JP2009159744A - Frictional drive actuator and hard disk device using same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve responsibility in an ultrasonic motor used for driving a magnetic recording head in an HDD. <P>SOLUTION: In this ultrasonic motor 10, a rotor 3 includes a vibrator 2 which performs in-plane vibration and becomes a stator and the vibration of the vibrator 2 is conveyed to the rotor 3 which comes into frictional contact to reciprocate the rotor 3 within a rotational angle in a predetermined range. Elastic members 13 are provided in positions on the opposite sides of the abutting portions 2g; 2h, 2i of the vibrator 2 across the circumferential wall of the rotor 3 formed in a roughly cylindrical shape or a bottomed cylindrical shape. As the rotor 3 rotates, the elastic members 13 covered with a ring 12 pressure (bias) a range abutted against by the abutting portions 2g; 2h, 2i toward the vibrator 2. Since the entire circumference of the rotor 3 is not tightly bound but partially pressurized, a pressurizing force is effectively conveyed to improve responsibility. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハードディスク装置（以下ＨＤＤ）の磁気記録ヘッド駆動用として好適に用いられ、超音波アクチュエータと称される摩擦駆動アクチュエータおよび前記ハードディスク装置に関する。   The present invention relates to a friction drive actuator called an ultrasonic actuator, which is suitably used for driving a magnetic recording head of a hard disk device (hereinafter referred to as HDD), and the hard disk device.

前記ＨＤＤの磁気記録ヘッド駆動用の超音波アクチュエータには、高精度な位置決め性や高速応答性が要求される。そこで、このような用途に適用できそうな典型的な従来技術が、特許文献１で示されている。図１３は、その従来技術による超音波アクチュエータの断面図である。この超音波アクチュエータは、一般的な進行波型回転アクチュエータの典型例であり、円板状の振動体１０１に貼付けられた圧電素子１０２で発生された円板の周方向に進行する超音波振動が、ライナー１０３を介して移動体１０４（ロータ）に伝搬されることで該移動体１０４が回転するようになっている。   The ultrasonic actuator for driving the magnetic recording head of the HDD is required to have high precision positioning and high speed response. Therefore, Patent Document 1 shows a typical prior art that can be applied to such applications. FIG. 13 is a cross-sectional view of the ultrasonic actuator according to the prior art. This ultrasonic actuator is a typical example of a general traveling wave type rotary actuator, and ultrasonic vibrations traveling in the circumferential direction of a disk generated by a piezoelectric element 102 attached to a disk-shaped vibrating body 101 are generated. The mobile body 104 is rotated by being propagated to the mobile body 104 (rotor) via the liner 103.

しかしながら、この従来技術では、移動体１０４は、ボールベアリングから成る軸受１０５で位置決めされる。したがって、ボールベアリングはボールと内輪および外輪との間にわずかではあるがガタを有するので、その分、ロータ（移動体１０４）の位置変動や不要な共振が生じ、高精度化、したがって前記ＨＤＤの場合には記録密度の向上に限界がある。また、それらのガタに、ボールベアリングの慣性質量、軸受の摩擦抵抗や軸受潤滑剤の粘性抵抗による軸受負荷が、応答性向上の制約になるという問題もある。詳しくは、ＨＤＤの磁気記録ヘッド駆動用の超音波アクチュエータとしての駆動応答性は、アーム部の共振周波数、軸受部の共振周波数、先端に取付けられるサスペンションの共振周波数などによって決定される。ＨＤＤのサイズの小型化に伴い、アーム部およびサスペンションの共振周波数は比較的高く設計できるようになっており、このため軸受け部における前記ガタ、慣性質量および軸受負荷が前記応答性の制約になっている。   However, in this prior art, the moving body 104 is positioned by a bearing 105 formed of a ball bearing. Accordingly, since the ball bearing has a slight backlash between the ball and the inner ring and the outer ring, the position change of the rotor (moving body 104) and unnecessary resonance occur, and the accuracy is increased. In some cases, there is a limit to improving the recording density. In addition, there is a problem that the bearing load due to the inertial mass of the ball bearing, the frictional resistance of the bearing, and the viscous resistance of the bearing lubricant becomes a restriction on the improvement of the response. Specifically, the drive response as an ultrasonic actuator for driving the magnetic recording head of the HDD is determined by the resonance frequency of the arm portion, the resonance frequency of the bearing portion, the resonance frequency of the suspension attached to the tip, and the like. As the HDD size is reduced, the resonance frequency of the arm portion and the suspension can be designed to be relatively high. For this reason, the backlash, inertial mass, and bearing load at the bearing portion are the constraints on the response. Yes.

そこで、このような問題を解決できる他の従来技術として、特許文献２が挙げられる。図１４は、その従来技術の微小駆動装置を用いた情報記憶装置の平面図である。この情報記憶装置では、ヘッド・アーム１１１の基端側に円筒状の部材１１２を固着し、その部材１１２の周りに３個以上配置した圧電振動体１１３が、屈曲と伸縮とを組合わせた運動を行うことで楕円振動を行って前記部材１１２を回転させ、その部材１１２を回転軸として前記ヘッド・アーム１１１を揺動させている。これによって、前記ボールベアリングなどの軸受を用いずに、圧電振動体１１３のみでヘッド・アーム１１１の位置決めを行っているので、軸受によるガタがなく、また軸受の慣性および軸受負荷が低減されている。   Therefore, Patent Document 2 is cited as another conventional technique that can solve such a problem. FIG. 14 is a plan view of an information storage device using the conventional micro-drive device. In this information storage device, a cylindrical member 112 is fixed to the base end side of the head arm 111, and three or more piezoelectric vibrators 113 arranged around the member 112 are combined to bend and extend. Thus, elliptical vibration is performed to rotate the member 112, and the head arm 111 is swung about the member 112 as a rotation axis. Accordingly, the head arm 111 is positioned only by the piezoelectric vibrating body 113 without using a bearing such as the ball bearing, so that there is no backlash due to the bearing, and the inertia of the bearing and the bearing load are reduced. .

しかしながら、この従来技術では、ヘッド・アーム１１１を加圧する圧電振動体１１３が、適度な加圧（摩擦）力を発生するために、バネ１１４によって加圧方向に可動となるように保持されており、これによって該圧電振動体１１３もヘッド・アーム１１１の回転方向に揺動可能であり、それが応答性を高める上での課題となる。すなわち、駆動側も動いてしまい、移動側の移動にオーバーシュートやアンダーシュートが生じて、なかなか目的位置に収束しない。   However, in this prior art, the piezoelectric vibrating body 113 that pressurizes the head arm 111 is held so as to be movable in the pressurizing direction by the spring 114 in order to generate an appropriate pressurizing (friction) force. As a result, the piezoelectric vibrating body 113 can also be swung in the rotation direction of the head arm 111, which is a problem in increasing the responsiveness. That is, the drive side also moves, and overshoot or undershoot occurs in the movement on the moving side, so that it hardly converges to the target position.

そこで、このような問題を解決できるさらに他の従来技術として、特許文献３が挙げられる。図１５は、その従来技術の超音波モータの断面図である。この超音波モータでは、円筒状の圧電体１２１の内外周に電極を設けてステータ１２２が構成され、その径方向に発生した凹凸が周方向に進行して進行波となり、そのステータの外周にロータ１２３，１２４，１２５が嵌め込まれている。この従来技術では、ロータ１２３，１２４，１２５が、図１５で示す軸線方向断面で湾曲してステータ１２２に加圧接触するので、軸受ガタがなく、したがって回転中心ブレがなく、応答性も高いとなっている。また、ロータとステータとの接触圧は、加圧手段がロータを前記軸線方向に押し潰すことで発生している。
特開平６−７８５７０号公報 特開２０００−２２４８７６号公報 特開平５−２６８７７９号公報 Therefore, Patent Document 3 is cited as still another conventional technique that can solve such a problem. FIG. 15 is a sectional view of the conventional ultrasonic motor. In this ultrasonic motor, a stator 122 is formed by providing electrodes on the inner and outer circumferences of a cylindrical piezoelectric body 121, and the irregularities generated in the radial direction travel in the circumferential direction to become traveling waves, and the rotor is placed on the outer circumference of the stator. 123, 124, and 125 are fitted. In this prior art, the rotors 123, 124, 125 are curved in the axial cross section shown in FIG. 15 and are in pressure contact with the stator 122. Therefore, there is no bearing backlash, and therefore there is no rotation center blur and high responsiveness. It has become. Further, the contact pressure between the rotor and the stator is generated by the pressing means crushing the rotor in the axial direction.
JP-A-6-78570 JP 2000-224876 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-268777

上述の特許文献３では、ロータの内周全周とステータの外周全周とが接触加圧するので、ロータは全周内側へ均一な変形をする必要があり、ロータの変形剛性は非常に高いものとなる。その結果、加圧力は振動体へは充分伝達されず、応答性が低いとともに、駆動性能に大きく影響する振動体−ロータ間の接触圧を安定化させることは困難である。   In the above-mentioned Patent Document 3, the entire inner circumference of the rotor and the entire outer circumference of the stator are contact-pressed. Therefore, the rotor needs to be uniformly deformed to the inner circumference, and the deformation rigidity of the rotor is very high. Become. As a result, the applied pressure is not sufficiently transmitted to the vibrating body, the response is low, and it is difficult to stabilize the contact pressure between the vibrating body and the rotor, which greatly affects the driving performance.

本発明の目的は、面内振動を行う振動体（ステータ）をロータに内包または外包し、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが回転することで、ロータを軸受け不要に支持する摩擦駆動アクチュエータにおいて、前記振動体とロータとの間の摩擦力を安定させることができるとともに、応答性を向上することができる摩擦駆動アクチュエータおよびそれを用いるハードディスク装置を提供することである。   An object of the present invention is to include a vibrating body (stator) that performs in-plane vibration in or out of a rotor, and the vibration of the vibrating body is transmitted to a rotor that is in frictional contact with the rotor so that the rotor rotates, so that the rotor does not require a bearing. And a hard disk drive using the friction drive actuator capable of stabilizing the frictional force between the vibrating body and the rotor and improving the responsiveness. .

本発明の摩擦駆動アクチュエータは、面内振動を行う振動体と、環状に形成され、その内周面または外周面において前記振動体の当接部が複数箇所で半径方向に当接するロータとを備えて構成され、前記ロータが弾性変形することで当接部に加圧力が生じるよう前記振動体が組み込まれ、前記加圧力により、前記振動体の振動が摩擦接触しているロータに伝達されて該ロータが予め規定された範囲の回転角度内で往復動する摩擦駆動アクチュエータにおいて、前記ロータを挟んで前記当接部の反対側で、前記ロータの回転に対して略前記当接部が当接する範囲に設けられ、前記ロータを前記振動体側に加圧する加圧部材を備えることを特徴とする。   The friction drive actuator of the present invention includes a vibrating body that performs in-plane vibration, and a rotor that is formed in an annular shape, and abutting portions of the vibrating body are abutted in a radial direction at a plurality of locations on the inner or outer peripheral surface thereof. The vibrating body is incorporated so that a pressure is generated at the contact portion by elastic deformation of the rotor, and the vibration of the vibrating body is transmitted to the frictionally contacting rotor by the pressure. In a friction drive actuator in which the rotor reciprocates within a rotation angle within a predetermined range, a range in which the contact portion substantially contacts the rotation of the rotor on the opposite side of the contact portion across the rotor. And a pressurizing member that pressurizes the rotor toward the vibrating body.

上記の構成によれば、ＨＤＤの磁気記録ヘッド駆動用として好適に用いられ、超音波アクチュエータと称される摩擦駆動アクチュエータにおいて、先ず該摩擦駆動アクチュエータを、面内振動を行い、ステータとなる振動体と、前記振動体を内包または外包するロータとを備えて構成し、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが予め規定された範囲の回転角度内で往復動するようにする。   According to the above configuration, in a friction drive actuator called an ultrasonic actuator, which is preferably used for driving a magnetic recording head of an HDD, first, the friction drive actuator performs in-plane vibration, and a vibrating body serving as a stator And a rotor that encloses or externally encloses the vibrating body, and the vibration of the vibrating body is transmitted to the rotor in frictional contact so that the rotor reciprocates within a predetermined range of rotation angle. To do.

そして、略円筒状や有底円筒状に形成される前記ロータの周壁を挟んで前記当接部の反対側の位置に加圧部材を設け、その加圧部材が、前記ロータの回転に伴い略前記当接部が当接する範囲を振動体側に加圧（バイアス）する。   A pressure member is provided at a position on the opposite side of the contact portion across the circumferential wall of the rotor formed in a substantially cylindrical shape or a bottomed cylindrical shape. A range in which the abutting portion abuts is pressurized (biased) to the vibrating body side.

したがって、面内振動を行う振動体をロータの加圧（バイアス）力によって挟み込むことで、該ロータの回転軸方向および軸直角方向への位置決め（センタリング）が共に行われて、該ロータの軸受けを不要にした構成とすることができるとともに、振動体やロータに寸法上の製造誤差があっても、また温度変化や摩耗などによって振動体やロータに寸法変化が生じても、当接部の加圧（摩擦）力を常に一定に保つことができる。こうして、駆動性能を安定させることができる。また、ロータの全周を緊縛するのではなく、ロータの回転に伴い、略当接部が当接する範囲を部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。さらにまた、前記ロータが弾性変形するように振動体を組み込むにあたって、前記当接部が前記加圧部材の設けられていない箇所に位置している状態で組み込むことで、容易に組み込むこともできる。   Therefore, by sandwiching a vibrating body that performs in-plane vibration with the pressurizing (bias) force of the rotor, positioning (centering) of the rotor in the direction of the rotation axis and the direction perpendicular to the axis is performed. The structure can be made unnecessary, and even if there is a manufacturing error in the dimensions of the vibrating body or the rotor, or even if a dimensional change occurs in the vibrating body or the rotor due to temperature change or wear, the contact portion is added. The pressure (friction) force can always be kept constant. Thus, the driving performance can be stabilized. In addition, the entire circumference of the rotor is not tightly bound, but as the rotor rotates, the area where the abutment part abuts is partially pressurized, so that the applied pressure can be transmitted effectively and responsiveness is improved. can do. Furthermore, when the vibrating body is assembled so that the rotor is elastically deformed, it can be easily assembled by incorporating the contact portion in a position where the pressing member is not provided.

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータに接触する介在部材と、前記介在部材に外嵌めまたは内嵌めされ、半径方向に縮小または拡大するようにバイアス力を発生することで、前記介在部材に前記ロータを加圧させるコイルばねとを備えて構成されることを特徴とする。   In the friction drive actuator according to the aspect of the invention, the pressurizing member may be an intermediate member that contacts the rotor, and may be externally or internally fitted to the intermediate member to generate a bias force so as to reduce or expand in the radial direction. Thus, the interposition member is provided with a coil spring that pressurizes the rotor.

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、コイルばねによって容易に発生させることができる。また、コイルばねは板ばねに比べてばね定数を小さくできるので、加圧力を発生させるための初期チャージ量を大きくとることができ、寸法誤差による加圧力の変動を低減することができる。   According to said structure, the said pressurization (bias) force can be easily generated with a coil spring. Further, since the spring constant of the coil spring can be made smaller than that of the leaf spring, the initial charge amount for generating the pressurizing force can be increased, and the fluctuation of the pressurizing force due to the dimensional error can be reduced.

さらにまた、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、前記リングとロータとの間に介在され、それらの径の差よりも厚く形成されることで前記ロータを加圧する樹脂製の介在部材とを備えて構成されることを特徴とする。   Furthermore, in the friction drive actuator of the present invention, the pressurizing member is interposed between a ring formed concentrically with the rotor or in a circular arc shape, and between the ring and the rotor. And a resin-made interposition member that pressurizes the rotor by being formed thick.

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、介在部材の厚みによって容易に発生させることができる。また、振動アクチュエータでは、しばしばロータ共振による性能低下が課題となるのに対して、樹脂製の介在部材がロータ共振に対する振動減衰を行うので、ロータ共振が低減され、さらなる駆動性能の向上・安定化を図ることができる。前記介在部材は、前記リングと一体と別体とのどちらであってもよい。   According to said structure, the said pressurization (bias) force can be easily generated with the thickness of an interposed member. In addition, vibration actuators often suffer from performance degradation due to rotor resonance, whereas resin-made intervening members attenuate vibrations against rotor resonance, reducing rotor resonance and further improving and stabilizing drive performance. Can be achieved. The interposition member may be either integral with the ring or separate.

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心のＣ字状に形成されるリングと、前記リングとロータとの間に介在される介在部材と、前記リングの遊端部間を締付ける力を加減することで、前記介在部材の加圧力を調整可能にする加圧力調整手段とを備えて構成されることを特徴とする。   In the friction drive actuator of the present invention, the pressurizing member includes a ring formed in a C shape concentric with the rotor, an interposition member interposed between the ring and the rotor, and free play of the ring. It is characterized by comprising a pressure adjusting means that makes it possible to adjust the pressure of the interposition member by adjusting the force for tightening the ends.

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、締付けねじなどの加圧力調整手段によって調整可能に発生させることができる。   According to said structure, the said pressurization (bias) force can be generated so that adjustment is possible by pressurization adjustment means, such as a fastening screw.

したがって、さらなる駆動性能の安定化を図ることができる。   Therefore, further stabilization of driving performance can be achieved.

さらにまた、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、前記リングとロータとの間に圧縮された状態で介在されることで弾発力を発生し、前記ロータを加圧する弾性部材とを備えて構成されることを特徴とする。   Furthermore, in the friction drive actuator according to the present invention, the pressure member is interposed between a ring formed concentrically with the rotor or in a circular arc shape, and compressed between the ring and the rotor. And an elastic member that generates a resilient force and pressurizes the rotor.

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、スポンジなどの弾性部材の弾発力によって容易に発生させることができる。   According to said structure, the said pressurization (bias) force can be easily generated with the elastic force of elastic members, such as sponge.

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心で、２種類の径を有する円弧部を半径方向に延びる連結部で接続した略環状に形成され、前記連結部が大径の円弧部とロータとの径の差よりも長く形成されることで小径の円弧部が前記ロータを加圧するリング部材から成ることを特徴とする。   In the friction drive actuator according to the aspect of the invention, the pressurizing member may be formed in a substantially annular shape that is concentric with the rotor and is connected to a circular arc portion having two types of diameters by a connecting portion extending in a radial direction. The small-diameter arc portion is formed of a ring member that pressurizes the rotor by being formed longer than the difference in diameter between the large-diameter arc portion and the rotor.

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、段差を有するリング部材の前記段差の部分によって容易に発生させることができる。   According to said structure, the said pressurization (bias) force can be easily generate | occur | produced by the part of the said level | step difference of the ring member which has a level | step difference.

さらにまた、本発明のハードディスク装置は、前記の摩擦駆動アクチュエータを用いることを特徴とする。   Furthermore, the hard disk device of the present invention uses the friction drive actuator described above.

上記の構成によれば、軸受けが不要で、振動体（ステータ）とロータとの間の摩擦力をより安定させることができるとともに、応答性を向上することができるヘッドアクチュエータを有するハードディスク装置を実現することができる。   According to the above configuration, a hard disk device having a head actuator that does not require a bearing, can further stabilize the frictional force between the vibrating body (stator) and the rotor, and can improve responsiveness is realized. can do.

本発明の摩擦駆動アクチュエータは、以上のように、ＨＤＤの磁気記録ヘッド駆動用として好適に用いられ、超音波アクチュエータと称される摩擦駆動アクチュエータにおいて、該摩擦駆動アクチュエータを、面内振動を行い、ステータとなる振動体と、前記振動体を内包または外包するロータとを備えて構成し、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが予め規定された範囲の回転角度内で往復動するようにし、さらに略円筒状や有底円筒状に形成される前記ロータの周壁を挟んで前記当接部の反対側の位置に加圧部材を設け、その加圧部材が、前記ロータの回転に伴い略前記当接部が当接する範囲を振動体側に加圧（バイアス）する。   As described above, the friction drive actuator of the present invention is preferably used for driving a magnetic recording head of an HDD. In the friction drive actuator called an ultrasonic actuator, the friction drive actuator performs in-plane vibration, A vibration body serving as a stator and a rotor that encloses or externally surrounds the vibration body, and vibrations of the vibration body are transmitted to a rotor that is in frictional contact so that the rotor has a rotation angle within a predetermined range. A pressure member is provided at a position on the opposite side of the contact portion across the peripheral wall of the rotor that is reciprocally moved and is formed in a substantially cylindrical or bottomed cylindrical shape, and the pressure member is the rotor The range in which the abutting portion abuts is pressurized (biased) to the vibrating body side in accordance with the rotation.

それゆえ、面内振動を行う振動体をロータの加圧（バイアス）力によって挟み込むことで、該ロータの回転軸方向および軸直角方向への位置決め（センタリング）が共に行われて、該ロータの軸受けを不要にした構成とすることができるとともに、振動体やロータに寸法上の製造誤差があっても、また温度変化や摩耗などによって振動体やロータに寸法変化が生じても、当接部の加圧（摩擦）力を常に一定に保つことができる。こうして、駆動性能を安定させることができる。また、ロータの全周を緊縛するのではなく、ロータの回転に伴い、略当接部が当接する範囲を部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。   Therefore, by sandwiching the vibrating body that performs in-plane vibration by the pressurizing (bias) force of the rotor, positioning (centering) of the rotor in the direction of the rotation axis and the direction perpendicular to the axis is performed. Even if there is a manufacturing error in the dimensions of the vibrating body or rotor, or even if a dimensional change occurs in the vibrating body or rotor due to temperature change or wear, the contact portion The pressing (friction) force can always be kept constant. Thus, the driving performance can be stabilized. In addition, the entire circumference of the rotor is not tightly bound, but as the rotor rotates, the area where the abutment part abuts is partially pressurized, so that the applied pressure can be transmitted effectively and responsiveness is improved. can do.

さらにまた、本発明のハードディスク装置は、以上のように、前記の摩擦駆動アクチュエータを用いる。   Furthermore, the hard disk device of the present invention uses the friction drive actuator as described above.

それゆえ、軸受けが不要で、振動体（ステータ）とロータとの間の摩擦力をより安定させることができるとともに、応答性を向上することができるヘッドアクチュエータを有するハードディスク装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a hard disk device having a head actuator that does not require a bearing, can further stabilize the frictional force between the vibrating body (stator) and the rotor, and can improve the responsiveness. .

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ１０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ１０は、大略的に、面内振動を行う振動体２と、前記振動体２を内包するロータ３と、前記振動体２を支持する固定部材４と、前記振動体２から引出されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）５と、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる本発明の実施の第１の形態に係る加圧部材１１とを備えて構成される。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an ultrasonic motor 10 that is a friction drive actuator according to a first embodiment of the present invention, where (a) is a front view, and (b) and (c) are longitudinal sectional views. It is. The ultrasonic motor 10 is roughly drawn out from the vibrating body 2, a vibrating body 2 that performs in-plane vibration, a rotor 3 that includes the vibrating body 2, a fixing member 4 that supports the vibrating body 2, and the vibrating body 2. FPC (Flexible Printed Circuit Board) 5 and a pressure member 11 according to the first embodiment of the present invention, which covers the rotor 3 and serves as an output transmission member.

図２は、前記振動体２を拡大して示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面図である。この振動体２は、矩形のバルク圧電素子２ｃの正面側に、４分割した対角線線上に一対のＡ相電極２ａとＢ相電極２ｂとが貼付けられ、裏面側に共通のＧＮＤ電極２ｄが貼付けられ、長手方向両端部にチップ部材２ｅ，２ｆが設けられ、そのチップ部材２ｅ，２ｆに実際にロータ３の内周面に当接する当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが設けられて成る。そして、振動体２の中央部に形成された孔２ｊに固定ねじ６が挿通され、前記固定部材４に螺着されることで該振動体２が固定部材４にねじ止め固定される。   FIG. 2 is an enlarged view of the vibrating body 2, (a) is a front view, (b) is a side view, and (c) is a back view. In this vibrating body 2, a pair of A-phase electrodes 2a and B-phase electrodes 2b are pasted on a diagonal line divided into four on the front side of a rectangular bulk piezoelectric element 2c, and a common GND electrode 2d is pasted on the back side. The tip members 2e and 2f are provided at both longitudinal ends, and the tip members 2e and 2f are provided with contact portions 2g; 2h and 2i that actually contact the inner peripheral surface of the rotor 3. A fixing screw 6 is inserted into a hole 2j formed in the center of the vibrating body 2 and screwed to the fixing member 4 so that the vibrating body 2 is fixed to the fixing member 4 with screws.

この振動体２は、矩形に形成されるけれども、三角形等、他の形状が用いられてもよく、また薄い圧電素子の層を複数積層して構成することで、低電圧化を図ることができる。前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉは、ロータ３の支持のために３点設けられるけれども、４点以上設けられてもよい。前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉは、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックや超硬合金などから成り、前記チップ部材２ｅ，２ｆとの結合には、接着強度が高く、比較的剛性の高いエポキシ系接着剤などが用いられる。   Although the vibrating body 2 is formed in a rectangular shape, other shapes such as a triangle may be used, and a low voltage can be achieved by stacking a plurality of thin piezoelectric element layers. . The contact portions 2g; 2h, 2i are provided at three points for supporting the rotor 3, but may be provided at four or more points. The abutting portions 2g; 2h, 2i are made of ceramic such as alumina or zirconia, cemented carbide, etc., and are bonded to the chip members 2e, 2f with high adhesive strength and relatively rigid epoxy-based adhesion. An agent is used.

前記Ａ相電極２ａ、Ｂ相電極２ｂおよびＧＮＤ電極２ｄはＦＰＣ５に接続され、図示しない駆動回路から、前記Ａ相電極２ａとＢ相電極２ｂとに相互に位相の９０度ずれた共振周波数の駆動信号が印加されることで、図３（ａ）で示す縦１次振動モードの振動と、図３（ｂ）で示す屈曲２次振動モードの振動とを励起させ、それらを合成することで、それぞれ同じ方向に回転する高周波の楕円振動が得られるようになっている。この楕円振動が、前記当接部２ｇ；２ｈ、２ｉで当接しているロータ３に伝搬され、該ロータ３が回転する。前記駆動信号の位相を反転させることで、前記楕円振動の回転方向、すなわちロータ３の回転方向が反転する。前記電極２ａ，電極２ｂに与える電圧の大きさを変化することで前記楕円振動の大きが変化し、速度やトルクが変化する。前記バルク圧電素子２ｃの縦横比、チップ部材２ｅ，２ｆの重量などを調整することで、前記２つのモードでの共振周波数が略一致されている。   The A-phase electrode 2a, the B-phase electrode 2b, and the GND electrode 2d are connected to the FPC 5, and are driven at a resonance frequency that is 90 degrees out of phase with the A-phase electrode 2a and the B-phase electrode 2b from a drive circuit (not shown). By applying the signal, the vibration in the longitudinal primary vibration mode shown in FIG. 3 (a) and the vibration in the bending secondary vibration mode shown in FIG. 3 (b) are excited and synthesized. High-frequency elliptical vibrations rotating in the same direction are obtained. This elliptical vibration is propagated to the rotor 3 in contact with the contact portions 2g; 2h, 2i, and the rotor 3 rotates. By reversing the phase of the drive signal, the rotational direction of the elliptical vibration, that is, the rotational direction of the rotor 3 is reversed. By changing the magnitude of the voltage applied to the electrodes 2a and 2b, the magnitude of the elliptical vibration changes, and the speed and torque change. By adjusting the aspect ratio of the bulk piezoelectric element 2c, the weight of the chip members 2e, 2f, and the like, the resonance frequencies in the two modes are substantially matched.

前記振動体２の３点の当接部２ｇ；２ｈ，２ｉに外接している円筒形状のロータ３は、弾性を有するステンレスなどの金属材料から成り、磨耗を防ぐため、その表面には、窒化処理などの硬化処理が施される。或いは、ＣｒＮやＴｉＣＮなどのセラミックコーティングが行われてもよい。   The cylindrical rotor 3 circumscribing the three contact portions 2g; 2h, 2i of the vibrating body 2 is made of an elastic metal material such as stainless steel, and the surface thereof is nitrided to prevent wear. A curing process such as a process is performed. Alternatively, a ceramic coating such as CrN or TiCN may be performed.

上述のように構成される超音波モータ１０において、注目すべきは、本実施の形態では、前記加圧部材１１は、前記ロータ３と同心の環状に形成されるステンレス製のリング１２と、前記リング１２とロータ３との間に圧縮された状態で介在されることで弾発力を発生し、スポンジなどから成り、前記ロータ３を加圧（バイアス）する弾性部材１３とを備えて構成されることである。   In the ultrasonic motor 10 configured as described above, it should be noted that in the present embodiment, the pressing member 11 includes a stainless steel ring 12 concentrically formed with the rotor 3, and the The elastic member 13 is formed of a sponge or the like and pressurizes (bias) the rotor 3 by being interposed between the ring 12 and the rotor 3 in a compressed state. Is Rukoto.

ここで、図４で示すように、ロータ３は、予め規定された範囲の回転角度内で往復動する。図４の例では、前記ロータ３は、中心位置から時計回り、反時計回りにそれぞれθだけ回転することを表しており、その中心位置で前記各当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの中心と回転中心Ｐとを結ぶ線を参照符号Ｌｇ；Ｌｈ，Ｌｉで示し、各当接部２ｇ；２ｈ，２ｉのロータ３との当接範囲（稼動範囲）を参照符号Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉで示している。近接して２つ設けられる当接部２ｈ、２ｉでは、そのロータ３との当接する範囲Ｗｈ，Ｗｉが角度θ１だけ重なっている。前記角度θは、たとえば２０度の範囲であり、後述するＨＤＤのヘッドアームの駆動には充分な回転量である。   Here, as shown in FIG. 4, the rotor 3 reciprocates within a rotation angle within a predetermined range. In the example of FIG. 4, the rotor 3 is shown to rotate clockwise and counterclockwise from the center position by θ, respectively. At the center position, the rotor 3 rotates with the center of each contact portion 2g; 2h, 2i. A line connecting the center P is indicated by reference characters Lg; Lh, Li, and a contact range (operation range) of each contact portion 2g; 2h, 2i with the rotor 3 is indicated by reference characters Wg; Wh, Wi. . In the two contact portions 2h and 2i provided close to each other, the ranges Wh and Wi in contact with the rotor 3 overlap each other by an angle θ1. The angle θ is in the range of 20 degrees, for example, and is a sufficient amount of rotation for driving the head arm of the HDD described later.

したがって、ロータ３に振動体２を組み込む前は、図１および図４で示すように環状のロータ３の略対向位置に設けられる弾性部材１３によって、該ロータ３は楕円形状に変形しており、図５で示すように、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが前記弾性部材１３の設けられていない箇所に位置している状態、すなわち前記矩形の振動体２の長手方向を該ロータ３の長径方向に一致させた状態で組み込むことで、容易に組み込むことができる。   Therefore, before incorporating the vibrating body 2 into the rotor 3, the rotor 3 is deformed into an elliptical shape by the elastic member 13 provided at a substantially opposite position of the annular rotor 3 as shown in FIGS. 1 and 4. As shown in FIG. 5, the state in which the contact portions 2g; 2h, 2i are located at a place where the elastic member 13 is not provided, that is, the longitudinal direction of the rectangular vibrating body 2 is the major axis of the rotor 3. By incorporating in a state that matches the direction, it can be easily incorporated.

前記組込みが行われた後、前記図１および図４で示すように、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉを前記弾性部材１３の設けられている箇所、すなわち前記矩形の振動体２の長手方向を該ロータ３の短径方向に一致させた状態（前記中心位置）までロータ３を回転させることで、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉはロータ３に内周側から当接して、ロータ３を半径方向外方に変形させる。これによって、該当接部２ｇ；２ｈ，２ｉにはロータ３の弾性変形による初期接触圧力に前記弾性部材１３による加圧力が加わり、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉとロータ３の内周面との接触圧は所定の値となる。   After the assembly, as shown in FIG. 1 and FIG. 4, the contact portions 2g; 2h, 2i are disposed at the locations where the elastic members 13 are provided, that is, in the longitudinal direction of the rectangular vibrating body 2. By rotating the rotor 3 until the rotor 3 is aligned with the minor axis direction of the rotor 3 (the central position), the contact portions 2g; 2h, 2i are in contact with the rotor 3 from the inner peripheral side, and the rotor 3 Is deformed radially outward. As a result, the contact portion 2g; 2h, 2i is subjected to the pressure applied by the elastic member 13 to the initial contact pressure due to the elastic deformation of the rotor 3, and the contact portions 2g; 2h, 2i and the inner peripheral surface of the rotor 3 The contact pressure becomes a predetermined value.

これら３箇所の当接によって、ロータ３は振動体２に対して半径方向の移動がガタつきなく規制（センタリング）される。また、図１（ｂ）や図１（ｃ）で示すロータ３の軸線方向断面には、Ｖ形状の溝３ａが設けられ、Ｒ形状の前記各当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが嵌まり込むので、ロータ３の回転軸方向および軸倒れ方向の移動も規制（センタリング）される。こうして、従来のボールベアリングなどの軸受けを不要にした構成とすることができるとともに、回転軸方向および軸直角方向共に軸受ガタが全くなく、剛性が高まり、モータの応答性を向上できる。   By the contact of these three places, the rotor 3 is restricted (centered) in the radial direction with respect to the vibrating body 2 without rattling. Further, a V-shaped groove 3a is provided in the axial cross section of the rotor 3 shown in FIGS. 1B and 1C, and the R-shaped contact portions 2g; 2h and 2i are fitted therein. Therefore, the movement of the rotor 3 in the rotation axis direction and the axis collapse direction is also restricted (centering). In this way, a conventional bearing such as a ball bearing can be dispensed with, and there is no bearing play at all in the direction of the rotation axis and the direction perpendicular to the axis, the rigidity is increased, and the responsiveness of the motor can be improved.

また、振動体２やロータ３に寸法上の製造誤差があっても、さらに温度変化や摩耗などによって振動体２やロータ３に寸法変化が生じても、弾性部材１３によって当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの加圧（摩擦）力を常に略一定に保つことができ、駆動性能を安定させることができる。さらにまた、図６で示すバンド１１’のように、ロータ３の全周を緊縛するのではなく、ロータ３の回転に伴い、略当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが当接する範囲Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉを部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。また、前記加圧（バイアス）力を、スポンジなどの弾性部材１３の弾発力によって容易に発生させることができる。なお、前記弾性部材１３による加圧範囲は、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが当接する範囲Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉに一致していることが望ましい。   Even if there is a dimensional manufacturing error in the vibrating body 2 or the rotor 3, and even if a dimensional change occurs in the vibrating body 2 or the rotor 3 due to temperature change or wear, the contact portion 2g; , 2i can always be kept substantially constant, and the driving performance can be stabilized. Furthermore, as in the band 11 ′ shown in FIG. 6, the entire circumference of the rotor 3 is not bound, but the range Wg where the substantially abutting portions 2g; 2h, 2i abut with the rotation of the rotor 3; Since Wi is partially pressurized, the applied pressure can be transmitted effectively and the responsiveness can be improved. Further, the pressurizing (bias) force can be easily generated by the elastic force of the elastic member 13 such as a sponge. In addition, it is desirable that the pressurizing range by the elastic member 13 coincides with the range Wg; Wh, Wi where the abutting portions 2g; 2h, 2i abut.

図７は、前記図１〜図５で示す超音波モータ１０をＨＤＤ磁気記録ヘッド１５の駆動に応用したＨＤＤ装置１６の概略構成図である。従来のＨＤＤ磁気記録ヘッド駆動アクチュエータの構成としては、前記磁気記録ヘッド１５が取付けられたヘッド・アーム１７をピボットベアリングで回転支持し、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）で駆動を行っている。これに対して、本実施の形態では、前記ヘッド・アーム１７を前記超音波モータ１０で回転支持するとともに、駆動も行う。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an HDD device 16 in which the ultrasonic motor 10 shown in FIGS. 1 to 5 is applied to drive the HDD magnetic recording head 15. As a configuration of a conventional HDD magnetic recording head driving actuator, a head arm 17 to which the magnetic recording head 15 is attached is rotatably supported by a pivot bearing and driven by a VCM (voice coil motor). In contrast, in the present embodiment, the head arm 17 is rotationally supported by the ultrasonic motor 10 and is also driven.

具体的には、回転駆動されるディスク１８の側方に前記超音波モータ１０が配置されており、この超音波モータ１０を回転軸として、前記有底円筒状（帽状）に形成されて剛性を有し、その周壁が前記リング１２となる出力伝達部材１９において、前記リング１２の外周面や、底部に前記ヘッド・アーム１７が固着され、そのヘッド・アーム１７の先端に取付けられたＨＤＤ磁気記録ヘッド１５が前記回転駆動されるディスク１８上を周方向に走行することで、記録内容の書込み、消去、読出し等が行われる。このように有底円筒状（帽状）の出力伝達部材１９を用いることで、前記リング１２の剛性が向上し、また該リング１２に直接ヘッド・アーム１７を取付ける場合に比べて、出力の取出しが容易になる。   Specifically, the ultrasonic motor 10 is disposed on the side of the disk 18 to be rotationally driven, and is formed into the bottomed cylindrical shape (cap shape) with the ultrasonic motor 10 as a rotation axis and is rigid. In the output transmission member 19 whose peripheral wall is the ring 12, the head arm 17 is fixed to the outer peripheral surface or the bottom of the ring 12, and the HDD magnetic unit is attached to the tip of the head arm 17. When the recording head 15 travels in the circumferential direction on the disk 18 that is rotationally driven, recording contents are written, erased, read out, and the like. By using the bottomed cylindrical (cap-shaped) output transmission member 19 in this way, the rigidity of the ring 12 is improved, and output can be taken out as compared with the case where the head arm 17 is directly attached to the ring 12. Becomes easier.

そして、図示しない制御手段によって前記超音波モータ１０が駆動され、ＨＤＤ磁気記録ヘッド１５がディスク１８の径方向に移動されることでサーチ動作が実現され、所望とする記録位置へ前記書込み、消去、読出し等が行われる。また、そのサーチ動作や、書込み、消去、読出し等の動作時には、トラックＮｏが管理されており、前記制御手段は、ロータ３が前記当接範囲（稼動範囲）Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉを逸脱しないように振動体２を駆動する。さらにまた、電源遮断時に前記ヘッド・アーム１７が拘束されるホームポジションなどには、前記ロータ３の前記当接範囲（稼動範囲）Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉからの逸脱を機械的に防止するストッパ１４が設けられている。   Then, the ultrasonic motor 10 is driven by a control means (not shown), and the HDD magnetic recording head 15 is moved in the radial direction of the disk 18 to realize a search operation, and the writing, erasing, Reading is performed. In addition, the track number is managed at the time of the search operation, the write operation, the erase operation, the read operation, etc., and the control means prevents the rotor 3 from deviating from the contact range (operating range) Wg; Wh, Wi. The vibrator 2 is driven. Furthermore, at a home position where the head arm 17 is restrained when the power is shut off, a stopper 14 that mechanically prevents the rotor 3 from deviating from the contact range (operating range) Wg; Wh, Wi. Is provided.

このようなＨＤＤヘッド駆動の場合、高速で回転するディスク１８上のトラックのうねりなどに追従しながら位置決め制御を行う必要があり、アクチュエータには、非常に高い応答性と分解能とが要求される。本実施の形態のように前述の超音波モータ１０を磁気記録ヘッド１５の駆動に使用すると、軸受ガタに軸受慣性や軸受負荷が全くなく、振動体（ステータ）２とロータ３との間の摩擦力をより安定させられるので、高い応答性を得ることができ、記録密度を向上することができる。   In the case of such an HDD head drive, it is necessary to perform positioning control while following the undulation of the track on the disk 18 rotating at high speed, and the actuator is required to have very high responsiveness and resolution. When the above-described ultrasonic motor 10 is used to drive the magnetic recording head 15 as in the present embodiment, there is no bearing inertia or bearing load in the bearing backlash, and the friction between the vibrating body (stator) 2 and the rotor 3 does not occur. Since the force can be further stabilized, high responsiveness can be obtained and the recording density can be improved.

［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の第２の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ２０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ２０は、前述の超音波モータ１０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる加圧部材２１が、前記ロータ３と同心の環状に形成されるリング２２と、前記リング２２とロータ３との間に介在され、それらの径の差Δｒよりも厚く形成されることで前記ロータ３を加圧する樹脂製の介在部材２３とを備えて構成されることである。前記リング２２も樹脂製で、図８で示すように介在部材２３と一体で構成されてもよい。 [Embodiment 2]
FIG. 8 is a diagram showing a structure of an ultrasonic motor 20 that is a friction drive actuator according to a second embodiment of the present invention, where (a) is a front view, and (b) and (c) are longitudinal sectional views. It is. The ultrasonic motor 20 is similar to the ultrasonic motor 10 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that in the present embodiment, a pressure member 21 that covers the rotor 3 and serves as an output transmission member includes a ring 22 that is concentrically formed with the rotor 3, and the ring 22 and the rotor 3. And a resin-made interposition member 23 that pressurizes the rotor 3 by being formed thicker than the difference Δr in diameter between them. The ring 22 is also made of resin, and may be formed integrally with the interposition member 23 as shown in FIG.

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、介在部材２３の厚みによって容易に発生させることができる。また、振動アクチュエータで問題となりやすい振動体２からの加振力によるロータ３の不要な共振に対して、加圧部材２１が金属に比べて振動減衰効果が高い樹脂製であるので、制振作用が働き、共振を低減し、さらなる駆動性能の向上・安定化を図ることができる。   With this configuration, the pressurizing (bias) force can be easily generated depending on the thickness of the interposed member 23. Further, since the pressurizing member 21 is made of a resin that has a higher vibration damping effect than a metal against an unnecessary resonance of the rotor 3 due to an excitation force from the vibrating body 2 that is likely to cause a problem with the vibration actuator, Can reduce resonance and further improve and stabilize the driving performance.

［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の第３の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ３０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。この超音波モータ３０は、前述の超音波モータ１０，２０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。先ず注目すべきは、本実施の形態では、振動体２’は、３つに分割され、ロータ３を外囲するように、前記軸直角断面での形状が略三角形状の位置に配置されていることである。前記振動体２’は、前記軸直角断面がくの字状の圧電素子２ｃ’の屈曲部分に当接部２ｋが取付けられ、遊端部がブラケット３４を介して固定位置のフレーム３５に取付けられて構成されており、前記圧電素子２ｃ’の伸縮および屈曲動作によって、前記楕円振動が発生する。このように、本発明では、ロータ３は、振動体２，２’に対して、外嵌めと内嵌めとのどちらで設けられてもよい。 [Embodiment 3]
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing the structure of an ultrasonic motor 30 that is a friction drive actuator according to a third embodiment of the present invention, where FIG. 9A is a front view and FIG. 9B is a longitudinal sectional view. The ultrasonic motor 30 is similar to the ultrasonic motors 10 and 20 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. First, it should be noted that in the present embodiment, the vibrating body 2 ′ is divided into three parts, and the shape in the cross section perpendicular to the axis is arranged at a substantially triangular position so as to surround the rotor 3. It is that you are. The vibrating body 2 ′ has a contact portion 2 k attached to a bent portion of the piezoelectric element 2 c ′ having a cross-sectional shape perpendicular to the axis, and a free end portion attached to a frame 35 at a fixed position via a bracket 34. The elliptical vibration is generated by the expansion and contraction and bending operations of the piezoelectric element 2c ′. As described above, in the present invention, the rotor 3 may be provided to the vibrating bodies 2 and 2 ′ by either an external fit or an internal fit.

また注目すべきは、本実施の形態では、前記ロータ３を加圧する加圧部材３１は、ロータ３の内方からロータ３を加圧し、該ロータ３と同心のＣ字状に形成されるリング３２と、前記リングとロータとの間に介在される介在部材３３とを備えて構成されることである。前記リング３２は、板ばねから成り、ロータ３内に収容される際に、縮小方向に加圧（バイアス）され、組付けられると、拡大方向に弾発力を発生する。このように構成することで、ロータ３を振動体２’に対して、内嵌めすることができる。   It should be noted that in this embodiment, the pressure member 31 that pressurizes the rotor 3 pressurizes the rotor 3 from the inside of the rotor 3 and is formed in a C-shape concentric with the rotor 3. 32 and an interposed member 33 interposed between the ring and the rotor. The ring 32 is made of a leaf spring, and is pressed (biased) in the reduction direction when housed in the rotor 3 and generates a resilient force in the expansion direction when assembled. With this configuration, the rotor 3 can be fitted into the vibrating body 2 ′.

［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の第４の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ４０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。この超音波モータ４０は、前述の超音波モータ１０，２０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられる加圧部材４１が、前記ロータ３と同心のＣ字状に形成されるステンレス板ばねから成るリング４２と、前記リング４２とロータ３との間に介在される前記介在部材２３と、前記リング４２の遊端部間を締付ける力を加減することで、前記介在部材２３の加圧力を調整可能にする締付けねじ４４とを備えて構成されることである。 [Embodiment 4]
10A and 10B are views showing the structure of an ultrasonic motor 40 that is a friction drive actuator according to a fourth embodiment of the present invention, where FIG. 10A is a front view and FIG. 10B is a longitudinal sectional view. The ultrasonic motor 40 is similar to the ultrasonic motors 10 and 20 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that in this embodiment, the pressure member 41 that covers the rotor 3 includes a ring 42 made of a stainless steel leaf spring formed in a C-shape concentric with the rotor 3, and the ring 42 and the rotor. 3 and a clamping screw 44 that adjusts the pressure applied to the interposition member 23 by adjusting the tightening force between the free ends of the ring 42. Is to be configured.

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、締付けねじ４４によって調整可能に発生させることができ、加圧力のより細かい設定調整が可能になり、振動体２の当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの接触圧力がより安定し、駆動性能を安定させることができる。   With this configuration, the pressurizing (bias) force can be generated by the tightening screw 44 so as to be adjustable, and a finer setting adjustment of the applied pressure can be performed, and the contact portion 2g of the vibrating body 2 can be adjusted. The contact pressure of 2h and 2i is more stable, and the driving performance can be stabilized.

［実施の形態５］
図１１は、本発明の実施の第５の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ５０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ５０は、前述の超音波モータ１０，２０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる加圧部材５１が、前記ロータに接触する介在部材５２と、前記介在部材５２に外嵌めされ、半径方向に縮小するようにバイアス力を発生することで、前記介在部材５２に前記ロータ３を加圧させるコイルばね５３とを備えて構成されることである。 [Embodiment 5]
FIG. 11 is a diagram showing a structure of an ultrasonic motor 50 that is a friction drive actuator according to a fifth embodiment of the present invention, where (a) is a front view, and (b) and (c) are longitudinal sectional views. It is. The ultrasonic motor 50 is similar to the ultrasonic motors 10 and 20 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that in the present embodiment, a pressurizing member 51 that covers the rotor 3 and serves as an output transmission member is externally fitted to the interposition member 52 that contacts the rotor and the interposition member 52, so that the radial direction And a coil spring 53 that pressurizes the rotor 3 to the interposition member 52 by generating a biasing force so as to be reduced.

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、コイルばね５３によって容易に発生させることができる。また、コイルばね５３は板ばねに比べてばね定数を小さくできるので、加圧力を発生させるための初期チャージ量を大きくとることができ、寸法誤差による加圧力の変動を低減することができる。   With this configuration, the pressurizing (bias) force can be easily generated by the coil spring 53. In addition, since the spring constant of the coil spring 53 can be made smaller than that of the leaf spring, the initial charge amount for generating the pressurizing force can be increased, and fluctuations in the pressurizing force due to dimensional errors can be reduced.

［実施の形態６］
図１２は、本発明の実施の第５の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ６０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ６０は、前述の超音波モータ１０に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる加圧部材６１が、前記ロータ３と同心で、２種類の径を有する円弧部６２，６３；６４，６５を半径方向に延びる連結部６６，６７で接続した略環状に形成され、前記連結部６６，６７が大径の円弧部６２，６３とロータ３との径の差よりも長く形成されることで、小径の円弧部６４，６５が前記ロータ３を加圧するリング部材から成ることである。すなわち、前記小径の円弧部６４，６５は前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの当接範囲Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉに対応し、大径の円弧部６２，６３は残余の部分に対応する。 [Embodiment 6]
FIG. 12 is a view showing the structure of an ultrasonic motor 60 that is a friction drive actuator according to a fifth embodiment of the present invention, where (a) is a front view, and (b) and (c) are longitudinal sectional views. It is. The ultrasonic motor 60 is similar to the ultrasonic motor 10 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. It should be noted that in the present embodiment, the pressing member 61 that is covered with the rotor 3 and serves as an output transmission member is concentric with the rotor 3 and has arcuate portions 62, 63; 65 is formed in a substantially annular shape connected by connecting portions 66 and 67 extending in the radial direction, and the connecting portions 66 and 67 are formed longer than the difference in diameter between the large-diameter arc portions 62 and 63 and the rotor 3. The small-diameter arc portions 64 and 65 are made of a ring member that pressurizes the rotor 3. That is, the small-diameter arc portions 64 and 65 correspond to the abutment portions 2g; 2h and 2i, and the large-diameter arc portions 62 and 63 correspond to the remaining portions.

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、段差を有するリング部材の前記段差の部分によって容易に発生させることができる。   With this configuration, the pressing (bias) force can be easily generated by the step portion of the ring member having a step.

本発明の実施の第１の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記摩擦駆動アクチュエータの振動体を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the vibrating body of the said friction drive actuator. 振動体の振動モードを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the vibration mode of a vibrating body. ロータの回転範囲を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rotation range of a rotor. ロータに振動体を組み込む状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state which incorporates a vibrating body in a rotor. 本発明を前提とする従来技術を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the prior art based on this invention. 前記超音波モータをＨＤＤ磁気記録ヘッドの駆動に応用したＨＤＤ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the HDD apparatus which applied the said ultrasonic motor to the drive of HDD magnetic recording head. 本発明の実施の第２の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施の第３の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施の第４の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の実施の第５の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の実施の第５の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. ＨＤＤの磁気記録ヘッド駆動用の典型的な従来技術による超音波アクチュエータの断面図である。1 is a cross-sectional view of a typical conventional ultrasonic actuator for driving a magnetic recording head of an HDD. FIG. 他の従来技術の平面図である。It is a top view of another prior art. さらに他の従来技術の超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor of another prior art.

符号の説明Explanation of symbols

２，２’ 振動体
２ａ Ａ相電極
２ｂ Ｂ相電極
２ｃ，２ｃ’ 圧電素子
２ｄ ＧＮＤ電極
２ｇ；２ｈ，２ｉ；２ｋ 当接部
３ ロータ
４ 固定部材
５ ＦＰＣ
６ 固定ねじ
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 超音波モータ
１１，２１，３１，４１，５１，６１ 加圧部材
１２，２２，３２，４２ リング
１３ 弾性部材
１４ ストッパ
１５ 磁気記録ヘッド
１６ ＨＤＤ装置
１７ ヘッド・アーム
１８ ディスク
１９ 出力伝達部材
２３，３３，５２ 介在部材
３４ ブラケット
３５ フレーム
４４ 締付けねじ
５３ コイルばね
６２，６３；６４，６５ 円弧部
６６，６７ 連結部
Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉ 当接範囲（稼動範囲） 2, 2 'Vibrating body 2a A phase electrode 2b B phase electrode 2c, 2c' Piezoelectric element 2d GND electrode 2g; 2h, 2i; 2k Contact part 3 Rotor 4 Fixing member 5 FPC
6 Fixing screw 10, 20, 30, 40, 50, 60 Ultrasonic motor 11, 21, 31, 41, 51, 61 Pressure member 12, 22, 32, 42 Ring 13 Elastic member 14 Stopper 15 Magnetic recording head 16 HDD Device 17 Head arm 18 Disc 19 Output transmission member 23, 33, 52 Intervening member 34 Bracket 35 Frame 44 Clamping screw 53 Coil spring 62, 63; 64, 65 Arc part 66, 67 Connection part Wg; Wh, Wi Contact range (Operating range)

Claims (7)

面内振動を行う振動体と、環状に形成され、その内周面または外周面において前記振動体の当接部が複数箇所で半径方向に当接するロータとを備えて構成され、前記ロータが弾性変形することで当接部に加圧力が生じるよう前記振動体が組み込まれ、前記加圧力により、前記振動体の振動が摩擦接触しているロータに伝達されて該ロータが予め規定された範囲の回転角度内で往復動する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
前記ロータを挟んで前記当接部の反対側で、前記ロータの回転に対して略前記当接部が当接する範囲に設けられ、前記ロータを前記振動体側に加圧する加圧部材を備えることを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。 A vibration body that performs in-plane vibration, and a rotor that is formed in an annular shape, and abutting portions of the vibration body are abutted in a radial direction at a plurality of locations on an inner circumferential surface or an outer circumferential surface thereof, and the rotor is elastic The vibrating body is incorporated so that a pressure is generated in the contact portion by deformation, and the vibration of the vibrating body is transmitted to the rotor in frictional contact by the pressing force, so that the rotor is within a predetermined range. In a friction drive actuator that reciprocates within a rotation angle,
A pressure member provided on the opposite side of the abutting portion across the rotor to a range where the abutting portion abuts against the rotation of the rotor, and pressurizing the rotor toward the vibrating body; Friction drive actuator characterized. 前記加圧部材は、
前記ロータに接触する介在部材と、
前記介在部材に外嵌めまたは内嵌めされ、半径方向に縮小または拡大するようにバイアス力を発生することで、前記介在部材に前記ロータを加圧させるコイルばねとを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の摩擦駆動アクチュエータ。 The pressure member is
An interposition member in contact with the rotor;
A coil spring that is externally or internally fitted to the interposition member and generates a biasing force so as to be contracted or expanded in the radial direction to pressurize the rotor to the interposition member. The friction drive actuator according to claim 1. 前記加圧部材は、
前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、
前記リングとロータとの間に介在され、それらの径の差よりも厚く形成されることで前記ロータを加圧する樹脂製の介在部材とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の摩擦駆動アクチュエータ。 The pressure member is
A ring formed concentrically or circularly with the rotor;
2. A resin interposed member that is interposed between the ring and the rotor and is formed thicker than a difference in diameter between the rings and the rotor to pressurize the rotor. Friction drive actuator. 前記加圧部材は、
前記ロータと同心のＣ字状に形成されるリングと、
前記リングとロータとの間に介在される介在部材と、
前記リングの遊端部間を締付ける力を加減することで、前記介在部材の加圧力を調整可能にする加圧力調整手段とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の摩擦駆動アクチュエータ。 The pressure member is
A ring formed in a C-shape concentric with the rotor;
An interposition member interposed between the ring and the rotor;
2. The friction drive according to claim 1, further comprising: a pressure adjusting means that adjusts the pressure of the interposition member by adjusting a force for tightening between the free ends of the ring. Actuator. 前記加圧部材は、
前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、
前記リングとロータとの間に圧縮された状態で介在されることで弾発力を発生し、前記ロータを加圧する弾性部材とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の摩擦駆動アクチュエータ。 The pressure member is
A ring formed concentrically or circularly with the rotor;
2. The friction according to claim 1, further comprising: an elastic member that generates elastic force by being interposed between the ring and the rotor in a compressed state and pressurizes the rotor. Drive actuator. 前記加圧部材は、前記ロータと同心で、２種類の径を有する円弧部を半径方向に延びる連結部で接続した略環状に形成され、前記連結部が大径の円弧部とロータとの径の差よりも長く形成されることで小径の円弧部が前記ロータを加圧するリング部材から成ることを特徴とする請求項１記載の摩擦駆動アクチュエータ。   The pressure member is concentric with the rotor and is formed in a substantially annular shape in which arc portions having two types of diameters are connected by a connecting portion extending in the radial direction, and the connecting portion has a diameter between the arc portion having a large diameter and the rotor. The friction drive actuator according to claim 1, wherein the arcuate portion having a small diameter is formed of a ring member that pressurizes the rotor by being formed longer than the difference between the two. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載の摩擦駆動アクチュエータを用いることを特徴とするハードディスク装置。   A hard disk device using the friction drive actuator according to claim 1.