JPH06153542A - 超音波モータのステータ - Google Patents
超音波モータのステータInfo
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電セラミックスに接合された電極と金属性
のブロック体とを低い加圧力で結合させても、前記電極
と前記ブロック体とが確実に導通される超音波モータの
ステータを提供することを目的とする。 【構成】 圧電セラミックス１２の表面に分極して接合
された銀電極１４の表面に金属薄膜２２を設ける一方、
金属性のブロック体１６の前記圧電セラミックス１２側
の結合面１６ａの表面粗さＲｚを２．０〔μｍ〕以上１
０．０〔μｍ〕以下の粗さに表面加工し、前記金属薄膜
２２と前記金属性のブロック体１６とを接着剤２４を介
して結合させて成る超音波モータのステータ。
のブロック体とを低い加圧力で結合させても、前記電極
と前記ブロック体とが確実に導通される超音波モータの
ステータを提供することを目的とする。 【構成】 圧電セラミックス１２の表面に分極して接合
された銀電極１４の表面に金属薄膜２２を設ける一方、
金属性のブロック体１６の前記圧電セラミックス１２側
の結合面１６ａの表面粗さＲｚを２．０〔μｍ〕以上１
０．０〔μｍ〕以下の粗さに表面加工し、前記金属薄膜
２２と前記金属性のブロック体１６とを接着剤２４を介
して結合させて成る超音波モータのステータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータのステー
タに係わり、詳しくは、圧電セラミックスの表面に接合
された電極と金属性のブロック体とを結合して成る超音
波モータのステータに関するものである。
タに係わり、詳しくは、圧電セラミックスの表面に接合
された電極と金属性のブロック体とを結合して成る超音
波モータのステータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波モータのステータは、例え
ば、圧電セラミックスに銀等の導電体を蒸着加工して電
極を設け、該電極と金属性のブロック体とを接着剤等に
よって結合させたものが知られている。この場合、電極
とブロック体とを電気的に導通させる必要があり、従来
からの結合方法として、接着剤等の接着層をできる限り
薄くして圧電セラミックスの電極と金属性のブロック体
とを加圧結合させて接合面を作ることによって、前記電
極と前記ブロック体とを部分的、且つ偶発的に導通させ
る所謂メタルタッチにより行っている。
ば、圧電セラミックスに銀等の導電体を蒸着加工して電
極を設け、該電極と金属性のブロック体とを接着剤等に
よって結合させたものが知られている。この場合、電極
とブロック体とを電気的に導通させる必要があり、従来
からの結合方法として、接着剤等の接着層をできる限り
薄くして圧電セラミックスの電極と金属性のブロック体
とを加圧結合させて接合面を作ることによって、前記電
極と前記ブロック体とを部分的、且つ偶発的に導通させ
る所謂メタルタッチにより行っている。
【０００３】しかし、前記方法によって得られたステー
タでは、電極とブロック体とが部分的、且つ偶発的に導
通されているため、前記導通点が接合面に対して均一に
存在しない。そのため、超音波モータのように分極され
た電極部分を有し、それぞれの電極部分がブロック体に
対して導通されていなくてはならないものには十分な信
頼性が得られない。また、導通点を結合面に対して均一
に得るために加圧力を高めるということが考えられる
が、加圧力によっては前記圧電セラミックスが割れてし
まうという問題がある。
タでは、電極とブロック体とが部分的、且つ偶発的に導
通されているため、前記導通点が接合面に対して均一に
存在しない。そのため、超音波モータのように分極され
た電極部分を有し、それぞれの電極部分がブロック体に
対して導通されていなくてはならないものには十分な信
頼性が得られない。また、導通点を結合面に対して均一
に得るために加圧力を高めるということが考えられる
が、加圧力によっては前記圧電セラミックスが割れてし
まうという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、圧電
セラミックスと金属性のブロック体とを接合させる際、
低い加圧力で結合させても、分極された全ての電極部分
とブロック体とが確実に導通される超音波モータのステ
ータを提供することを目的とする。
セラミックスと金属性のブロック体とを接合させる際、
低い加圧力で結合させても、分極された全ての電極部分
とブロック体とが確実に導通される超音波モータのステ
ータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題解決するため
に、本発明は、圧電セラミックスと、該圧電セラミック
スの表面に接合され２極以上に分極された複数の電極部
分から成る電極と、金属性のブロック体とを有し、前記
電極側と前記ブロック体側とを結合して成る超音波モー
タのステータにおいて、前記電極の表面に、分極された
前記電極部分を互いに導通させる導電材料から成る導通
層を設けると共に、前記金属性のブロック体の前記電極
に対向する面を２．０〔μｍ〕以上１０．０〔μｍ〕以
下の粗さに表面加工し、前記導通層に前記金属性のブロ
ック体を結合させ、該ブロック体と前記導通層とを導通
させたことを特徴としている。
に、本発明は、圧電セラミックスと、該圧電セラミック
スの表面に接合され２極以上に分極された複数の電極部
分から成る電極と、金属性のブロック体とを有し、前記
電極側と前記ブロック体側とを結合して成る超音波モー
タのステータにおいて、前記電極の表面に、分極された
前記電極部分を互いに導通させる導電材料から成る導通
層を設けると共に、前記金属性のブロック体の前記電極
に対向する面を２．０〔μｍ〕以上１０．０〔μｍ〕以
下の粗さに表面加工し、前記導通層に前記金属性のブロ
ック体を結合させ、該ブロック体と前記導通層とを導通
させたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】本発明によれば、圧電セラミックスに設けら
れ、２極以上に分極された電極部分の表面に導電材料か
ら成る導通層を設けることによって、分極された前記電
極部分が共通電極となり互いに導通可能となる。一方、
金属性のブロック体の接合面を２．０〔μｍ〕以上１
０．０〔μｍ〕以下の粗さとしたことによって、導通層
とブロック体とを結合させる際、ブロック体の接合面に
存在する凹凸の凸部が接着剤にくい込むという、所謂く
さび効果が生じる。
れ、２極以上に分極された電極部分の表面に導電材料か
ら成る導通層を設けることによって、分極された前記電
極部分が共通電極となり互いに導通可能となる。一方、
金属性のブロック体の接合面を２．０〔μｍ〕以上１
０．０〔μｍ〕以下の粗さとしたことによって、導通層
とブロック体とを結合させる際、ブロック体の接合面に
存在する凹凸の凸部が接着剤にくい込むという、所謂く
さび効果が生じる。
【０００７】したがって、導通層とブロック体とを低い
加圧力で結合させても前記結合面の凸部のメタルタッチ
によって、前記導通層の結合面に対して導通点が確実に
得られると共に、上記導通層によって、分極された全て
の前記電極部分に確実に導通される。また、前記くさび
効果により、低い加圧力で接合可能となるため、圧電セ
ラミックスの割れを防ぐこともできる。
加圧力で結合させても前記結合面の凸部のメタルタッチ
によって、前記導通層の結合面に対して導通点が確実に
得られると共に、上記導通層によって、分極された全て
の前記電極部分に確実に導通される。また、前記くさび
効果により、低い加圧力で接合可能となるため、圧電セ
ラミックスの割れを防ぐこともできる。
【０００８】
【発明の効果】上記構成とすることにより、圧電セラミ
ックスに設けられた電極と金属性のブロック体との間で
メタルタッチによる電気的な導通が確実に行われるた
め、超音波モータを効率よく駆動させることができる。
ックスに設けられた電極と金属性のブロック体との間で
メタルタッチによる電気的な導通が確実に行われるた
め、超音波モータを効率よく駆動させることができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の超音波モータのステータに関
する一実施例を図面に基づいて説明する。
する一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１０】図１および図２に本発明の超音波モータの
ステータに関する一実施例を示し、図１は超音波モータ
の断面図、図２はステータの要部断面図を示す。
ステータに関する一実施例を示し、図１は超音波モータ
の断面図、図２はステータの要部断面図を示す。
【００１１】本発明の実施例において、図１に示すよう
に、超音波モータのステータ１０は、リング状に形成さ
れた圧電セラミックス１２、該圧電セラミックス１２の
表面に蒸着加工により形成された銀電極１４、および圧
電セラミックス１２から発生した振動をロータ１８に伝
達する金属性のブロック体１６から構成されている。ロ
ータ１８は、ブロック体１６のロータ１８側の接触面１
６ｂにスライダ１７を介して加圧接触されており、ロー
タ１８と同軸上に設けられ軸受１９によって回転自在に
支持されたシャフト２０と共に回転する。また、銀電極
１４は、圧電セラミックス１２の周方向に対して２極以
上に分極された電極部分から成り、該分極された各電極
部分に高周波電圧を印加することによって、ブロック体
１６の前記接触面１６ｂに一方向に進行する屈曲振動を
発生させる。そして、接触面１６ｂに発生した屈曲振動
は、前記ロータ１８をスライダ１７と共に屈曲振動の進
行方向に対して逆方向に回転駆動させる。
に、超音波モータのステータ１０は、リング状に形成さ
れた圧電セラミックス１２、該圧電セラミックス１２の
表面に蒸着加工により形成された銀電極１４、および圧
電セラミックス１２から発生した振動をロータ１８に伝
達する金属性のブロック体１６から構成されている。ロ
ータ１８は、ブロック体１６のロータ１８側の接触面１
６ｂにスライダ１７を介して加圧接触されており、ロー
タ１８と同軸上に設けられ軸受１９によって回転自在に
支持されたシャフト２０と共に回転する。また、銀電極
１４は、圧電セラミックス１２の周方向に対して２極以
上に分極された電極部分から成り、該分極された各電極
部分に高周波電圧を印加することによって、ブロック体
１６の前記接触面１６ｂに一方向に進行する屈曲振動を
発生させる。そして、接触面１６ｂに発生した屈曲振動
は、前記ロータ１８をスライダ１７と共に屈曲振動の進
行方向に対して逆方向に回転駆動させる。
【００１２】次に、本実施例のステータ１０を組み立て
る際の圧電セラミックスに設けられた上記銀電極１４と
上記金属性のブロック体１６との結合方法について説明
する。
る際の圧電セラミックスに設けられた上記銀電極１４と
上記金属性のブロック体１６との結合方法について説明
する。
【００１３】図２に示すように、圧電セラミックス１２
の表面に分極して接合された電極部分から成る銀電極１
４の圧電セラミックス１２と接合されない側には、予め
スパッタリングにより、例えば、金、銅等から成る金属
薄膜２２が生成されており、該金属薄膜２２は銀電極１
４を成す分極された全ての電極部分の共通電極としてそ
れぞれの電極部分を導通可能に接続している。
の表面に分極して接合された電極部分から成る銀電極１
４の圧電セラミックス１２と接合されない側には、予め
スパッタリングにより、例えば、金、銅等から成る金属
薄膜２２が生成されており、該金属薄膜２２は銀電極１
４を成す分極された全ての電極部分の共通電極としてそ
れぞれの電極部分を導通可能に接続している。
【００１４】また、本発明者は、金属性のブロック体１
６の前記電極１４側に対向する結合面において下記のよ
うな実験を行った。
６の前記電極１４側に対向する結合面において下記のよ
うな実験を行った。
【００１５】当実験は、前記金属性のブロック体１６の
前記電極１４側に対向する結合面をアルミナの研磨剤に
て研磨する所謂ラッピング加工を行い、前記結合面を粗
化させると共に、前記結合面の粗さに対する圧電セラミ
ックスの振幅限界を測定したものである。つまり、超音
波モータの前記電極１４に一定の電圧を印加し、圧電セ
ラミックスに振動が発生する際の該圧電セラミックスの
たわみによる割れ限界を測定したものである。そして、
その結果を図３に示す。
前記電極１４側に対向する結合面をアルミナの研磨剤に
て研磨する所謂ラッピング加工を行い、前記結合面を粗
化させると共に、前記結合面の粗さに対する圧電セラミ
ックスの振幅限界を測定したものである。つまり、超音
波モータの前記電極１４に一定の電圧を印加し、圧電セ
ラミックスに振動が発生する際の該圧電セラミックスの
たわみによる割れ限界を測定したものである。そして、
その結果を図３に示す。
【００１６】図３から明らかなように、ブロック体１６
の結合面の粗さが２．０〔μｍ〕以上１０．０〔μｍ〕
以下の範囲内において、前記結合面の粗さに対する前記
圧電セラミックスの振幅限界が特に高い値となってい
る。したがって、ブロック体１６の結合面を２．０〔μ
ｍ〕以上１０．０〔μｍ〕以下の粗さに表面加工するこ
とによって、超音波モータを効率よく駆動させることが
できる。
の結合面の粗さが２．０〔μｍ〕以上１０．０〔μｍ〕
以下の範囲内において、前記結合面の粗さに対する前記
圧電セラミックスの振幅限界が特に高い値となってい
る。したがって、ブロック体１６の結合面を２．０〔μ
ｍ〕以上１０．０〔μｍ〕以下の粗さに表面加工するこ
とによって、超音波モータを効率よく駆動させることが
できる。
【００１７】上記実験結果を基に本実施例は、ブロック
体１６の圧電セラミックス１２側の結合面１６ａを予め
ラッピング処理によって表面粗さＲｚをＲｚ＝４．０
〔μｍ〕に加工しておき、結合面１６ａに無数の凹凸を
形成させておく。なお、本実施例において、結合面１６
ａの表面の粗さは触針法によって測定した。
体１６の圧電セラミックス１２側の結合面１６ａを予め
ラッピング処理によって表面粗さＲｚをＲｚ＝４．０
〔μｍ〕に加工しておき、結合面１６ａに無数の凹凸を
形成させておく。なお、本実施例において、結合面１６
ａの表面の粗さは触針法によって測定した。
【００１８】さらに、スパッタリングによって生成され
た前記金属薄膜２２と表面粗さＲｚをＲｚ＝４．０〔μ
ｍ〕にラッピング処理されたブロック体１６の結合面１
６ａとがエポキシ系の接着剤２４を介して加圧接合さ
れ、結合面１６ａに形成された複数の凸部のうちの一部
あるいは全てが、メタルタッチによって金属薄膜２２に
当接する。したがって、金属薄膜２２と結合面１６ａと
の導通点が結合面１６ａに対して均一に存在しない場合
にも、銀電極１４を成す分極された全ての電極部分が金
属薄膜２２によって互いに導通可能に接続されているた
め、ブロック体１６と前記分極された全ての電極部分と
が確実に導通される。即ち、圧電セラミックス１２とブ
ロック体１６とを結合させる際、低い加圧力で接合させ
ても、銀電極１４を成す分極された全ての電極部分とブ
ロック体１６とを確実に導通させることができる。
た前記金属薄膜２２と表面粗さＲｚをＲｚ＝４．０〔μ
ｍ〕にラッピング処理されたブロック体１６の結合面１
６ａとがエポキシ系の接着剤２４を介して加圧接合さ
れ、結合面１６ａに形成された複数の凸部のうちの一部
あるいは全てが、メタルタッチによって金属薄膜２２に
当接する。したがって、金属薄膜２２と結合面１６ａと
の導通点が結合面１６ａに対して均一に存在しない場合
にも、銀電極１４を成す分極された全ての電極部分が金
属薄膜２２によって互いに導通可能に接続されているた
め、ブロック体１６と前記分極された全ての電極部分と
が確実に導通される。即ち、圧電セラミックス１２とブ
ロック体１６とを結合させる際、低い加圧力で接合させ
ても、銀電極１４を成す分極された全ての電極部分とブ
ロック体１６とを確実に導通させることができる。
【００１９】ここで、本発明の超音波モータのステータ
に関する上記一実施例では、ブロック体１６の接合面１
６ａの表面粗さＲｚをＲｚ＝４．０〔μｍ〕にラッピン
グ処理したものを使用したが、これに限らず、他の実施
例として、Ｒｚ＝７．１〔μｍ〕のように、Ｒｚ＝２．
０〔μｍ〕〜１０．０〔μｍ〕の範囲内であれば上述し
たものと同様に、低い加圧力で接合させたとしても、銀
電極１４の分極された全ての電極部分とブロック体１６
とを確実に導通させることができる。
に関する上記一実施例では、ブロック体１６の接合面１
６ａの表面粗さＲｚをＲｚ＝４．０〔μｍ〕にラッピン
グ処理したものを使用したが、これに限らず、他の実施
例として、Ｒｚ＝７．１〔μｍ〕のように、Ｒｚ＝２．
０〔μｍ〕〜１０．０〔μｍ〕の範囲内であれば上述し
たものと同様に、低い加圧力で接合させたとしても、銀
電極１４の分極された全ての電極部分とブロック体１６
とを確実に導通させることができる。
【図１】本発明の超音波モータのステータに係わる一実
施例の超音波モータの立面図であり、右半分を断面で示
している。
施例の超音波モータの立面図であり、右半分を断面で示
している。
【図２】本発明に係わる上記一実施例のステータの要部
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の根拠を示すグラフであり、ブロック体
の結合面における表面の粗さと結合面の粗さに対する圧
電セラミックスの振幅限界との関係を示すグラフであ
る。
の結合面における表面の粗さと結合面の粗さに対する圧
電セラミックスの振幅限界との関係を示すグラフであ
る。
１０ ステータ １２ 圧電セラミックス １４ 電極 １６ 金属性のブロック体 ２２ 導通層
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電セラミックスと、該圧電セラミック
スの表面に接合され２極以上に分極された複数の電極部
分から成る電極と、金属性のブロック体とを有し、前記
電極側と前記ブロック体側とを結合して成る超音波モー
タのステータにおいて、 前記電極の表面に、分極された前記電極部分を互いに導
通させる導電材料から成る導通層を設けると共に、前記
金属性のブロック体の前記電極に対向する面を２．０
〔μｍ〕以上１０．０〔μｍ〕以下の粗さに表面加工
し、前記導通層に前記金属性のブロック体を結合させ、
該ブロック体と前記導通層とを導通させたことを特徴と
する超音波モータのステータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4316028A JPH06153542A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 超音波モータのステータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4316028A JPH06153542A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 超音波モータのステータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153542A true JPH06153542A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=18072451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4316028A Pending JPH06153542A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 超音波モータのステータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06153542A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063243A (zh) * | 2012-12-16 | 2013-04-24 | 常州波速传感器有限公司 | 新型耐疲劳超声波传感器 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4316028A patent/JPH06153542A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063243A (zh) * | 2012-12-16 | 2013-04-24 | 常州波速传感器有限公司 | 新型耐疲劳超声波传感器 |
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