JP3078832B2 - 振動波モータの圧電振動体 - Google Patents

振動波モータの圧電振動体

Info

Publication number
JP3078832B2
JP3078832B2 JP02314407A JP31440790A JP3078832B2 JP 3078832 B2 JP3078832 B2 JP 3078832B2 JP 02314407 A JP02314407 A JP 02314407A JP 31440790 A JP31440790 A JP 31440790A JP 3078832 B2 JP3078832 B2 JP 3078832B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particle size
vibration wave
piezoelectric vibrator
electrodes
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02314407A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04190682A (ja
Inventor
一雄 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fukoku Co Ltd
Original Assignee
Fukoku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fukoku Co Ltd filed Critical Fukoku Co Ltd
Priority to JP02314407A priority Critical patent/JP3078832B2/ja
Publication of JPH04190682A publication Critical patent/JPH04190682A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3078832B2 publication Critical patent/JP3078832B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動波モータの圧電振動体に係り、特に、振
動波モータにおける振動発生源としての圧電振動体に形
成した電極の改良に関する。
〔従来の技術〕
振動波モータは、圧電セラミック板に駆動電圧として
の周波数信号を印加したとき弾性体に生ずる回転楕円振
動を移動体を介して回転運動又は一次元運動として得る
もので、低速時にも高いトルクが得られる利点がある。
この振動波モータは、圧電セラミック板に例えば交互
に異なる厚み方向の分極処理の施された2つの分極グル
ープ領域を平面的にλ/4(符号λは後述する周波数電圧
の波長)ずらせて形成し、圧電セラミック板の片面には
各分極グループ領域に対応した共通電極を形成するとと
もに、対向面には各分極グループ領域にて各分極部分に
対応する独立電極を形成し、各独立電極を弾性体に接触
させるようにしてそれに貼りつけ、その弾性体に移動体
を圧接させた構成となっている。
なお、分極処理は圧電セラミック板に形成した上記共
通電極や独立電極を分極用に用いてなされる。
そして、弾性体側を共通電位にして弾性体と各分極グ
ループ領域の共通電極間に、交流電源から一方の分極グ
ループには周波数電圧V〔V=V0sinωt〕を、他方の
分極グループにはλ/4位相のずれた周波数電圧V′
〔V′=V0sin(ωt±π/2)〕を印加することによ
り、圧電振動体が振動して弾性体の上面には進行性振動
波が生じるから、弾性体に圧接された移動体が移動す
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような振動波モータでは、良好な
モータトルクを得るために正確かつ十分な分極を圧電セ
ラミック板に施す必要があるが、分極は圧電セラミック
板に方向の異なる処理を狭い間隔で施すことから、未だ
十分な分極処理がなされているとは言い難く、改良すべ
き余地がある。
そこで、本発明者は良好な分極状態を得るために種々
の実験検討を行なった結果、従来あまり着目されなかっ
た分極用電極としての銀ペースト材料が分極に大きく影
響する点を見出して本発明を完成させた。
本発明はこのような状況の下になされたもので、狭い
間隔で交互に方向の異なる分極を正確かつ十分に施すこ
とが容易であり、高いモータトルクの得られる圧電振動
体を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
このような課題を解決するために本発明は、圧電セラ
ミック板の両対向主面に銀粉末を混入した銀ペーストを
焼きつけて形成した電極を有し、片面側を弾性体を貼り
つけるとともにその電極を介して互いに異なる位相の第
1および第2の周波数信号の印加によって振動して弾性
体に進行性振動波を発生させる振動波モータの圧電振動
体であり、それらの電極が粒径0.01〜0.1μmの粒度分
布をもつ銀粉末と粒径0.5〜5μmの粒度分布をもつ銀
粉末をガラスフリットに混入させた銀ペーストで形成さ
れている。
また、本発明は、上記電極として粒径0.01〜0.1μm
の粒度分布をもつ銀粉末を2〜5重量部、粒径0.5〜5
μmの粒度分布をもつ銀粉末を8〜5重量部の重量比で
混入させた銀ペーストを用いることが好ましい。
〔作 用〕
このような手段を備えた本発明では、電極が粒径0.01
〜0.1μmの粒度分布をもつ銀粉末と粒径0.5〜5μmの
粒度分布をもつ銀粉末を混在した銀ペーストで圧電セラ
ミック板に形成されているから、粒径0.5〜5μmの粒
度分布をもつ銀粉末の間に粒径0.01〜0.1μmの粒度分
布をもつ銀粉末が介在して圧電セラミック板に接触し、
圧電セラミック板と電極との接触むらが少ない。
特に、平均粒径0.05μmと3μmの銀粉末を3:7の重
量比で混入させた銀ペーストで電極を形成する構成で
は、電極の機械的強度および半田付け性も良好である。
〔実 施 例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図〜第3図は本発明に係る圧電振動体の一実施例
を示す上面図、裏面図および断面図(第1図中III−III
間断面)である。
圧電振動体1は、第1の分極グループ領域3aとこれに
λ/4ずれた第2の分極グループ領域3bを有するリング板
状の圧電セラミック板5と、この圧電セラミック板5の
片面に形成された第1および第2の電極7a、7bと(第1
図)、その圧電セラミック板5の対向面に円弧状に形成
された第3および第4の電極9a、9b(第2図)を有して
いる。
第1および第2の電極7a、7bは、第1および第2の分
極グループ領域3a、3bにおいてλ/2ピッチ(λは後述す
る駆動電圧の周波数)で互いに狭い間隔を置いて形成さ
れている。
第3および第4の電極9a、9bは、圧電セラミック板5
を二分するように第1および第2の分極グループ領域3
a、3bにおいて第1および第2の電極7a、7bに対面する
ように圧電セラミック板5に形成されており、第3の電
極9a、9bの各先端間は一方が他方より広くなっている。
これら第1〜第4の電極7a、7b、9a、9bは、銀粉末、
ガラスフリット、合成樹脂および溶剤を混入したいわゆ
る銀ペーストを圧電セラミック板5に塗布するとともに
焼きつけて形成されている。
特に、銀粉末は平均粒径0.05μmと平均粒径3μmの
ものを混合したものであり、平均粒径0.05μmの銀粉末
と平均粒径3μmの銀粉末は3:7の重量比で混合される
ことが好ましい。
圧電セラミック板5における第1および第2の分極グ
ループ領域3a、3bは、第1〜第4の電極7a、7b、9a、9b
を分極用電極として用い、後述する第6図に示すよう
に、λ/2ピッチで交互に方向を異ならせて厚み方向に分
極されている。
次に、本発明に係る圧電振動体の製造方法を第4図を
用いて簡単に説明する。
まず、セラミック粉末を調合、成形、焼成および整形
してリング板状の圧電セラミック板5を形成し(第4図
AおよびB)、この圧電セラミック板5の片面および対
向面に上述した銀ペーストを印刷にて第1〜第4の電極
7a、7b、9a、9bのような形状に均一に形状し(第4図
C)、その後ピーク温度600℃〜700℃の焼付炉で銀ペー
ストを焼きつけて第1〜第4の電極7a、7b、9a、9bを形
成し(第4図D)、それら第1〜第4の電極7a、7b、9
a、9bを分極用電極として分極処理が施され(第4図
E)、圧電振動体1が形成される。
分極処理は、高温オイル中において、第5図のように
第3および第4の電極9a、9bを共通電極とし、第1およ
び第2の電極7a、7b中の1個置きにプラスの数KV/mmの
高電圧を電源11から印加して厚み方向に分極し、続いて
1個ずらせた第1および第2の電極7a、7bにマイナスの
高電圧を印加して逆厚み方向に分極する。
このように分極することにより、第6図に示すよう
に、第1および第2の分極グループ領域3a、3bには交互
に異なる厚み方向の分極が施される。第6図中の符号+
は例えば紙面の表面から裏面方向への分極を、符号−は
その反対方向の分極を示している。
このような本発明の圧電振動体では、分極用の第1〜
第4の電極7a、7b、9a、9bが平均粒径0.05μmと3μm
の銀粉末で混合された銀ペーストで形成されているの
で、第7図に示すように、圧電セラミック板5の表面に
対する第1〜第4の電極7a、7b、9a、9bの電極接触密度
が高くなって接触むらが少なくなるから、十分な電界が
圧電セラミック板5に加わり、十分かつ正確な分極が交
互に異なる方向で施される。
そのため、本発明の圧電振動体を用いた振動波モータ
のトクルが向上する。
しかも、平均粒径0.05μmと3μmの銀粉末を3:7程
度の重量比で混合させた銀ペーストで形成すれば、第1
〜第4の電極7a、7b、9a、9bの機械的強度も良好で、フ
レキシブル・リードパターン等を半田付けする際も半田
の乗りが良好である。反対に平均粒径0.05μmの銀粉末
を多くすると機械的強度が低下し易く、平均粒径3μm
の銀粉末を多くすると半田付け性が低下し易い。
本発明者の実験によると、外径60mm、内径45mm、厚み
0.5mmのチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とした圧電セラ
ミック板5に対して銀粉末、ガラスフリット量およびガ
ラスフリット軟化点を種々に変えた銀ペーストを印刷し
て焼きつけ、分極前後の比誘電率の変化(増加)を解析
した。
具体的には、次表のように銀粉末、ガラスフリット量
およびガラスフリット軟化点を3要因(水準)として公
知の3水準の直交配列表L9による実験計画法で解析を行
なった。
ガラスフリットはSiO2を5〜20wt%、PbOを45〜90wt
%、B2O3を5〜20wt%、M2Oを0〜5wt%、NOを0〜10wt
%の組成範囲とした。ただし、ここで符号Mはアルカリ
金属であり、符号Nはアルカリ土類金属である。
さらに、銀粉末については、各々粒径範囲の最小およ
び最大の粒径を有する粉末を3:7(重量比)の割合で混
合したものとを用いた。
この解析によると、9種類の銀ペーストについて各々
10個の試料で電極を形成した圧電振動体1について分極
前後の比誘電率の変化(増加率)は第8図のようになっ
た。
第8図の各銀ペースト1〜9における縦線は下端が10
個中の最低変化率で、上端が最高変化率、縦線中の黒点
が10個の平均である。
この第8図によると、平均粒径が0.3と3μmである
銀ペースト1〜3や平均粒径が0.5と5μmの銀ペース
ト7〜9に比べ、平均粒径が0.05と3μmである銀ペー
スト4〜6の比誘電率の変化(増加率)が大きいことが
分る。
第9図は粒径0.01〜0.1μmの粒度分布をもつ銀粉末
と粒径0.5〜5μmの粒度分布をもつ銀粉末との重量比
を変化させる観点から、比誘電率の増加を調べた結果を
示しており、上述したようなことが分かる。
第10図は上述した本発明の圧電振動体を用いた振動波
モータの一例を示す半断面図である。
金属製の基台13の中央部の貫通孔にはラジアル型ベア
リング15が固定されており、ベアリング15を囲むように
環状の凹部17が形成されている。
基台13には金属性導電材料例えば燐青銅からなる円盤
状の導電性弾性体19が載置され、図示しないねじによっ
てその振動に支障のないように基台13に固定されてい
る。
この弾性体19はその片端面側(図示上側)に一体的に
突出する環状の凸部21を有し、この凸部21は放射状方向
の切込みによって周方向に多数に分割されており、弾性
体19の下面には凸部21と重合う位置に上述した圧電振動
体1が貼付けられるとともに、この圧電振動体1の第3
および第4の電極9a、9bには可撓性プリント基板23が貼
付けられている。
基台13にはカップ状の金属製のケース25が被せられて
おり、ケース25の中央部が凸状に突出し、突部内側に配
置された軸受27と、この軸受27とケース25にて外輪を支
持したスラスト型のベアリング29が固定されている。
基台13に固定されたベアリング15とケース25側に固定
されたベアリング29にはシャフト31が回転自在に軸支さ
れており、ベアリング15側から一端が突出している。
ベアリング15、29の間にあってシャフト31には移動体
としての円盤状回転体33が固定され、シャフト31に取付
けられたフランジ35によって皿ばね37が回転体33の周縁
部を弾性体19の凸部21に圧接させている。
このように構成された振動波モータは、互いに90゜位
相の異なる例えば40KHzの2種類の交流周波数電圧〔V
=V0sinωt〕と〔V′=V0sin(ωt±π/2)〕を第1
および第3の電極7a、9aの間と第2および第4の電極7
b、9bの間に印加することにより、弾性体19の凸部21部
分には周方向に進行する進行性振動波が生じ、凸部21に
圧接された回転体33が周方向に回転してシャフト31が回
転する。
なお、上述した振動波モータの構成は一例であり、従
来公知の振動波モータにおいて実施可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、平均粒径0.05μmと3
μmの銀粉末の混在した銀ペーストで分極用の電極を圧
電セラミック板に形成したから、圧電セラミック板とそ
れらの電極との接触むらが少なくなり、狭い間隔で交互
に方向の異なる分極を正確かつ十分に施すことが容易で
ある。
そのため、本発明の圧電振動体を振動波モータに用い
ると、高いモータトルクの得られる。
しかも、平均粒径0.05μmと3μmの銀粉末を3:7の
重量比で混入させた銀ペーストで電極を形成する構成で
は、機械的強度および半田付け性も良好となる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明に係る圧電振動体の一実施例を
示す上面図、裏面図および断面図(第1図中のIII−III
間断面)、第4図は第1図中の圧電振動体の製法を示す
工程図、第5図は分極処理の方法を示す図、第6図は圧
電振動体の分極状態を示す図、第7図は本発明の圧電振
動体における圧電セラミック板と電極の要部概略拡大
図、第8図および第9図は銀ペーストと圧電振動体の比
誘電率の変化を示す図、第10図は圧電振動体を用いた振
動波モータの一例を示す半断面図である。 1……圧電振動体 3a、3b……第1および第2の分極グループ領域 5……圧電セラミック板 7a、7b……電極(第1および第2の電極) 9a、9b……電極(第3および第4の電極) 11……電源 13……基台 25……ケース 31……シャフト 33……回転体(移動体)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電セラミック板の両対向主面に銀粉末を
    混入した銀ペーストを焼きつけて形成した電極を有し、
    片面側を弾性体に貼りつけるとともに前記電極を介して
    互いに異なる位相の第1および第2の周波数信号の印加
    によって振動して前記弾性体に進行性振動波を発生させ
    る振動波モータの圧電振動体において、 前記電極は粒径0.01〜0.1μmの粒度分布をもつ銀粉末
    と粒径0.5〜5μmの粒度分布をもつ銀粉末をガラスフ
    リットに混入させた銀ペーストで形成されてなることを
    特徴とする振動波モータの圧電振動体。
  2. 【請求項2】前記電極は粒径0.01〜0.1μmの粒度分布
    をもつ銀粉末を2〜5重量部、粒径0.5〜5μmの粒度
    分布をもつ銀粉末を8〜5重量部の重量比で混入させた
    銀ペーストで形成された請求項1記載の振動波モータの
    圧電振動体。
JP02314407A 1990-11-21 1990-11-21 振動波モータの圧電振動体 Expired - Fee Related JP3078832B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02314407A JP3078832B2 (ja) 1990-11-21 1990-11-21 振動波モータの圧電振動体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02314407A JP3078832B2 (ja) 1990-11-21 1990-11-21 振動波モータの圧電振動体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04190682A JPH04190682A (ja) 1992-07-09
JP3078832B2 true JP3078832B2 (ja) 2000-08-21

Family

ID=18052978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02314407A Expired - Fee Related JP3078832B2 (ja) 1990-11-21 1990-11-21 振動波モータの圧電振動体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3078832B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003028927A1 (fr) * 2001-09-28 2003-04-10 Mitsubishi Materials Corporation Poudre d'argent pour argile d'argent et argile d'argent en comportant
JP5717975B2 (ja) * 2010-03-31 2015-05-13 キヤノン株式会社 振動体及び振動波アクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04190682A (ja) 1992-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2614635B2 (ja) 電歪公転子及び単相超音波モータ
US2487165A (en) Crystal electrode
JP3078832B2 (ja) 振動波モータの圧電振動体
US5448127A (en) Vibration wave driven motor
US3781904A (en) Apparatus for producing raster dot images
JPH09223826A (ja) 圧電トランス
CA1093630A (en) Noise suppression electrode provided with a rotor of dielectric material
JPH074074B2 (ja) 超音波モータ
US3659123A (en) Composite circuit member including an electro-strictive element and condenser
CN106533250B (zh) 一种多定子平面阵列结构的超声波电机
US932111A (en) Producing high-frequency oscillations.
JP3150737B2 (ja) 超音波モータ用圧電振動板の製造方法
JP2585583B2 (ja) 超音波モ−タ
JPH07107756A (ja) 超音波モータ
JPH04125075A (ja) 振動波モータのステータ装置
JPH0141277Y2 (ja)
JPH10241828A (ja) 電界装置
JPH04171875A (ja) 圧電体素子
JPH01321874A (ja) 超音波モータ
JP2626162B2 (ja) 超音波モータ
JPS598212Y2 (ja) 電気部品検出装置
JPS59113417A (ja) 表示装置用電極スペ−サ
JPS6013480A (ja) 圧電モ−タ
JPH0318279A (ja) 超音波モータ
JPH03251087A (ja) 圧電アクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees