JPH09168287A

JPH09168287A - 超音波モータ

Info

Publication number: JPH09168287A
Application number: JP7326027A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Yoshino; 朋之吉野; Hironobu Ito; 浩信伊藤; Makoto Suzuki; 鈴木　　誠; Masao Kasuga; 政雄春日
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24
Also published as: US5914555A

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波モータにおいて圧電素子への電圧印加
をリード基板を用いる事で信頼性を向上させると同時
に、製造工程の簡易化を課題とする。【解決手段】リード基板の複数の導電パターンと圧電
素子表面に形成した複数の電極をはんだ等で接合し、導
電パターンを折り曲げ間隙を設けることで圧電素子とリ
ード基板の接触を避け、当該リード基板に電圧を印加す
る構成とする事で駆動するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子の伸縮運
動を利用した振動波により、移動体を摩擦駆動する超音
波モータにおける圧電素子への電気的接続構造に関す
る。

【従来の技術】従来の超音波モータにおける圧電素子の
電気的接続構造は図７に示すように、圧電素子（１）の
表面に形成した複数の電極（２）へ複数のリード線
（７）を接続していた。その接続方法の代表的なものに
ハンダ付けによるものがある。すなわち、圧電素子
（１）の表面に形成した電極（２）にリード線（７）が
ハンダ（８）により接合されている。

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の超音波
モータの構造では、圧電素子（１）の表面に形成した複
数の電極（２）へ複数のリード線（７）を一本毎に接続
するため、リードを接続する作業時間が長くかかり、製
品のコストアップになっていた。あわせて、超音波モー
タを小型化する場合には、複数のリード線（７）を接続
する方式では特性の低下や、コストアップがより顕著に
なった。また、リード線（７）と電極（２）の接続強度
が弱く信頼性の面でも問題があった。更には、リード線
（７）を一本毎にハンダ付け等で接合するため、接合時
に素子に熱のかかる時間が非常に長くなり、圧電素子
（１）の分極状態に悪影響を与える事もあった。そこ
で、本発明では圧電素子への導通を確実に行い、小型で
信頼性の高い超音波モータを得る事を目的としている。

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、リード基板が外力によって変形しても
導電パターンが圧電素子に接触して電気的信号がリーク
しないようにした。又、リード基板の導電パターンを圧
電素子に一括して接続する事にした。

【発明の実施の形態】本発明は、圧電素子の表面に形成
した電極と、リード基板に一体に設けられた導電パター
ンを接触させ、電気的接続を行うことができる。圧電素
子表面の電極と接合する導電パターンは、折り曲げて実
装し、圧電素子とリード基板の間に間隙を設ける構造に
した。また、接続部を接着剤などで固定することにより
所定の接続強度を得る事ができ、信頼性を向上させる事
ができる。さらに、電極と導電パターン部の接続部分の
上から接着剤を塗布し、硬化させ、強度を確実にした。
そして、導電パターンへも絶縁層を形成し、リード基板
が外力によって変形しても導電パターンが圧電素子表面
の電極に触れる事がないようにした。

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の超音波モータの実施例の模式
的なブロック図であり、図２はその実形状に即した断面
図である。固定台（１０１）にはリード基板（５）が配
置されている。振動体（１０４）には複数の電極（２）
をパターン形成された圧電素子（１）が接合されてお
り、その振動体（１０４）は中心軸（１０２）に案内さ
れ、リード基板（５）が配置された固定台（１０１）と
一体となるように中心部近傍で固定支持されている。な
お、リード基板（５）には圧電素子（１）に形成された
複数の電極（２）と導通させるための導電パターン
（３）が予め形成されている。移動体（１０４）は中心
軸（１０２）により回転案内されており、中心軸（１０
２）に一端を固定された加圧部材（１０５）により振動
体（１０４）に所定の圧力で接触して回転可能となって
いる。なお、加圧部材（１０５）には、コイルバネ、板
バネ等の弾性体を用いる事ができ、これらを併用しても
構わない。圧電素子（１）の表面に形成された電極
（２）には、接合層（４）にハンダを用いる場合、金−
ニッケル−クロムの三層膜が用いられる。しかし、他の
接着層を用いる場合にはこれらの膜に限らず、アルミニ
ウム、金、銀、銅、等の様々な電極材を選択使用出来
る。図３は本発明によるリード基板の平面図を示してあ
り、リード基板（５）はポリイミド等とその上に形成さ
れた導電パターン（３）からなる。導電パターンはベー
スになるポリイミドよりも図３に示した様に内側に突き
出た形状をしている。本実施例では１２本の突き出た導
電パターンを形成している。突き出た部分の１２本の導
電パターン（３）が図４に示した圧電素子（１）の表面
に形成した１２個の電極（２）と対になり接合される。
図５は本発明によるリード基板の平面図を示してあり、
リード基板（５）はポリイミド等とその上に形成された
導電パターン（３）からなる。導電パターンはベースに
なるポリイミドよりも図３に示した様に外側に突き出た
形状をしている。図６は図３に示したリード基板と図４
に示した圧電素子を接合したときの断面図を表してい
る。リード基板（５）の表面に形成された導電パターン
（３）は折り曲げられた状態で圧電素子の電極（２）と
接合している。導電パターン（３）を折り曲げることで
圧電素子とリード基板の間に間隙を形成でき、圧電素子
の振動を抑制することなくリード基板を実装できた。導
電パターン（３）には絶縁層（６）がコートされてお
り、リード基板に外力が加わり導電パターン（３）が電
極（２）に触れても導通しないようにするためである。
また、絶縁層を形成することで、リード基板を表裏反転
させて実装した場合で、図２に示した構造を取る時も、
固定台の材料に金属を用いる事も出来るようになる。接
合層（４）には、ハンダ層、導電接着剤、導電フィルム
等の使用が可能である。どの接着層にしても、接合の際
には一般的には熱圧着法が用いられる。例えば、ハンダ
層の場合には１０ｋｇｆ以下の圧力をかけながら２００
℃から３００℃程度の熱を加えることで導電パターン
（３）を電極（２）と接合出来る。また、ハンダ層を用
いて接合する場合、リード基板の製造工程でメッキ処理
をする事が出来るため、実装工程で導電及び接合の為の
接着剤を塗布する必要が無くなり、工程の簡略化が図れ
る。さらに、接続部には接着剤９を塗布して硬化させる
ことでより強固な接続が得られる。接着剤を使用した場
合、使用しない時よりも１０倍以上の接続強度がえられ
た。ここで使用する接着剤には紫外線硬化型の接着剤が
適している。圧電素子に高い温度をかけないで数秒で硬
化出来るからである。また、エポキシ系の接着剤でも低
温で硬化するものは使用できる。接着剤硬化温度は高す
ぎると圧電素子の分極状態が消失してしまうため、硬化
温度は低い方が望ましい。

【発明の効果】本発明による超音波モータによれば、導
電基板上に形成した導電パターンと圧電素子表面に形成
した電極を接合する事で電気的導通を取る事が出来、複
数のリード線の接合が不要となったため、超音波モータ
の小型化を可能とするとともに電気的接続に係わる作業
時間を大幅に削減がする事が出来た。また、導電基板と
圧電素子の接合は強固であり、リード線の剥離等の問題
が解決でき信頼性が向上した。そして、リード線接合時
にかかる熱の影響も無くなり、圧電素子の振動特性も安
定した。更には、圧電素子表面に形成する電極材の種類
を限定される事が無くなり、選択の幅が広がった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波モータの実施例の模式的なブロ
ック図である。

【図２】本発明による超音波モータの実施例に即した断
面図である。

【図３】本発明によるリード基板の平面図である。

【図４】本発明による圧電素子表面の電極形状である。

【図５】本発明によるリード基板の平面図である。

【図６】本発明によるリード基板と圧電素子表面の電極
を接合した時の断面図である。

【図７】従来の超音波モータのリード線接合状態の平面
図である。

【図８】従来の超音波モータの断面図である。

【符号の説明】

１圧電素子２電極３導電パターン４接合層５リード基板６絶縁層７リード線８はんだ９接着剤１０１固定台１０２中心軸１０３駆動回路１０４移動体１０５加圧部材１０６振動体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者春日政雄千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコー電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子の伸縮運動を利用した振動波に
より、移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、前記圧電素子（１）の表面に形成された電極（２）に駆
動電圧を印加するための導電パターン（３）を形成した
リード基板（５）を接続し、当該導電パターン（３）
は、回路基板を構成するベース材料より内側に突き出た
形状を有し、当該導電パターン（３）は、任意の角度で
折曲げられ、前記圧電素子（１）と前記リード基板
（５）の間に間隙を有することを特徴とする超音波モー
タ。
【請求項２】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）をハンダ層を介して接続した構造を特徴とする請
求項１記載の超音波モータ。
【請求項３】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）を導電性接着剤を介して接続した構造を特徴とす
る請求項１記載の超音波モータ。
【請求項４】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）を導電性フィルムを介して接続した構造を特徴と
する請求項１記載の超音波モータ。
【請求項５】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）を請求項２から４に記載したいずれかの方法で接
続した構造において、当該導電パターン（３）上から接
着剤（９）を接続強度を補強するために塗布し、硬化さ
せた構造の超音波モータ。
【請求項６】前記接着剤（９）に紫外線硬化型接着剤
を用いた請求項５記載の超音波モータ。
【請求項７】前記接着剤に（９）に約６０℃から１０
０℃で硬化するエポキシ系の接着剤を用いた請求項５記
載の超音波モータ。
【請求項８】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）上に絶縁層（６）を形成したことを特徴とする請
求項１記載の超音波モータ。
【請求項９】圧電素子の伸縮運動を利用した振動波に
より、移動体を摩擦駆動する超音波モータにおいて、前記圧電素子（１）の表面に形成された電極（２）に駆
動電圧を印加するための導電パターン（３）を形成した
リード基板（５）を接続し、当該導電パターン（３）
は、回路基板を構成するベース材料より外側に突き出た
形状を有し、当該導電パターン（３）は、任意の角度で
折曲げられ、前記圧電素子（１）と前記リード基板
（５）の間に間隙を有することを特徴とする超音波モー
タ。
【請求項１０】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）をハンダ層を介して接続した構造を特徴とする請
求項９記載の超音波モータ。
【請求項１１】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）を導電性接着剤を介して接続した構造を特徴とす
る請求項９記載の超音波モータ。
【請求項１２】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）を導電性フィルムを介して接続した構造を特徴と
する請求項９記載の超音波モータ。
【請求項１３】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）と、前記圧電素子（１）の表面に形成した電極
（２）を請求項１０から１２に記載したいずれかの方法
で接続した構造において、当該導電パターン（３）上か
ら接着剤（９）を接続強度を補強するために塗布し、硬
化させた構造の超音波モータ。
【請求項１４】前記接着剤（９）に紫外線硬化型接着
剤を用いた請求項１３記載の超音波モータ。
【請求項１５】前記接着剤に（９）に約６０℃から１
００℃で硬化するエポキシ系の接着剤を用いた請求項１
３記載の超音波モータ。
【請求項１６】前記リード基板（５）の導電パターン
（３）上に絶縁層（６）を形成したことを特徴とする請
求項９記載の超音波モータ。