JP4673418B2 - 振動式搬送装置 - Google Patents
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Description
また、この場合には、上述のように最上層の圧電セラミック層12aにおいて駆動電圧が印加されない領域をさらに低減でき、或いは、無くすことができるので、圧電性能の低下を防止できる。
一方、上記の圧電駆動素子12と同じ圧電セラミック層12aの積層構造を有するが絶縁セラミック層12dを設けない圧電駆動素子を、上記と同様の金属ばね板11に接着してバイモルフ構造の圧電駆動体を形成した。このとき、上記圧電駆動素子と金属ばね板11との間にガラスエポキシ製で表面に銅箔による配線パターンを備えた厚み0.2mmの絶縁基板を介在させ、当該絶縁基板と圧電駆動素子、当該絶縁基板と金属ばね板11との間をエポキシ系の接着剤で接着したものを比較例1として製作した。なお、上記配線パターンは裏面側の電極と導電接続され、上記駆動配線に接続される。この比較例1を図5に示す部品搬送装置に組み込み、周波数246.1Hz、正負の駆動電圧50Vを交互に印加して駆動した。水平振幅は0.94mmであった。この条件で駆動を開始して5分後に水平振幅が0.52mmに低下した直後に圧電駆動素子が破断した。この圧電駆動体を調べたところ、上記絶縁基板と金属ばね板との間に幅方向に延在した剥離部分が観察され、当該剥離部分に対応する位置で圧電駆動素子が割れていた。これは、絶縁基板と金属ばね板との接着性が不十分であるとともに、絶縁基板の剛性が低いために剥離が生じ、当該剥離部分に応力が集中した結果、圧電駆動素子が破損したものと考えられる。
また、上記の圧電駆動素子12と同じ圧電セラミック層12aの積層構造を有するが絶縁セラミック層12dを設けない圧電駆動素子(裏面上に第2の電極12cが露出した構造を有するもの)を、上記と同様の金属ばね板11に接着してバイモルフ構造の圧電駆動体を形成した。このとき、上記圧電駆動素子と金属ばね板11との間にアルミナ(Al2O3)製の厚み0.625mmと0.5mmの絶縁セラミック基板をそれぞれ介在させ、当該絶縁セラミック基板と圧電駆動素子、当該絶縁セラミック基板と金属ばね板11との間をエポキシ系の接着剤で接着したものを2種の比較例2として製作した。これらの比較例2を図5に示す部品搬送装置に組み込み、周波数240〜250Hz、正負の駆動電圧50Vを交互に印加して駆動した。水平振幅はいずれも0.60mm以下であった。これは、上記の実施例及び比較例1に比べて駆動力が大幅に低下していることを示している。また、この条件で駆動を開始してしばらくして圧電駆動素子が破断した。この圧電駆動体を調べたところ、上記絶縁セラミック基板と圧電駆動素子との間に幅方向に延在した剥離部分が観察され、当該剥離部分に対応する位置で圧電駆動素子が割れていた。破断時点は上記比較例1より時間が経過した後であった。これは、絶縁セラミック基板と金属ばね板11との間の接着力は強固であるが、絶縁セラミック基板が変形しにくいため、駆動力のロスが生ずるとともに圧電駆動素子と絶縁セラミック基板との間の接着層に応力が加わって剥離が生じ、当該剥離部分に応力が集中した結果、圧電駆動素子が破損したものと考えられる。
Claims (6)
- 基台と、該基台の上方に配置された搬送体と、前記基台と前記搬送体との間に接続された圧電駆動体とを具備し、
前記圧電駆動体は、長さ方向の両端が前記基台の側と前記搬送体の側にそれぞれ連結された金属ばね板と、該金属ばね板に重なるように配置される圧電駆動素子であり、複数層の圧電セラミック層、該圧電セラミック層の表裏のいずれか一方の面上に配置される第1の電極、及び、前記圧電セラミック層の表裏の他方の面上に配置される第2の電極、並びに、素子裏面上に露出し前記第1の電極若しくは前記第2の電極を被覆する、前記圧電セラミック層と同材質の絶縁セラミック層、を一体に焼結させることにより形成され、被覆すべき前記第1の電極若しくは前記第2の電極が形成されない平面範囲において前記絶縁セラミック層が前記圧電セラミック層と直接密着して一体化され、さらに前記第1の電極と前記第2の電極の間に電圧を印加することで前記長さ方向に沿った撓みを生ずるように構成された圧電駆動素子と、前記絶縁セラミック層と前記金属ばね板を接着する接着層と、を有し、
前記圧電駆動素子を前記長さ方向に沿って撓み振動させることで前記金属ばね板を介して前記搬送体が搬送方向に往復振動することを特徴とする振動式搬送装置。 - 前記絶縁セラミック層は前記圧電セラミック層より薄いことを特徴とする請求項1に記載の振動式搬送装置。
- 前記圧電駆動素子の素子表面には、前記第1の電極と、該第1の電極と離間し、前記第2の電極に導電接続された張出電極部とが設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の振動式搬送装置。
- 前記張出電極部は前記第1の電極と同層に形成され、前記第1の電極より小さな面積を有することを特徴とする請求項3に記載の振動式搬送装置。
- 前記圧電駆動素子の素子表面に設けられた前記第1の電極と前記張出電極部は前記長さ方向に配列されることを特徴とする請求項3又は4に記載の振動式搬送装置。
- 前記絶縁セラミック層は、前記第1の電極と前記第2の電極の間に電圧を印加したときに前記圧電セラミック層と同じ向きに変形するように構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の振動式搬送装置。
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