JPH10124834A - 歪みゲージの接着固定方法及びその方法を用いたアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業効率の高い歪みゲージの接着固定方法及
び駆動の信頼性の高いアクチュエータを提供すること。 【解決手段】 歪みゲージ１０のゲージ部１０ａ下面に
接着剤を塗布して前記ゲージ部を仮接着し、前記歪みゲ
ージのゲージ部上面を覆うようにフィルム１１を固着
し、前記歪みゲージをその上面から加圧しながら前記接
着剤を加熱硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、歪みゲージの接
着固定方法及びその方法を用いたアクチュエータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばスロー再生や逆再生等の可変速再
生が可能なビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）の回転ドラ
ムに装着される磁気ヘッド装置としては、可変速再生時
に磁気ヘッドが揺動して磁気テープの記録トラックに追
従する、いわゆるＤＴ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｔｒａｃｋｉ
ｎｇ）ヘッド装置がある。このＤＴヘッド装置に適用さ
れる磁気ヘッドの揺動動作を行うアクチュエータとして
は、電気機械変換素子である例えば圧電セラミックで成
るバイモルフを片持ち梁構造としたものが多用されてい
る。

【０００３】図６は、このような圧電アクチュエータが
適用されたＤＴヘッド装置の一例を示す側面図である。
このＤＴヘッド装置４１は、２枚の板状の圧電セラミッ
ク４２、４３が貼り合わされた構造のバイモルフ４４を
有し、このバイモルフ４４の先端に磁気ヘッド４５が取
り付けられ、末端に回転ドラム上に支持固定されるホル
ダ４６が取り付けられた構成となっている。

【０００４】このような構成のＤＴヘッド装置４１を動
作させて磁気ヘッド４５を磁気テープの記録トラックに
追従させるには、一方の圧電セラミック４２を伸長さ
せ、他方の圧電セラミック４３を収縮させてバイモルフ
４４を湾曲させる。ところが、バイモルフ４４を湾曲さ
せると、図７に示すように傾斜角が生じ、磁気ヘッド４
５と磁気テープの接触状態が悪化するので、性能的に限
界がある。このような問題を解消するものとして、傾斜
抑制用の板バネをバイモルフに付随させた構造の圧電ア
クチュエータが適用されたＤＴヘッド装置が開発されて
いる。

【０００５】図８は、このような圧電アクチュエータが
適用されたＤＴヘッド装置の一例をを含む回転ドラムを
示す平面図である。このＤＴヘッド装置５０は、台形状
のバイモルフ５１とカーボン繊維等を含む樹脂で成るＴ
形状の板バネ５２とが平行に配置され、これらの先端に
磁気ヘッド５３が取り付けられ、末端にアルミニウムや
真鍮等で成る導電性のホルダ５４が取り付けられた構成
となっている。そして、回転ドラム６０の円周部にて磁
気ヘッド５３が揺動可能に配置されるように、ホルダ５
４を介して回転ドラム６０上に支持固定された片持ち梁
の構造となっている。ホルダ５４側の回転ドラム６０上
には、バイモルフ５１の湾曲変位量を検出する検出回路
５６及び録画・再生信号を増幅する増幅回路５７がマウ
ントされたプリント基板５８が固定されている。

【０００６】図９および図１０は、上記ＤＴヘッド装置
５０の詳細例を示す斜視図及び側面図である。バイモル
フ５１は、２枚の圧電セラミック５１１、５１２が中間
電極５１３を挟んで貼り合わされ、その両表面に表面電
極５１４、５１５が形成された構造となっている。この
バイモルフ５１の先端には、磁気ヘッド５３が取り付け
られたチップベース５１６が取り付けられている。ま
た、バイモルフ５１の末端は、ホルダ５４を構成するベ
ースホルダ５４１と中ホルダ５４２に挟み込まれてい
る。さらに、バイモルフ５１と平行に配置された板バネ
５２の先端には、チップベース５６が取り付けられてい
る。また、板バネ５２の末端は、ホルダ５４を構成する
押さえホルダ５４３と中ホルダ５４２に挟み込まれてい
る。そして、以上のように構成されたホルダ５４等は、
ベースホルダ５４１と回転ドラム６０との間に絶縁板を
挟んで、ボルト５４４により回転ドラム６０上に支持固
定されている。

【０００７】バイモルフ５１の表面電極５１４、５１５
はベースホルダ５４１と中ホルダ５４２を介して間接的
に、また中間電極５１３は直接的に、駆動回路５５に接
続されている。表面電極５１４、５１５の両面のほぼ中
央部には、例えばバイモルフ５１の湾曲変位量に応じて
抵抗値が変化する箔歪みゲージが貼り付けられており、
この歪みゲージは検出回路５６に接続されている。そし
て、磁気ヘッド５３は、増幅回路５７に接続されてい
る。このような構成のＤＴヘッド装置５０によれば、駆
動回路５５の駆動によりバイモルフ５１を湾曲すること
で、バイモルフ５１に平行に配置され、かつバイモルフ
５１と両端が結合されている板バネ５２も同時に湾曲す
るので、その湾曲形状はＳ字状となる。従って、磁気ヘ
ッド５４は、回転ドラム６０の回転軸方向に平行移動す
ることになるので、可変速再生時に回転ドラム６０の外
周面に斜めに巻き付けられている磁気テープ５９の記録
トラックに追従することができる。

【０００８】バイモルフ５１が下方へ曲がると、バイモ
ルフ５１の表側が伸び、裏側が縮むが、表面電極５１
４、５１５上に接着された歪みゲージの抵抗値は、バイ
モルフ５１の表側が静止時に対して増加し、その裏側が
静止時に対して減少する。従って、両歪みゲージの抵抗
値の差を検出することにより、バイモルフ５１の駆動量
を観測することができる。また、歪みゲージはバイモル
フ５１の両面に貼り付けられているので、それ自体の温
度変化による抵抗変化を無視することができる。即ち、
温度が変化すると、歪みゲージの抵抗値が変化するが、
各々の抵抗変化量がほぼ同じであるため、両歪みゲージ
の抵抗差は温度変化によっても変化することはない。

【０００９】従来、バイモルフ５１の表面電極５１４、
５１５への歪ゲージの接着固定は、図１１乃至図１６に
示すように行われていた。先ず、図１１に示すように、
圧電セラミック５１１、５１２の表面電極５１４、５１
５上に、歪ゲージ６１の接着位置をマーキング６３で印
す。そして、図１２に示すように、歪ゲージ６１の斜線
部６１ａの下面にフェノール樹脂を塗布し、歪ゲージ６
１をマーキング６３に位置決めして斜線部６１ａを表面
電極５１４、５１５上に仮接着する。

【００１０】次に、図１３に示すように、歪ゲージ６１
の斜線部６１ａの上面をフッ素樹脂系の粘着テープ６２
で覆い、専用治具に３〜５ｋｇの圧着力でクランプした
後、摂氏８０度で２時間の加圧加熱処理を施してフェノ
ール樹脂を硬化させる。加圧加熱処理が終了したら、専
用治具を３〜５ｋｇの圧着力で締め直し、再度摂氏１３
０度で１０時間の加圧加熱処理を施してフェノール樹脂
を完全に硬化させる。この加圧加熱処理の終了後、図１
４に示すように、粘着テープ６２を剥がす。次に、図１
５に示すように、歪ゲージ６１の斜線部６１ｂの下面
に、瞬間接着剤を塗布して斜線部６１ｂを仮接着する。
そして、図１６に示すように、歪ゲージ６１の斜線部６
１ｂの上面にエポキシ樹脂を塗布し、摂氏６０度で２時
間の加熱硬化処理を施してエポキシ樹脂を硬化させ、歪
ゲージ６１を圧電セラミック５１１、５１２の表面電極
５１４、５１５上に固定する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の歪ゲ
ージの接着固定方法にあっては、粘着テープ６２を剥が
すときに、圧電セラミック５１１、５１２の表面電極５
１４、５１５に微小クラックが発生する場合があり、電
極分断や放電の原因になるという問題があった。また、
歪ゲージ６１の固定に使用する瞬間接着剤及びエポキシ
樹脂の影響で、歪ゲージ６１が折れて半断線することが
あり、またエポキシ樹脂の塗布作業において塗布厚みの
ばらつきが大きく、不良が発生することがあるという問
題があった。このように従来の歪ゲージの接着固定方法
は、作業性が悪く、作業工数が増大するとともに、リー
ドタイムが長いという問題があったため、その方法が用
いられて作製されるアクチュエータの駆動の信頼性が低
下するという問題があった。

【００１２】この発明は、上記課題に鑑み、作業効率の
高い歪みゲージの接着固定方法及び駆動の信頼性の高い
アクチュエータを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
よれば、歪みゲージのゲージ部下面に接着剤を塗布して
前記ゲージ部を仮接着し、前記歪みゲージのゲージ部上
面を覆うようにフィルムを固着し、前記歪みゲージをそ
の上面から加圧しながら前記接着剤を加熱硬化させるこ
とにより達成される。

【００１４】上記構成によれば、フィルムを剥がさない
で残存させるので、被接着側の微小クラックの発生を防
止することができると共に、接着固定工程を簡略化する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べ
る実施形態は、この発明の好適な形態であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の
範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１６】図１乃至図３は、この発明の歪みゲージの
接着固定方法を説明するための概略図である。そして、
図３は、その方法を用いたこの発明のアクチュエータの
主要部の第１の実施形態を示す概略図であり、図６や図
９に示したＤＴヘッド装置に適用される圧電アクチュエ
ータの主要部を示す。この圧電アクチュエータ１の本体
を構成するバイモルフ２は、平面形状が台形状のジルコ
ン酸チタン酸鉛等のセラミック粉末を焼結して成る２枚
の圧電セラミックの間に、金属やカーボン等からなる中
間電極を挟むようにして、エポキシ系接着剤等で貼り合
わされたものであり、その両表面には、ニッケル、銀又
は金等によって表面電極６、７が形成されている。

【００１７】表面電極６、７上には、歪みゲージ１０が
配置され、この歪みゲージ１０のゲージ部１０ａを覆う
ように樹脂系ポリエステルフィルム１１が固着されてい
る。バイモルフ２の基端部は、ホルダの上端固定部と下
端固定部とによって挟持されている。これら上端固定部
と下端固定部は、導電性材料によって形成されており、
バイモルフ２の表面電極６、７と導通されている。この
ホルダは、下端固定部と回転ドラムとの間に絶縁体を挟
んで、回転ドラム上に支持固定されている。一方、バイ
モルフ２の自由端には、ヘッドホルダによって検出素子
としてのヘッドが支持されている。

【００１８】このような歪みゲージ１０の接着固定方法
は、先ず、図１に示すように、バイモルフ２の表面電極
６、７上に、歪みゲージ１０の接着位置をマーキング１
２で印す。次に、図２に示すように、歪みゲージ１０の
ゲージ部１０ａの下面にフェノール樹脂を塗布し、歪み
ゲージ１０をマーキング１２に位置決めしてゲージ部１
０ａを表面電極６、７上に仮接着する。そして、図３に
示すように、歪みゲージ１０のゲージ部１０ａの上面を
樹脂系ポリエステルフィルム１１で覆って接着し、専用
治具に３〜５ｋｇの圧着力でクランプした後、摂氏８０
度で２時間の加圧加熱処理を施してフェノール樹脂を硬
化させる。この加圧加熱処理が終了したら、専用治具を
３〜５ｋｇの圧着力で締め直し、摂氏１３０度で１０時
間の加圧加熱処理を施してフェノール樹脂を完全に硬化
させ、歪ゲージ１０をバイモルフ２の表面電極６、７上
に固定する。

【００１９】このように、樹脂系ポリエステルフィルム
１１は剥がさないで残存させるので、バイモルフ２の表
面電極６、７に微小クラックが発生せず、電極分断や放
電を防止することができる。また、従来の瞬間接着剤及
びエポキシ樹脂による固定が不要となるので、歪ゲージ
１０の半断線を防止して、歪ゲージ１０の接着固定の信
頼性を向上させることができる。従って、接着固定工程
が簡略化されて作業工数を低減させることができ、リー
ドタイムを短くすることができると共に、バイモルフ２
を正常に駆動させることができる。また、樹脂系ポリエ
ステルフィルム１１は、フェノール樹脂の加圧加熱硬化
時に、歪みゲージ１０の接着面からフェノール樹脂が加
圧によりはみ出してくるのを防止するマスキングとなる
ので、接着剤のマスキングテープとしての粘着テープは
不要となる。

【００２０】図４は、この発明の歪みゲージの接着固定
方法を用いたこの発明のアクチュエータの主要部の第２
の実施形態を示す概略図であり、図６や図９に示したＤ
Ｔヘッド装置に適用される圧電アクチュエータの主要部
を示す。この圧電アクチュエータ２１は、図３に示す圧
電アクチュエータ１と略同様の構成であるが、相違点
は、歪みゲージ１０のリード線部１０ｂの基端側にも樹
脂系ポリエステルフィルム２２が固着されている点であ
る。

【００２１】このような歪みゲージ１０の接着固定方法
は、前述した図１及び図２に示す工程は同様である。そ
して、図４に示すように、歪みゲージ１０のゲージ部１
０ａの上面を樹脂系ポリエステルフィルム１１で覆って
接着すると共に、そのリード線部１０ｂの基端側の上面
を樹脂系ポリエステルフィルム２２で覆って接着し、専
用治具に３〜５ｋｇの圧着力でクランプした後、摂氏８
０度で２時間の加圧加熱処理を施してフェノール樹脂を
硬化させる。この加圧加熱処理が終了したら、専用治具
を３〜５ｋｇの圧着力で締め直し、摂氏１３０度で１０
時間の加圧加熱処理を施してフェノール樹脂を完全に硬
化させ、歪ゲージ１０をバイモルフ２の表面電極６、７
上に固定する。

【００２２】この第２の実施形態でも第１の実施形態で
述べた効果と同様の効果が奏されるのみならず、歪みゲ
ージ１０のゲージ部１０ａを覆うように樹脂系ポリエス
テルフィルム１１を固着すると共に、そのリード線部１
０ｂにもリード線部１０ｂを覆うように樹脂系ポリエス
テルフィルム２２を固着しているので、歪みゲージ１０
の接着及び固定の信頼性をより高めることができる。

【００２３】図５は、この発明の歪みゲージの接着固定
方法を用いたこの発明のアクチュエータの主要部の第３
の実施形態を示す概略図であり、図６や図９に示したＤ
Ｔヘッド装置に適用される圧電アクチュエータの主要部
を示す。この圧電アクチュエータ３１は、図４に示す圧
電アクチュエータ１と略同様の構成であるが、相違点
は、歪みゲージ１０のゲージ部１０ａに樹脂系ポリエス
テルフィルム１１が固着されていない点である。

【００２４】このような歪みゲージ１０の接着固定方法
は、前述した図１及び図２に示す工程は同様である。そ
して、図５（ａ）に示すように、歪みゲージ１０のゲー
ジ部１０ａの上面を粘着テープ３２で覆って接着すると
共に、そのリード線部１０ｂの基端側の上面を樹脂系ポ
リエステルフィルム２２で覆って接着し、専用治具に３
〜５ｋｇの圧着力でクランプした後、摂氏８０度で２時
間の加圧加熱処理を施してフェノール樹脂を硬化させ
る。この加圧加熱処理が終了したら、専用治具を３〜５
ｋｇの圧着力で締め直し、摂氏１３０度で１０時間の加
圧加熱処理を施してフェノール樹脂を完全に硬化させ、
歪ゲージ１０をバイモルフ２の表面電極６、７上に固定
する。最後に、歪みゲージ１０のゲージ部１０ａから粘
着テープ３２を剥がす。

【００２５】この第３実施形態においては、歪みゲージ
１０のリード線部１０ｂの樹脂系ポリエステルフィルム
２２は剥がさないで残存させるが、そのゲージ部１０ａ
の粘着テープ３２は接着固定工程の最後に剥がすことに
なる。しかし、このように粘着テープ３２を使用する場
合にも、歪みゲージ１０のリード線部１０ｂを樹脂系ポ
リエステルフィルム２２で固着した状態で粘着テープ３
２を剥がすようにしているので、バイモルフ２の表面電
極に微小クラックは発生せず、電極分断や放電を防止す
ることができ、第１の実施形態で述べた効果と同様の効
果が奏される。

【００２６】上述した各実施形態では、樹脂系ポリエス
テルフィルム１１、２２は、例えばその粘着力が３５０
ｇｆ／幅ｍｍ〜６００ｇｆ／幅ｍｍ（温度処理すると粘
着力が２倍になる）、引張強さが１．６ｋｇｆ／幅ｍｍ
〜６．０ｋｇｆ／幅ｍｍ、伸びが８０％、破壊電圧が
４．０ｋＶ〜８．０ｋＶ、電食係数が１．００を示すも
のが用いられる。そして、この樹脂系ポリエステルフィ
ルム１１、２２は透明であるので、歪みゲージ１０の接
着位置の修正を容易に行うことができる。尚、バイモル
フ２の表面電極６、７上に樹脂系ポリエステルフィルム
１１、２２を残留させるので、バイモルフ２を正常に駆
動させるには、樹脂系ポリエステルフィルム１１、２２
はできるだけ薄くすることが望ましく、例えば０．０１
２ｍｍ〜０．０７５ｍｍの厚さのものが用いられる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
作業性が良く、作業工数が低減するとともに、リードタ
イムが短い歪ゲージの接着固定工程とすることができ、
その工程で作製されるアクチュエータの駆動の信頼性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の歪みゲージの接着固定方法を説明す
るための第１の概略図。

【図２】この発明の歪みゲージの接着固定方法を説明す
るための第２の概略図。

【図３】この発明のアクチュエータの第１の実施形態を
示す概略図。

【図４】この発明のアクチュエータの第２の実施形態を
示す概略図。

【図５】この発明のアクチュエータの第３の実施形態を
示す概略図。

【図６】一般的なアクチュエータの第１の例が適用され
たＤＴヘッド装置の一例を示す斜視図。

【図７】図６に示すＤＴヘッド装置の側面図。

【図８】一般的なアクチュエータの第２の例を適用した
ＤＴヘッド装置が装着された回転ドラムの一例を示す平
面図。

【図９】図８に示すＤＴヘッド装置の斜視図。

【図１０】図９に示すＤＴヘッド装置の側面図。

【図１１】従来の歪みゲージの接着固定方法を説明する
ための第１の概略図。

【図１２】従来の歪みゲージの接着固定方法を説明する
ための第２の概略図。

【図１３】従来の歪みゲージの接着固定方法を説明する
ための第３の概略図。

【図１４】従来の歪みゲージの接着固定方法を説明する
ための第４の概略図。

【図１５】従来の歪みゲージの接着固定方法を説明する
ための第５の概略図。

【図１６】従来の歪みゲージの接着固定方法を説明する
ための第６の概略図。

【符号の説明】

１、２１、３１・・・圧電アクチュエータ、２・・・バ
イモルフ、６、７・・・表面電極、１０・・・歪みゲー
ジ、１０ａ・・・歪みゲージのゲージ部、１０ｂ・・・
歪みゲージのリード線部、１１、２２・・・樹脂系ポリ
エステルフィルム、３２・・・粘着テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 茂信 宮城県登米郡中田町宝江新井田字加賀野鏡 30番地ソニー・プレシジョン・マグネ株式 会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歪みゲージのゲージ部下面に接着剤を塗
   布して前記ゲージ部を仮接着し、 前記歪みゲージのゲージ部上面を覆うようにフィルムを
   固着し、 前記歪みゲージをその上面から加圧しながら前記接着剤
   を加熱硬化させることを特徴とする歪みゲージの接着固
   定方法。
2. 【請求項２】 歪みゲージのゲージ部下面に接着剤を塗
   布して前記ゲージ部を仮接着し、 前記歪みゲージのゲージ部上面及びリード線部上面を覆
   うようにフィルムを固着し、 前記歪みゲージをその上面から加圧しながら前記接着剤
   を加熱硬化させることを特徴とする歪みゲージの接着固
   定方法。
3. 【請求項３】 歪みゲージのゲージ部下面に接着剤を塗
   布して前記ゲージ部を仮接着し、 前記歪みゲージのゲージ部上面を覆うように粘着テープ
   を貼り付けると共に、前記歪みゲージのリード線部上面
   を覆うようにフィルムを固着し、 前記歪みゲージをその上面から加圧しながら前記接着剤
   を加熱硬化させ、 前記粘着テープを剥がすことを特徴とする歪みゲージの
   接着固定方法。
4. 【請求項４】 湾曲動作する湾曲手段を有するアクチュ
   エータにおいて、 前記湾曲手段の表面に歪みゲージを配し、前記歪みゲー
   ジのゲージ部を覆うようにフィルムを固着したことを特
   徴とするアクチュエータ。
5. 【請求項５】 湾曲動作する湾曲手段を有するアクチュ
   エータにおいて、 前記湾曲手段の表面に歪みゲージを配し、前記歪みゲー
   ジのゲージ部及びリード線部を覆うようにフィルムを固
   着したことを特徴とするアクチュエータ。
6. 【請求項６】 湾曲動作する湾曲手段を有するアクチュ
   エータにおいて、 前記湾曲手段の表面に歪みゲージを配し、前記歪みゲー
   ジのリード線部を覆うようにフィルムを固着したことを
   特徴とするアクチュエータ。