JP2004208351A

JP2004208351A - Vibration wave motor

Info

Publication number: JP2004208351A
Application number: JP2002371684A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Ashizawa; 隆利芦沢; Shinichi Otsuka; 信一大塚
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP4345297B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration wave motor capable of improving the performance while realizing size reduction by simplifying the supporting structure. <P>SOLUTION: A surface treated layer 19a, to which a hard surface treatment such as nickel plating is applied, is formed in an output transmission member 19. The surface roughness of a contact surface with a bearing 104 and the contact surface with a radial regulating part 105 is processed smooth to at least Ra=1.6 μm. A dried coating film (a dry coating film) 19b including fluorine is coated on the contact surface (an inner circumstance surface) of the radial control unit 105. On the other hand, a formed solid lubrication coating film 105a including the fluorine is baked on the radial control unit 105. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動子や移動子の、位置規制部材との接触部の構造を改良した振動波モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の振動波モータは、圧電体の伸縮を利用して、弾性体の駆動面に進行性振動波を発生させ、この進行波によって、駆動面には楕円運動が生じ、この楕円運動の波頭に加圧接触した移動子が駆動される（例えば、特許文献１）。このような振動波モータは、低回転でも高トルクを有するという特徴があるので、駆動装置に搭載した場合に、その駆動装置のギアを省略することができるため、ギア騒音をなくしたり、位置決め精度が向上できるという利点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特公平１−１７３５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５、図６は、一般的な振動波モ−タのもつ課題を説明する図である。
振動波モ−タ３０は、モ−タとして成立させるためには、振動子３１と移動子３７以外にも、振動子３１を固定したり、移動子３７を回転可能に支持する支持部材３０１や、移動子３１から出力を取り出すため出力伝達部材３９等が必要となる。
【０００５】
例えば、移動子３７は、出力伝達部材３９に嵌合され、出力伝達部材３９は、支持部材３０１に対して、ベアリングなどよって回転可能（矢印Ａ）となり、かつ、加圧方向に規制を受けるようになっているとともに、出力伝達部材３９の内側で、径方向に規制を受けるようになっている。
また、振動子３１は、支持部材３０１に設けられた回転止め（不図示）によって円周方向に規制され、振動子３１の内周面３１ａで径方向に規制されるようになっている。
【０００６】
しかし、このような振動波モ−タ３０は、出力伝達部材３９の内側が支持部材３０１の外側（Ｂ点）に接触したときに、摩擦力Ｃが発生し、それが負荷損になる可能性があった。
また、振動子３１を径方向に自由度を持たせた構造の場合に、出力伝達部材３９の内側が支持部材３０１の外側に接触したことが原因となって、振動特性が大きく損なわれて、回転ムラや、負荷トルクや駆動効率の減少になることがあった。
【０００７】
さらに、出力伝達部材３９の内側が支持部材３０１の外側に接触したときに、摩擦力Ｃが発生することは、前述した通りであるが、この摩擦力により、移動子３１及び出力伝達部材３９には、図５に示したように、径方向にずれようとする力Ｄが働く。
このような力Ｄが移動子３７に働くと、図６に示したように、振動子３１にはその反力で、移動子３７のずれとは反対方向の径方向（矢印Ｅ）にずれようとする。すると、振動子３１は、径方向にはガタ分の自由度があるため、振動子３１の内周面３１ａと支持部材３０１の外周面３０１ａとが接触し、振動子３１の内周面３１ａには側圧がかかるようになる。
【０００８】
振動子３１は、進行性振動波が発生していて、その振動波は、加圧方向に振幅を有するため、駆動面に力がかかっても大きく性能劣化することはないが、この場合のように、振動波に振幅を持たない方向（径方向Ｅ）に力がかかると、振動特性が大きく損なわれ、回転ムラや、負荷トルクや駆動効率が減少するという問題が発生する。
【０００９】
本発明の課題は、支持構造が簡素化され、小型化を保ったまま、性能を向上させることを可能にした振動波モ−タを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、駆動信号により励振される圧電体と、前記圧電体に接合され、その圧電体が接合される面とは異なる駆動面に振動波を生じる弾性体と、前記弾性体の駆動面に加圧接触され、前記振動波によって前記弾性体に対して相対運動が生じる相対運動部材と、前記相対運動部材を前記加圧接触の方向と交差する方向に位置規制する第１の位置規制部材と、を有する振動波モータにおいて、前記相対運動部材と前記第１の位置規制部材との少なくとも１方は、前記位置規制のために接触する部分に、フッ素を含有する乾性皮膜を有すること、を特徴とする振動波モータである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の振動波モータにおいて、前記相対運動部材と前記第１の位置規制部材とのうちで、前記フッ素を含有する乾性皮膜を有さない部材は、フッ素を含有する固体潤滑皮膜が焼き付け処理されていること、を特徴とする振動波モータである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動波モータにおいて、前記弾性体と前記相対運動部材は、共に円環形状であり、前記弾性体を少なくとも径方向にガタを持って位置規制する第２の位置規制部材を有し、前記第２の位置規制部材は、前記位置規制のために接触する部分に、フッ素を含有する乾性皮膜、又は、フッ素を含有する固体潤滑皮膜が焼き付け処理されていること、を特徴とする振動波モータである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動波モータにおいて、前記フッ素を含有する乾性皮膜は、円滑処理が施されていること、を特徴とする振動波モータである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる振動波モ−タの実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施形態は、振動波モ−タとして、超音波の振動域を利用した超音波モ−タを例にとって説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による超音波モ−タの第１実施形態を説明する図、図２は、第１実施形態に係る超音波モ−タの位置規制部材を示す図である。
第１実施形態の超音波モータ１０は、振動子１１と移動子１７とを備え、振動子１１側を固定とし、移動子（相対運動部材）１７側を回転駆動する形態となっている。そして、振動子１１の下側には、振動吸収部材１４、加圧板１５、加圧部材１６が配置され、移動子１７の上側には、振動吸収部材１８、出力伝達部材１９が配置されている。
【００１５】
振動子１１は、弾性体１２と、弾性体１２に接合され、後述する電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気機械変換素子（以下、圧電体と称する）１３とから構成されている。この振動体１１には、進行波が発生するが、本実施形態では、一例として、９波の進行波として説明する。
【００１６】
弾性体１２は、共振先鋭度が大きな金属材料からなり、その形状は、円環形状となっている。この弾性体１２は、圧電体１３が接合される反対面には、溝１２ａが切ってあり、突起部（溝１２ａがない箇所）１２ｂの先端面が、駆動面１２ｃとなり、移動子１７に加圧接触される。
溝１２ａを切る理由は、進行波の中立面をできる限り圧電体１３側に近づけ、これにより、駆動面１２ｃの進行波の振幅を増幅させるためである。
【００１７】
圧電体１３は、円周方向に沿って２つの相（Ａ相、Ｂ相）に分かれており、各相においては、１／２波長毎に分極が交互となった要素が並べられていて、Ａ相とＢ相との間には、１／４波長分間隔が空くようにしてある。
【００１８】
圧電体１３の下には、振動吸収部材１４、加圧板１５、加圧部材１６が配置されている。振動吸収部材１４は、圧電体１３の下に配置されており、振動子１１の振動を加圧板１５や加圧部材１６に伝えないようするための部材であり、例えば、不織布、フェルトなどが使用されている。加圧板１５は、加圧部材１６の加圧を受けるための加圧力を伝達する部材である。この加圧部材１６は、加圧板１５の下に配置されていて、加圧力を発生させる部材である。本実施形態では、加圧部材１６を皿バネとしたが、皿バネでなくとも、コイルバネやウェーブバネでもよい。
【００１９】
移動子１７は、アルミニウム等の軽金属からなり、摺動面の表面には、耐摩耗性向上のための表面処理がなされている。この移動子１７の上には、移動子１７の加圧方向の振動を吸収するために、ゴムなどの振動吸収部材１８が配置され、その上には、出力伝達部材１９が配置されている。
【００２０】
この超音波モータ１０は、振動モ−タユニット１００に組み込まれている。この振動モ−タユニット１００は、円筒状の支持部材１０１と、支持部材１０１の外側下端部にネジにより取り付けられた押さえ環１０２と、支持部材１０１の外周（円周等分３箇所、図１では１カ所のみ図示）に設けられ、弾性体１２の溝部に係合して、振動子１１の回転方向および径方向を規制する位置規制部材（第２の規制部材）１０３と、支持部材１０１の外周上端部に設けられたベアリング１０４と、支持部材１０１に形成され、出力伝達部材１９の径方向の規制をする径方向規制部（第１の規制部材）１０５とを備えている。
【００２１】
この振動モ−タユニット１００は、上述した構造によって、押さえ環１０２がネジにより取り付けられ、これを取り付けることで、出力伝達部材１９から移動子１７、振動子１１〜加圧部材１６まで、つまり、出力伝達部材１９を含む超音波モータ１０を組み込んだ一つのユニットとして構成できるようになる。
そして、出力伝達部材１９は、不図示の突起部が設けられており、その突起部から超音波モータ１０の回転が、振動モ−タユニット１００の外へ出力されるようになっている。
【００２２】
第１実施形態では、出力伝達部材１９は、ニッケルメッキを例とした硬い表面処理が施された表面処理層１９ａが形成されており、ベアリング１０４との接触面及び径方向規制部１０５との接触面（内周面）の表面粗さは、Ｒａ＝１．６μｍ以下の滑らかさになるように処理されており、径方向規制部１０５の接触面（内周面）には、フッ素が含有された乾燥皮膜（乾性皮膜）１９ｂが塗布されている。一方、径方向規制部１０５には、フッ素が含有された固体潤滑皮膜１０５ａを焼き付けある。
支持部材１０１には、ベアリング１０４と径方向規制部１０５とが設けられ、それらは、移動子１７を回転方向には可動であるが、加圧方向と径方向との動きを規制している。
【００２３】
また、位置規制部材１０３は、図２に示したように、振動子１２の回転方向を規制する突起状の回転方向規制部１０３ａと、径方向を規制する突起状の径方向規制部１０３ｂが設けられ（３箇所）、回転方向規制部１０３ａは、弾性体１２の溝部１２ａに係合されていて、径方向規制部１０３ｂは、弾性体１２の内周面に、ガタを持った状態で接触されている。
径方向規制部１０３ｂは、弾性体１２と接触する面には、フッ素含有の固体潤滑皮膜１０３ｃが焼き付けられている。
【００２４】
次に、第１実施形態の振動モ−タユニット１００の組立手順を説明する。
（１）支持部材１０１の径方向規制部１０５に、フッ素含有の固体潤滑皮膜１０５ａを吹き付け（膜厚約２０μｍ）、焼き付け温度２３０℃（３０分）の雰囲気内で焼き付ける。
（２）径方向規制部１０５にフッ素が含有の固体潤滑皮膜１０５ａを焼き付け済みの支持部材１０１に、ベアリング１０４を取り付ける。
（３）ニッケルメッキ層１９ａを施した出力伝達部材１９の内周面に、フッ素が含有された速乾性の乾燥皮膜１９ｂを刷毛で塗布して、乾燥させる（６０℃の雰囲気で１時間放置）。
（４）出力伝達部材１９に、振動吸収部材１８と移動子１７を組み込み、支持部材１０１に組み入れる。
（５）弾性体１２と圧電体１３とを接着した振動子１１を、支持部材１０１に組み入れる。
（６）フェルト１４、加圧板１５、加圧部材（バネ）１６の順番で組み入れ、押さえ環１０２をネジ込む。
【００２５】
このように、第１実施形態によれば、出力伝達部材１９の内周面に、フッ素が含有された乾燥皮膜１９ｂを刷毛で塗布して、乾燥させ、支持部材１０１の径方向規制部１０５にフッ素含有の固体潤滑皮膜１０５ａを焼き付けすることにより、出力伝達部材１９の内側が支持部材１０１の外側に接触したときの摩擦力がほとんどなくなり、従来発生していた移動子１７がずれようとする力の反力で振動子１１がズレ、振動子１１の内周面に側圧を受け、振動特性を損なうことがなくなった。これにより、回転ムラ、負荷トルク、効率の劣化がなくなった。
【００２６】
（第２実施形態）
図３は、本発明による超音波モ−タの第２実施形態を説明する図、図４は、第２実施形態に係る超音波モ−タの位置規制部材を示す図である。
なお、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
第２実施形態では、移動子支持部材１９Ａに、移動子１７と振動吸収部材１８を組み込み、移動子支持部材１９Ａと支持部材１０１との間に、図４に示すような、遊星リング２０を設け、遊星リング２０から出力を取り出すような構成とした。
【００２７】
遊星リング２０は、リング本体２１とコロ部２２とからなり、コロ部２２により、遊星リング２０と移動子支持部材１９Ａの加圧方向が規制され、支持部材１０１に設けられた径方向規制部１０５と、リング本体２１の内側とが接触することで、径方向を規制している。
移動子支持部材１９Ａは、遊星リング２０のコロ部２２との接触面には、土手部１９ａが設けられ、コロ部２２の内周面に当たることによって、移動子支持部材１９Ａの径方向が規制される。
また、リング本体２１には、突起部２３があり、そこから回転が振動モ−タユニット１００Ａの外へ出力されるようになっている。
【００２８】
リング本体２１は、樹脂から構成されていて、径方向規制部１０５との接触面２１ａの表面粗さは、Ｒａ＝１．６μｍ以下の滑らかさになるように処理されている。また、接触面（内周面）２１ａには、フッ素が含有された速乾性の乾燥皮膜２４が塗布されていて、塗布後に柔らかい布等で擦って磨かれている（円滑処理）。
【００２９】
支持部材１０１は、径方向規制部１０５と、コロ接触部（加圧方向規制部）１０６とが設けられ、遊星リング２０を回転方向には可動であるが、加圧方向と径方向との動きを規制している。
【００３０】
また、位置規制部材１０３は、図２と同様に、突起状の回転方向規制部１０３ａと、径方向規制部１０３ｂが設けられ（３箇所）、径方向規制部１０３ｂは、弾性体１２の内周面に、ガタを持った状態で接触されている。径方向規制部１０３ｂは、弾性体１２と接触する面には、フッ素含有の固体潤滑皮膜層１０３ｃが焼き付けられている。
【００３１】
次に、第２実施形態の振動モ−タユニット１００Ａの組立手順を説明する。
（１）リング本体２１にコロ２２を取り付ける。
（２）リング本体２１の内周面２１ａにフッ素が含有された速乾性の乾燥皮膜２４を刷毛で塗布する。乾燥後に、３０秒以上放置して、柔らかい布等で擦って磨く（円滑処理）。
（３）遊星リング２０を支持部材１０１に組み込む。
（４）移動子支持部材１９Ｂに振動吸収部材１８と移動子１７を組み込み、支持部材１０１に組み入れる。
（５）弾性体１２と圧電体１３とを接着した振動子１１を、支持部材１０１に組み入れる。
（６）フェルト１４、加圧板１５、加圧部材（バネ）１６の順番で組み入れ、押さえ環１０２をネジ込む。
【００３２】
以上説明したように、第２実施形態によれば、リング本体２１の内周面２１ａに、フッ素が含有された速乾性の乾燥皮膜２４を刷毛で塗布して、乾燥後に磨くことにより、リング本体２１の内周面２１ａが支持部材１０１の外側に接触したときの摩擦力がほとんどなくなり、従来発生していた移動子１７がずれようとする力の反力で振動子１１がズレ、振動子１１の内周面に側圧を受け、振動特性を損なうことがなくなった。これにより、回転ムラ、負荷トルク、効率の劣化がなくなった。
【００３３】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）上記各実施形態では、超音波モ−タは９波の進行性振動波の超音波モ−タを用いた例で説明したが、他の波数の進行性振動波でも、他の振動を用いた超音波モ−タや振動アクチュエ−タでも、同様な構成をとれば、同様な効果が得られる。
【００３４】
（２）第１実施形態では、径方向規制部１０５にフッ素が含有の固体潤滑皮膜１０５ａを焼き付け、出力伝達部材１９の内周面に、フッ素が含有された乾燥皮膜１９ｂを塗布した例で説明したが、径方向規制部に乾燥皮膜を設け、出力伝達部材１９の内周面に固体潤滑皮膜を設けるようにしてもよい。また、一方側に、乾燥皮膜を設けるだけでも、十分な効果は期待できる。
【００３５】
（３）同様に、径方向規制部１０３ｂは、弾性体１２と接触する面には、フッ素含有の固体潤滑皮膜層１０３ｃが焼き付けられている例で説明したが、乾燥皮膜を設けるようにしてもよい。
【００３６】
（４）第２実施形態では、リング本体２１の内周面２１ａにフッ素が含有された速乾性の乾燥皮膜２４を刷毛で塗布して、乾燥後に円滑処理をしただけの例で説明したが、径方向規制部１０５にフッ素が含有の固体潤滑皮膜１０５ａを焼き付けるようにしてもよい。また、それぞれ、逆の皮膜を、形成するようにしてもよい。
【００３７】
（５）第２実施形態では、振動子１１は、径方向に自由度を持つ構造のため、支持部材１０１と出力伝達部材である遊星リング２０との摩擦により、振動特性の劣化が引き起こされる可能性があるが、振動子１１にフランジを設け、そこを支持するような構造にすれば、このような減少が生じにくいと考えられる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下にような効果がある。
（１）相対運動部材と第１の位置規制部材との少なくとも一方は、位置規制のために接する部分に、フッ素含有された乾燥皮膜を形成したので、接触したときの摩擦力がほとんどなくなり、移動子がずれようとする力の反力で振動子がズレ、振動子の内周面に側圧を受け、振動特性を損なうことがなくなることにより、回転ムラ、負荷トルク、効率の劣化がなくなった。
（２）相対運動部材と第１の位置規制部材とのうちで、フッ素を含有する乾性皮膜を有さない部材は、フッ素を含有する固体潤滑皮膜が焼き付け処理すれが、よる有効である。
【００３９】
（３）弾性体を少なくとも径方向にガタを持って位置規制する第２の位置規制部材にも、位置規制のために接触する部分に、フッ素を含有する乾性皮膜、又は、フッ素を含有する固体潤滑皮膜が焼き付け処理すると、弾性体との接触部分の摩擦が少なくなり、回転ムラ、負荷トルク、効率の劣化がさらに少なくなる。
（４）フッ素を含有する乾性皮膜は、円滑処理が施されていると、接触部分の摩擦がさらに、少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波モ−タの第１実施形態を説明する図である。
【図２】第１実施形態に係る超音波モ−タの位置規制部材を示す図である。
【図３】本発明による超音波モ−タの第２実施形態を説明する図である。
【図４】第２実施形態に係る超音波モ−タの位置規制部材を示す図である。
【図５】一般的な振動波モ−タのもつ課題を説明する図である。
【図６】一般的な振動波モ−タのもつ課題を説明する図である。
【符号の説明】
１０超音波モータ
１１振動子
１２弾性体
１２ａ溝
１２ｂ突起部
１２ｃ駆動面
１３圧電体
１４振動吸収部材
１５加圧板
１６加圧部材
１７移動子
１８振動吸収部材
１９出力伝達部材
１９ｂ乾燥皮膜
１９Ａ移動子支持部材
２０遊星リング
２１リング本体
２２コロ部
２３突起部
２４乾燥皮膜
１００振動モ−タユニット
１０１支持部材
１０２押さえ環
１０３位置規制部材
１０３ｃ固体潤滑皮膜
１０４ベアリング
１０５径方向規制部
１０５ａ固体潤滑皮膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration wave motor in which a structure of a contact portion of a vibrator or a mover with a position regulating member is improved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of vibration wave motor generates a progressive vibration wave on a driving surface of an elastic body by using expansion and contraction of a piezoelectric body, and the traveling wave generates an elliptical motion on the driving surface, and the elliptical motion is generated. The moving element that is in pressure contact with the wave front is driven (for example, Patent Document 1). Such a vibration wave motor has a feature of having a high torque even at a low rotation, so that when mounted on a driving device, the gear of the driving device can be omitted, thereby eliminating gear noise and positioning accuracy. There is an advantage that can be improved.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 1-17354
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the problems of a general vibration wave motor.
In order to realize the vibration wave motor 30 as a motor, in addition to the vibrator 31 and the mover 37, a support member 301 for fixing the vibrator 31 and rotatably supporting the mover 37 is provided. In order to extract the output from the moving element 31, an output transmission member 39 and the like are required.
[0005]
For example, the moving element 37 is fitted to the output transmission member 39, and the output transmission member 39 is rotatable (arrow A) with respect to the support member 301 by a bearing or the like, and is restricted in the pressing direction. , And is restricted in the radial direction inside the output transmission member 39.
Further, the vibrator 31 is regulated in a circumferential direction by a rotation stopper (not shown) provided on the support member 301, and is regulated in a radial direction by an inner peripheral surface 31 a of the vibrator 31.
[0006]
However, in such a vibration wave motor 30, when the inside of the output transmission member 39 contacts the outside (point B) of the support member 301, a frictional force C is generated, which may cause a load loss. was there.
Further, in the case of a structure in which the vibrator 31 has a degree of freedom in the radial direction, the vibration characteristics are greatly impaired due to the fact that the inside of the output transmission member 39 contacts the outside of the support member 301, In some cases, rotation unevenness, load torque and drive efficiency were reduced.
[0007]
Furthermore, as described above, when the inside of the output transmission member 39 comes into contact with the outside of the support member 301, the frictional force C is generated. As shown in FIG. 5, a force D is exerted to shift in the radial direction.
When such a force D acts on the movable element 37, as shown in FIG. 6, the vibrator 31 will be displaced in the radial direction (arrow E) opposite to the displacement of the movable element 37 due to the reaction force thereof. And Then, since the vibrator 31 has a degree of freedom corresponding to play in the radial direction, the inner peripheral surface 31a of the vibrator 31 comes into contact with the outer peripheral surface 301a of the support member 301, and the inner peripheral surface 31a of the vibrator 31 Will be subjected to lateral pressure.
[0008]
The vibrator 31 generates a progressive vibration wave, and the vibration wave has an amplitude in the pressurizing direction. Therefore, even if a force is applied to the driving surface, the performance is not greatly deteriorated. In addition, when a force is applied in a direction (radial direction E) where the vibration wave does not have amplitude, vibration characteristics are greatly impaired, and rotation non-uniformity, load torque and drive efficiency are reduced.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration wave motor whose support structure is simplified and whose performance can be improved while keeping the size small.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 generates a vibration wave on a piezoelectric body excited by a drive signal and a drive surface that is bonded to the piezoelectric body and is different from a surface to which the piezoelectric body is bonded. An elastic body, a relative motion member that is pressed into contact with a driving surface of the elastic body and generates relative motion with respect to the elastic body by the vibration wave, and a direction intersecting the relative motion member with the direction of the press contact. And a first position regulating member that regulates the position of the relative motion member, at least one of the relative movement member and the first position regulating member has a fluorine contact portion for the position regulation. Having a dry film containing:
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to the first aspect, of the relative motion member and the first position regulating member, a member having no dry film containing fluorine is fluorine. Wherein the solid lubricating film containing is subjected to a baking treatment.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to the first or second aspect, the elastic body and the relative motion member are both annular, and the elastic body has a play at least in a radial direction. A second position regulating member that regulates the position of the substrate, wherein the second position regulating member is provided with a fluorine-containing dry film or a fluorine-containing solid lubricating film at a portion that contacts the position regulation member. Has been subjected to a baking process.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to any one of the first to third aspects, the fluorine-containing dry film is subjected to a smooth treatment. It is a vibration wave motor.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a vibration wave motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, an ultrasonic motor using an ultrasonic vibration region will be described as an example of the vibration wave motor.
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a position regulating member of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
The ultrasonic motor 10 according to the first embodiment includes a vibrator 11 and a mover 17. The vibrator 11 is fixed, and the mover (relative motion member) 17 is rotationally driven. A vibration absorbing member 14, a pressing plate 15, and a pressing member 16 are arranged below the vibrator 11, and a vibration absorbing member 18 and an output transmitting member 19 are arranged above the moving element 17. .
[0015]
The vibrator 11 is an electromechanical transducer (hereinafter referred to as a “piezoelectric body”), which is an example of an elastic body 12 and a piezoelectric element, an electrostrictive element, and the like, which are joined to the elastic body 12 and convert electric energy into mechanical energy, which will be described later. 13. A traveling wave is generated in the vibrating body 11. In the present embodiment, as an example, a description will be given of nine traveling waves.
[0016]
The elastic body 12 is made of a metal material having a large resonance sharpness, and has an annular shape. The elastic body 12 has a groove 12a cut on the opposite surface to which the piezoelectric body 13 is joined, and the tip surface of the projection (where the groove 12a does not exist) 12b serves as a driving surface 12c, which is added to the moving element 17. Pressure contact.
The reason for cutting the groove 12a is to make the neutral plane of the traveling wave as close to the piezoelectric body 13 as possible, thereby amplifying the amplitude of the traveling wave on the driving surface 12c.
[0017]
The piezoelectric body 13 is divided into two phases (A phase and B phase) along the circumferential direction, and in each phase, elements in which the polarization is alternately arranged every half wavelength are arranged. An interval of 1/4 wavelength is provided between the A phase and the B phase.
[0018]
Below the piezoelectric body 13, a vibration absorbing member 14, a pressing plate 15, and a pressing member 16 are arranged. The vibration absorbing member 14 is disposed below the piezoelectric body 13 and is a member for preventing the vibration of the vibrator 11 from being transmitted to the pressing plate 15 and the pressing member 16. For example, a nonwoven fabric, felt, or the like is used. Have been. The pressing plate 15 is a member that transmits a pressing force for receiving the pressing of the pressing member 16. The pressure member 16 is a member that is arranged below the pressure plate 15 and generates a pressing force. In the present embodiment, the pressing member 16 is a disc spring, but may be a coil spring or a wave spring instead of the disc spring.
[0019]
The moving element 17 is made of a light metal such as aluminum, and the surface of the sliding surface is subjected to a surface treatment for improving abrasion resistance. A vibration absorbing member 18 made of rubber or the like is arranged on the moving element 17 to absorb vibration of the moving element 17 in the pressing direction, and an output transmitting member 19 is arranged thereon.
[0020]
The ultrasonic motor 10 is incorporated in a vibration motor unit 100. The vibration motor unit 100 includes a cylindrical support member 101, a press ring 102 attached to the lower end of the outer side of the support member 101 with a screw, and the outer periphery of the support member 101 (three equally spaced parts, FIG. 1). (Only one is shown in the figure), and a position regulating member (second regulating member) 103 which engages with the groove of the elastic body 12 to regulate the rotational direction and the radial direction of the vibrator 11, A bearing 104 is provided at the upper end of the outer periphery, and a radial direction regulating portion (first regulating member) 105 formed on the support member 101 and regulating the radial direction of the output transmission member 19 is provided.
[0021]
In the vibration motor unit 100, the holding ring 102 is attached with a screw by the above-described structure, and by attaching this, the output transmission member 19 to the moving member 17, the vibrator 11 to the pressing member 16, that is, It can be configured as one unit incorporating the ultrasonic motor 10 including the output transmission member 19.
The output transmission member 19 is provided with a projection (not shown), and the rotation of the ultrasonic motor 10 is output from the projection to the outside of the vibration motor unit 100.
[0022]
In the first embodiment, the output transmission member 19 has a surface treatment layer 19a on which a hard surface treatment such as nickel plating is applied, and a contact surface with the bearing 104 and a contact with the radial direction regulating portion 105. The surface (inner peripheral surface) is treated so as to have a surface roughness of Ra = 1.6 μm or less, and the contact surface (inner peripheral surface) of the radial direction regulating portion 105 contains fluorine. A dried film (dry film) 19b is applied. On the other hand, a solid lubricating film 105a containing fluorine is baked on the radial direction regulating portion 105.
The support member 101 is provided with a bearing 104 and a radial direction restricting portion 105 which can move the movable element 17 in the rotational direction but restrict the movement in the pressing direction and the radial direction.
[0023]
Further, as shown in FIG. 2, the position regulating member 103 is provided with a projection-shaped rotation direction regulation portion 103a for regulating the rotation direction of the vibrator 12 and a projection-shaped radial direction regulation portion 103b for regulating the radial direction. (3 places), the rotation direction restricting portion 103a is engaged with the groove 12a of the elastic body 12, and the radial direction restricting portion 103b is brought into contact with the inner peripheral surface of the elastic body 12 with a play. ing.
The radial direction regulating portion 103b has a fluorine-containing solid lubricating film 103c baked on the surface that comes into contact with the elastic body 12.
[0024]
Next, a procedure for assembling the vibration motor unit 100 according to the first embodiment will be described.
(1) A fluorine-containing solid lubricating film 105a is sprayed (with a film thickness of about 20 μm) on the radial direction regulating portion 105 of the support member 101, and is baked in an atmosphere at a baking temperature of 230 ° C. (30 minutes).
(2) The bearing 104 is attached to the support member 101 in which the solid lubricant film 105a containing fluorine has been baked on the radial direction regulating portion 105.
(3) A fluorine-containing quick-drying dry film 19b is applied to the inner peripheral surface of the power transmission member 19 provided with the nickel plating layer 19a with a brush and dried (left in an atmosphere of 60 ° C. for 1 hour). .
(4) The vibration absorbing member 18 and the moving element 17 are incorporated into the output transmission member 19 and incorporated into the support member 101.
(5) The vibrator 11 in which the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 are bonded is incorporated into the support member 101.
(6) The felt 14, the pressure plate 15, and the pressure member (spring) 16 are assembled in this order, and the retaining ring 102 is screwed.
[0025]
As described above, according to the first embodiment, the fluorine-containing dry film 19b is applied to the inner peripheral surface of the output transmission member 19 with a brush, dried, and applied to the radial regulating portion 105 of the support member 101. By baking the fluorine-containing solid lubricating film 105a, the frictional force when the inside of the output transmission member 19 comes into contact with the outside of the support member 101 is almost eliminated, and the force which the moving element 17 conventionally generates tends to shift. As a result, the vibrator 11 is not displaced by the reaction force, and a side pressure is applied to the inner peripheral surface of the vibrator 11, so that the vibration characteristics are not spoiled. As a result, rotation unevenness, load torque, and deterioration of efficiency are eliminated.
[0026]
(2nd Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a position regulating member of the ultrasonic motor according to the second embodiment.
In addition, portions that perform the same functions as in the first embodiment described above are given the same reference numerals or unified reference numerals at the end, and duplicate descriptions and drawings are omitted as appropriate.
In the second embodiment, the mover 17 and the vibration absorbing member 18 are incorporated into the mover support member 19A, and a planetary ring 20 is provided between the mover support member 19A and the support member 101 as shown in FIG. The output is taken out from the planetary ring 20.
[0027]
The planetary ring 20 includes a ring main body 21 and a roller portion 22. The roller portion 22 regulates the pressing direction of the planetary ring 20 and the moving element support member 19 </ b> A, and the radial direction restriction portion 105 provided on the support member 101. Is in contact with the inside of the ring body 21 to regulate the radial direction.
In the slider support member 19A, a bank portion 19a is provided on a contact surface of the planetary ring 20 with the roller portion 22, and a radial direction of the slider support member 19A is regulated by hitting an inner peripheral surface of the roller portion 22. You.
The ring body 21 has a projection 23 from which rotation is output to the outside of the vibration motor unit 100A.
[0028]
The ring main body 21 is made of resin, and is processed so that the surface roughness of the contact surface 21a with the radial direction regulating portion 105 is Ra = 1.6 μm or less. The contact surface (inner peripheral surface) 21a is coated with a fast-drying dry film 24 containing fluorine, and rubbed with a soft cloth or the like after the application (smooth treatment).
[0029]
The support member 101 is provided with a radial direction restricting portion 105 and a roller contact portion (pressing direction restricting portion) 106, and is capable of moving the planetary ring 20 in the rotational direction. Is regulated.
[0030]
2, the position regulating member 103 is provided with a protruding rotation direction regulating portion 103a and a radial direction regulating portion 103b (three places), and the radial direction regulating portion 103b is provided on the inner periphery of the elastic body 12. The surface is in contact with the backlash. The surface in contact with the elastic body 12 of the radial direction regulating portion 103b is baked with a fluorine-containing solid lubricating film layer 103c.
[0031]
Next, an assembling procedure of the vibration motor unit 100A according to the second embodiment will be described.
(1) The roller 22 is attached to the ring main body 21.
(2) A quick-drying dry film 24 containing fluorine is applied to the inner peripheral surface 21a of the ring main body 21 with a brush. After drying, leave it for 30 seconds or more and rub it with a soft cloth for polishing (smooth treatment).
(3) The planet ring 20 is incorporated into the support member 101.
(4) The vibration absorbing member 18 and the movable element 17 are incorporated in the movable element support member 19B, and are incorporated in the support member 101.
(5) The vibrator 11 in which the elastic body 12 and the piezoelectric body 13 are bonded is incorporated into the support member 101.
(6) The felt 14, the pressure plate 15, and the pressure member (spring) 16 are assembled in this order, and the retaining ring 102 is screwed.
[0032]
As described above, according to the second embodiment, the ring main body 21 is formed by coating the inner peripheral surface 21a of the ring main body 21 with the fluorine-containing quick-drying dry film 24 with a brush, followed by polishing after drying. The frictional force when the inner peripheral surface 21a of the member 21 comes into contact with the outside of the supporting member 101 is almost eliminated, and the vibrator 11 is displaced by the reaction force of the force generated by the moving member 17 that has been conventionally shifted. No longer receives the side pressure on the inner peripheral surface of the, and does not impair the vibration characteristics. As a result, rotation unevenness, load torque, and deterioration of efficiency are eliminated.
[0033]
(Modified form)
Various modifications and changes are possible without being limited to the embodiments described above, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
(1) In each of the above embodiments, an example was described in which the ultrasonic motor used was an ultrasonic motor having nine traveling vibration waves. The same effect can be obtained by using a similar configuration in an ultrasonic motor or a vibration actuator using the same.
[0034]
(2) In the first embodiment, an example is described in which a fluorine-containing solid lubricating film 105a is baked on the radial direction regulating portion 105, and a fluorine-containing dry film 19b is applied to the inner peripheral surface of the output transmission member 19. However, a dry film may be provided on the radial direction regulating portion, and a solid lubricating film may be provided on the inner peripheral surface of the output transmission member 19. In addition, a sufficient effect can be expected only by providing a dry film on one side.
[0035]
(3) Similarly, although the radial direction restricting portion 103b has been described with an example in which the fluorine-containing solid lubricating film layer 103c is baked on the surface in contact with the elastic body 12, a dry film may be provided. Good.
[0036]
(4) In the second embodiment, a description has been given of an example in which a quick-drying dry film 24 containing fluorine is applied to the inner peripheral surface 21a of the ring main body 21 with a brush, and smooth processing is performed after drying. The solid lubricant film 105a containing fluorine may be baked on the radial direction regulating portion 105. Alternatively, a reverse film may be formed respectively.
[0037]
(5) In the second embodiment, since the vibrator 11 has a degree of freedom in the radial direction, the vibration characteristics may be deteriorated due to the friction between the support member 101 and the planetary ring 20 as the output transmission member. However, if the vibrator 11 is provided with a flange to support the flange, it is considered that such a reduction hardly occurs.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) At least one of the relative movement member and the first position regulating member has a fluorine-containing dry film formed on a portion in contact with the position regulating member, so that the frictional force at the time of contact is almost eliminated, and the moving is performed. The vibrator is displaced by the reaction force of the force that tends to cause the vibrator to shift, and the lateral pressure is applied to the inner peripheral surface of the vibrator, so that the vibration characteristics are not impaired.
(2) Among the relative motion member and the first position regulating member, a member having no dry film containing fluorine is more effective because the solid lubricating film containing fluorine is baked.
[0039]
(3) A fluorine-containing dry film or a fluorine-containing solid is also provided on the second position-regulating member that regulates the position of the elastic body with at least play in the radial direction, at a portion that contacts the position-regulating member. When the lubricating film is baked, the friction of the contact portion with the elastic body is reduced, and the rotation unevenness, the load torque, and the deterioration of the efficiency are further reduced.
(4) When the dry film containing fluorine is subjected to a smoothing treatment, the friction at the contact portion is further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a position regulating member of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a second embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a position regulating member of an ultrasonic motor according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a problem of a general vibration wave motor.
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem of a general vibration wave motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic motor 11 Vibrator 12 Elastic body 12a Groove 12b Protrusion 12c Driving surface 13 Piezoelectric body 14 Vibration absorbing member 15 Pressing plate 16 Pressing member 17 Moving element 18 Vibration absorbing member 19 Output transmitting member 19b Dry film 19A Moving element support Member 20 Planetary ring 21 Ring body 22 Roller part 23 Projection part 24 Dry film 100 Vibration motor unit 101 Support member 102 Retaining ring 103 Position control member 103c Solid lubricating film 104 Bearing 105 Radial direction restricting portion 105a Solid lubricating film

Claims

駆動信号により励振される圧電体と、
前記圧電体に接合され、その圧電体が接合される面とは異なる駆動面に振動波を生じる弾性体と、
前記弾性体の駆動面に加圧接触され、前記振動波によって前記弾性体に対して相対運動が生じる相対運動部材と、
前記相対運動部材を前記加圧接触の方向と交差する方向に位置規制する第１の位置規制部材と、
を有する振動波モータにおいて、
前記相対運動部材と前記第１の位置規制部材との少なくとも１方は、前記位置規制のために接触する部分に、フッ素を含有する乾性皮膜を有すること、
を特徴とする振動波モータ。A piezoelectric body excited by the drive signal;
An elastic body that is joined to the piezoelectric body and generates a vibration wave on a driving surface different from the surface to which the piezoelectric body is joined;
A relative movement member that is brought into pressure contact with a driving surface of the elastic body and generates relative movement with respect to the elastic body by the vibration wave;
A first position regulating member for regulating the position of the relative motion member in a direction intersecting with the direction of the pressure contact;
In a vibration wave motor having
At least one of the relative movement member and the first position regulating member has a dry film containing fluorine in a portion that contacts for the position regulation,
A vibration wave motor.

請求項１に記載の振動波モータにおいて、
前記相対運動部材と前記第１の位置規制部材とのうちで、前記フッ素を含有する乾性皮膜を有さない部材は、フッ素を含有する固体潤滑皮膜が焼き付け処理されていること、
を特徴とする振動波モータ。The vibration wave motor according to claim 1,
Among the relative movement member and the first position regulating member, the member having no fluorine-containing dry film has a fluorine-containing solid lubricating film subjected to a baking treatment,
A vibration wave motor.

請求項１又は請求項２に記載の振動波モータにおいて、
前記弾性体と前記相対運動部材は、共に円環形状であり、前記弾性体を少なくとも径方向にガタを持って位置規制する第２の位置規制部材を有し、
前記第２の位置規制部材は、前記位置規制のために接触する部分に、フッ素を含有する乾性皮膜、又は、フッ素を含有する固体潤滑皮膜が焼き付け処理されていること、
を特徴とする振動波モータ。The vibration wave motor according to claim 1 or 2,
The elastic body and the relative movement member are both annular in shape, and have a second position regulating member that regulates the position of the elastic body with play at least in the radial direction,
The second position regulating member, in a portion that contacts for the position regulation, a fluorine-containing dry film, or a fluorine-containing solid lubricating film is baked,
A vibration wave motor.

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の振動波モータにおいて、
前記フッ素を含有する乾性皮膜は、円滑処理が施されていること、
を特徴とする振動波モータ。The vibration wave motor according to any one of claims 1 to 3,
The dry film containing fluorine is subjected to a smooth treatment,
A vibration wave motor.