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JPH06153542A - Stator of ultrasonic motor - Google Patents

Stator of ultrasonic motor

Info

Publication number
JPH06153542A
JPH06153542A JP4316028A JP31602892A JPH06153542A JP H06153542 A JPH06153542 A JP H06153542A JP 4316028 A JP4316028 A JP 4316028A JP 31602892 A JP31602892 A JP 31602892A JP H06153542 A JPH06153542 A JP H06153542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block body
electrode
stator
ultrasonic motor
polarized
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.)
Pending
Application number
JP4316028A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsutoshi Goto
光年 後藤
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.)
Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo 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 Asmo Co Ltd filed Critical Asmo Co Ltd
Priority to JP4316028A priority Critical patent/JPH06153542A/en
Publication of JPH06153542A publication Critical patent/JPH06153542A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To provide a stator of an ultrasonic motor in which an electrode surely conducts with a block body even if the electrode connected to a piezoelectric ceramics is bonded to the metallic block body under a low pressurizing force. CONSTITUTION:In a stator of an ultrasonic motor, while a metal thin film 22 is formed on the surface of a silver electrode 14 polarized and connected to the surface of a piezoelectric ceramics 12, a surface roughness Rz of a connecting surface 16a of the side of the piezoelectric ceramics 12 of a metallic block body 16 is surfaced to a roughness of 2.0 to 10.0mum, and the metal thin film 22 is bonded to the metallic block body 16 through an adhesive 24.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stator of an ultrasonic motor, and more particularly to a stator of an ultrasonic motor formed by connecting an electrode bonded to the surface of piezoelectric ceramics and a metallic block body. Is.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a stator of an ultrasonic motor, for example, a piezoelectric ceramic is vapor-deposited with a conductor such as silver to provide an electrode, and the electrode and the metallic block body are bonded together by an adhesive or the like. Things are known. In this case, it is necessary to electrically connect the electrode and the block body, and the conventional bonding method is to make the adhesive layer such as an adhesive as thin as possible and add the piezoelectric ceramic electrode and the metallic block body. This is performed by a so-called metal touch in which the electrodes and the block body are partially and accidentally conducted by forming a joint surface by pressure-bonding.

【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。
However, in the stator obtained by the above method, the electrodes and the block body are partially and accidentally conducted, so that the conduction points do not uniformly exist on the joint surface. For this reason, sufficient reliability cannot be obtained for an ultrasonic motor having a polarized electrode portion and each electrode portion having to be electrically connected to the block body. Further, it is possible to increase the pressing force in order to uniformly obtain the conduction points with respect to the coupling surface, but there is a problem that the piezoelectric ceramic is broken by the pressing force.

【0004】[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。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, when the piezoelectric ceramics and the metallic block body are joined,
An object of the present invention is to provide a stator of an ultrasonic motor in which all the polarized electrode portions and the block body are surely brought into conduction even if they are coupled with a low pressure.

【0005】[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。
In order to solve the above problems, the present invention is directed to a piezoelectric ceramic, an electrode composed of a plurality of electrode portions bonded to the surface of the piezoelectric ceramic and polarized to two or more poles, and a metallic material. In a stator of an ultrasonic motor having the block body and the electrode side and the block body side coupled to each other, a conductive layer made of a conductive material for electrically connecting the polarized electrode portions to each other on the surface of the electrode. And the surface of the metallic block body facing the electrode is processed to have a roughness of 2.0 [μm] or more and 10.0 [μm] or less, and the conductive layer is provided with the metallic block body. And the conductive layer is electrically connected to the block body.

【0006】[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。
According to the present invention, a conductive layer made of a conductive material is provided on the surface of an electrode portion which is provided on the piezoelectric ceramic and which is polarized to have two or more poles, so that the polarized electrode portions become common electrodes and are electrically connected to each other. It will be possible. on the other hand,
The bonding surface of the metallic block body is 2.0 [μm] or more 1
By setting the roughness to be 0.0 [μm] or less, a so-called wedge effect is produced in which, when the conductive layer and the block body are bonded together, the convex and concave portions present on the joint surface of the block body make it difficult for the adhesive to enter.

【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。
Therefore, even if the conductive layer and the block body are bonded to each other with a low pressure, the conductive point can be surely obtained with respect to the bonding surface of the conductive layer by the metal touch of the convex portion of the bonding surface. The conducting layer ensures electrical conduction to all the polarized electrode parts. Further, because of the wedge effect, bonding can be performed with a low pressure, so that cracking of the piezoelectric ceramics can be prevented.

【0008】[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。
With the above-mentioned structure, the electric conduction is reliably performed by the metal touch between the electrode provided on the piezoelectric ceramics and the metallic block body, so that the ultrasonic motor is efficiently driven. Can be made.

【0009】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the stator of the ultrasonic motor of the present invention will be described with reference to the drawings.

【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。
1 and 2 show an embodiment of a stator of an ultrasonic motor according to the present invention, FIG. 1 is a sectional view of the ultrasonic motor, and FIG. 2 is a sectional view of essential parts of the stator.

【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。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a stator 10 of an ultrasonic motor has a ring-shaped piezoelectric ceramic 12 and a silver electrode formed on the surface of the piezoelectric ceramic 12 by vapor deposition. 14 and a metallic block body 16 that transmits the vibration generated from the piezoelectric ceramics 12 to the rotor 18. The rotor 18 has a contact surface 1 on the rotor 18 side of the block body 16.
6b is in pressure contact with a slider 17 via a slider 17, and rotates together with a shaft 20 provided coaxially with a rotor 18 and rotatably supported by a bearing 19. The silver electrode 14 is composed of electrode portions polarized in two or more poles with respect to the circumferential direction of the piezoelectric ceramics 12. By applying a high frequency voltage to each of the polarized electrode portions, the contact of the block body 16 is made. A bending vibration that advances in one direction is generated on the surface 16b. The bending vibration generated on the contact surface 16b causes the rotor 18 to rotate together with the slider 17 in a direction opposite to the traveling direction of the bending vibration.

【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。
Next, a method of assembling the silver electrode 14 provided on the piezoelectric ceramics and the metallic block body 16 when assembling the stator 10 of this embodiment will be described.

【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。
As shown in FIG. 2, the piezoelectric ceramics 12
Electrode 1 consisting of electrode parts polarized and bonded to the surface of
A metal thin film 22 made of, for example, gold or copper is previously formed on the side of No. 4 which is not joined to the piezoelectric ceramics 12 by sputtering.
As a common electrode of all the polarized electrode portions forming 4, the respective electrode portions are electrically connected.

【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。
The present inventor has also found that the metallic block body 1
The following experiment was conducted on the bonding surface of 6 facing the electrode 14 side.

【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。
In this experiment, a so-called lapping process was carried out in which the bonding surface of the metallic block body 16 facing the electrode 14 side was polished with an alumina abrasive to roughen the bonding surface and to bond the bonding surface. This is a measurement of the amplitude limit of the piezoelectric ceramic with respect to the surface roughness. That is, a constant voltage was applied to the electrode 14 of the ultrasonic motor, and the crack limit due to the bending of the piezoelectric ceramic when vibration occurred in the piezoelectric ceramic was measured. And
The result is shown in FIG.

【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。
As is apparent from FIG. 3, the block body 16
Roughness of bonding surface is 2.0 [μm] or more 10.0 [μm]
Within the following range, the amplitude limit of the piezoelectric ceramic with respect to the roughness of the bonding surface is a particularly high value. Therefore, the coupling surface of the block body 16 is 2.0 [μ
The ultrasonic motor can be efficiently driven by processing the surface to a roughness of m] or more and 10.0 [μm] or less.

【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。
In the present embodiment, based on the above experimental results, the coupling surface 16a of the block body 16 on the piezoelectric ceramics 12 side is preliminarily lapped so that the surface roughness Rz is Rz = 4.0.
It is processed to [μm] and countless irregularities are formed on the coupling surface 16a. In this embodiment, the connecting surface 16
The surface roughness of a was measured by the stylus method.

【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。
Further, the metal thin film 22 generated by sputtering and the surface roughness Rz are Rz = 4.0 [μ
[m]] bonding surface 1 of the block body 16 lapped
6a and 6a are pressure-bonded to each other via an epoxy adhesive 24, and a part or all of the plurality of convex portions formed on the coupling surface 16a come into contact with the metal thin film 22 by a metal touch. Therefore, even when the conduction points between the metal thin film 22 and the coupling surface 16a do not uniformly exist with respect to the coupling surface 16a, all the polarized electrode portions forming the silver electrode 14 are electrically connected to each other by the metal thin film 22. Therefore, the block body 16 and all the polarized electrode portions are surely conducted. That is, when the piezoelectric ceramics 12 and the block body 16 are bonded together, even if they are bonded with a low pressure, all the polarized electrode portions forming the silver electrode 14 and the block body 16 can be surely conducted.

【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。
In the above embodiment of the stator of the ultrasonic motor of the present invention, the joint surface 1 of the block body 16 is used.
Although the surface roughness Rz of 6a was lapped to Rz = 4.0 [μm], it is not limited to this, and as another example, Rz = 7.1 [μm], Rz = 2.
If it is within the range of 0 [μm] to 10.0 [μm], as in the case described above, all the polarized electrode portions of the silver electrode 14 and the block body 16 are joined even if they are joined with a low pressure.
And can be surely conducted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is an elevation view of an ultrasonic motor according to an embodiment of a stator of an ultrasonic motor of the present invention, showing a right half in a cross section.

【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。
FIG. 2 is a sectional view of an essential part of the stator according to the embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a graph showing the basis of the present invention, and is a graph showing the relationship between the surface roughness of the bonding surface of the block body and the amplitude limit of the piezoelectric ceramics with respect to the roughness of the bonding surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 10 Stator 12 Piezoelectric Ceramics 14 Electrode 16 Metal Block 22 Conductive Layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A piezoelectric ceramic, an electrode composed of a plurality of electrode portions which are joined to the surface of the piezoelectric ceramic and are polarized to have two or more poles, and a metallic block body, the electrode side and the block body side. In a stator of an ultrasonic motor, which is formed by combining the following, a conductive layer made of a conductive material for electrically connecting the polarized electrode portions to each other is provided on the surface of the electrode, and the electrode is opposed to the electrode of the metallic block body. The surface to do is 2.0
A surface is processed to have a roughness of [μm] or more and 10.0 [μm] or less, and the metallic block body is bonded to the conductive layer;
A stator of an ultrasonic motor, wherein the block body and the conductive layer are electrically connected.
JP4316028A 1992-10-30 1992-10-30 Stator of ultrasonic motor Pending JPH06153542A (en)

Priority Applications (1)

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JP4316028A JPH06153542A (en) 1992-10-30 1992-10-30 Stator of ultrasonic motor

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JP (1) JPH06153542A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103063243A (en) * 2012-12-16 2013-04-24 常州波速传感器有限公司 Novel fatigue resistance ultrasonic transducer

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