result of evaluating the impedance characteristics of the ultrasonic motor, good characteristics exceeding the standard were obtained. The obtained results are shown in Table 2.
〔実施例3〕
有機系粒子(個数平均粒径10μm)のエポキシ樹脂を50質量%添加:
有機系粒子4として、弾性率が4.0GPa、平均個数粒径10μmで添加量が50質量%のエポキシ樹脂を用いた。また、本例の接着層の平均膜厚は9.9μmであった。
Example 3
Add 50% by mass of epoxy resin of organic particles (number
As the
得られた接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の剥離を示す白色部は認められず、良好な接着であった。
After the
次に超音波モーターのインピーダンス特性について評価を行った結果、規格を上回る良好な特性が得られた。得られた結果を表2に示す。 Next, as a result of evaluating the impedance characteristics of the ultrasonic motor, good characteristics exceeding the standard were obtained. The obtained results are shown in Table 2.
〔実施例4〕
有機系粒子(個数平均粒径15μm)のエポキシ樹脂を80質量%添加:
有機系粒子4として、個数平均粒径が15μmで添加量が80質量%であること以外は実施例3の接着組成と同じである。また、本例の接着層の平均膜厚は14.8μmであった。
Example 4
Add 80% by mass of epoxy resin with organic particles (number
The
得られた接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の剥離を示す白色部は認められず、良好な接着であった。
After the
次に超音波モーターのインピーダンス特性について評価を行った結果、規格を上回る良好な特性が得られた。得られた結果を表2に示す。 Next, as a result of evaluating the impedance characteristics of the ultrasonic motor, good characteristics exceeding the standard were obtained. The obtained results are shown in Table 2.
〔実施例5〕
圧電セラミックス2として、ジルコン酸チタン酸バリウムカルシウムを使用し、有機系粒子(個数平均粒径5μm)のアクリル粒子を70質量%添加:
接着剤として、80℃以内で硬化反応を開始するエポキシ/チオール系の一液性加熱硬化エポキシ接着剤(協立化学産業製)を使用した。有機系粒子4の混合及び分散工程、貼り合せ工程は実施例1と同様である。
Example 5
As
As the adhesive, an epoxy / thiol one-component heat-cured epoxy adhesive (manufactured by Kyoritsu Chemical Industry) that initiates the curing reaction within 80 ° C. was used. The mixing and dispersing step and the bonding step of the
前記振動板3と圧電セラミックス2を加圧した状態で、恒温乾燥機に入れ、接着組成物の接着剤の硬化を行って、本発明の振動子を得た。硬化時間は80℃で30分間である。
In a state where the
得られた接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の剥離を示す白色部は認められず、良好な接着であった。
After the
次に超音波モーターのインピーダンス特性について評価を行った結果、規格を上回る良好な特性が得られた。得られた結果を表2に示す。 Next, as a result of evaluating the impedance characteristics of the ultrasonic motor, good characteristics exceeding the standard were obtained. The obtained results are shown in Table 2.
〔比較例1〕
有機系粒子が無添加の場合:
有機系粒子4が無添加であること以外は、実施例1の接着剤組成と同じである。表1に組成を示す。また、本例の接着層の平均膜厚は1.3μmであった。
[Comparative Example 1]
When organic particles are not added:
The adhesive composition is the same as that of Example 1 except that the
得られた接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の一部剥離を示す白色部が40%認められ、NGであった。
After the
〔比較例2〕
有機系粒子(個数平均粒径3μm)のアクリル樹脂を70質量%添加:
有機系粒子4として、個数平均粒径が3μm以外は実施例1の接着剤組成と同じである。また、本例の接着層の平均膜厚は1.8μmであった。
[Comparative Example 2]
Add 70% by mass of acrylic resin with organic particles (number
The
得られた接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の一部剥離を示す白色部が35%認められ、NGであった。
After the
〔比較例3〕
有機系粒子(個数平均粒径10μm)のアクリル樹脂を90質量%添加:
有機系粒子4として、個数平均粒径が10μm、添加量が90質量%であること以外は実施例1と同じである。また、本例の接着層の平均膜厚は9.2μmであった。
[Comparative Example 3]
Add 90% by mass of acrylic resin of organic particles (number
The
得られた接着組成物の接着剤により振動板3と圧電素子7を接着した後、超音波探傷評価を行った。その結果、超音波画像に接着部の一部剥離を示す白色部が17%認められ、NGであった。
After the
次に超音波モーターのインピーダンス特性について評価を行った結果、超音波モーターの移動速度100mm/secを下回り、NGであった。得られた結果を表2に示す。 Next, as a result of evaluating the impedance characteristics of the ultrasonic motor, the moving speed of the ultrasonic motor was less than 100 mm / sec, which was NG. The obtained results are shown in Table 2.
本発明の超音波モーターは、カメラ用のレンズなどに好適に使用することが出来る。 The ultrasonic motor of the present invention can be suitably used for a camera lens or the like.
1 接着層、2 圧電セラミックス、3 振動板、4 有機系粒子、5 振動子、6 電極(電極層)、61 電極(電極層)、62 電極(電極層)、63 電極(電極層)7 圧電素子、8 樹脂、9 接着剤、10 突起部、11 保持部材、12 移動筐体、13 ビス、14 ガイド部材、15 レンズ保持部材、16 レンズ、17 連結部材、18 センサ、19 スケール、27 給電部材、28 移動体
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記接着層が、樹脂に、個数平均粒径が5μm以上15μm以下である有機系粒子を、前記樹脂100質量部あたり50質量部以上80質量部以下の量で含有してなるものであることを特徴とする振動子。 A vibrator having an adhesive layer between a piezoelectric element made of piezoelectric ceramics having electrodes and a diaphragm;
The adhesive layer contains a resin with organic particles having a number average particle diameter of 5 μm or more and 15 μm or less in an amount of 50 parts by mass or more and 80 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin. Characteristic vibrator.
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