振動型駆動装置
【課題】振動型駆動装置において、弾性体にクラックの発生を抑えられる形状を与えることで、最大回転数をより高くする。
【解決手段】振動型駆動装置は、弾性体７および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、弾性体との摩擦により回転する回転子を有する。弾性体において振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部７ｅを有する。凹部のうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面７ｅ１，７ｅ２が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜しており、かつ凹部の内周側の部分における該２つの面の間に、凹曲面７ｅ３が形成されている。
【解決手段】振動型駆動装置は、弾性体７および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、弾性体との摩擦により回転する回転子を有する。弾性体において振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部７ｅを有する。凹部のうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面７ｅ１，７ｅ２が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜しており、かつ凹部の内周側の部分における該２つの面の間に、凹曲面７ｅ３が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子により励起した振動を用いて駆動力を得る振動波モータ等と称される振動型駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような振動型駆動装置は、例えば特許文献１にて開示されている。振動型駆動装置は、弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、振動する弾性体との摩擦により回転する回転子とにより構成されている。
【０００３】
図９には、従来の一般的な振動型駆動装置の構成を示している。この図において、回転子１６ａ，１６ｂの回転中心軸が延びる方向を軸方向という。図１０には、図９に示す振動型駆動装置に用いられている弾性体１０７の一部の断面を示している。弾性体１０７は、軸方向両側に振動部１０７ａ，１０７ｂを有するとともに、これら振動部１０７ａ，１０７ｂの間に圧電素子保持部１０７ｃ，１０７ｄを有する。この弾性体１０７は、振動部１０７ａおよび圧電素子保持部１０７ｃを有する第１の弾性体と、振動部１０７ｂおよび圧電素子保持部１０７ｄを有する第２の弾性体とが、圧電素子保持部側で接合されて一体化されている。
【０００４】
２つの圧電素子保持部１０７ｃ，１０７ｄの間には、電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子９が挟み込まれて保持されている。圧電素子９に、フレキシブル基板８を介して互いに位相が異なる２つの周波信号が入力される。２つの周波信号が入力された圧電素子９には、軸方向に伸長する部分と圧縮する部分とが周方向にて発生し、かつこれらの部分が周方向に順次移動する。これにより、弾性体１０７には、軸方向に対して屈曲し、該屈曲の方位が周方向にて順次変化するような振動が励起される。
【０００５】
弾性体１０７における振動部１０７ａと圧電素子保持部１０７ｃとの間および振動部１０７ｂと圧電素子保持部１０７ｄとの間には、該弾性体１０７の周方向に延びる凹部１０７ｅが形成されている。該凹部１０７ｅは、弾性体の周方向に直交する断面（軸方向に沿った断面）にて矩形の形状を有し、弾性体１０７の径方向外側に向かって開口している。弾性体１０７における凹部１０７ｅが形成された部分は他の部分に比べて剛性が低くなる。また、凹部１０７ｅは弾性体１０７に励起される振動の節となる位置に形成される。これらにより、振動部１０７ａ，１０７ｂの振幅が、凹部１０７ｅが形成されない場合に比べて拡大される。
【０００６】
弾性体１０７および圧電素子９により構成される振動子２７は、支持部材１０によって不図示のケースに固定される。
【０００７】
回転子１６ａ，１６ｂはそれぞれ、回転盤１２ａ，１２ｂと、該回転盤１２ａ，１２ｂに固定された摺動部材１１ａ，１１ｂとにより構成されている。回転盤１２ａ，１２ｂがそれぞれ加圧ばね１３ａ，１３ｂから軸方向の付勢力を受けることにより、摺動部材１１ａ，１１ｂが振動子２７の振動部１０７ａ，１０７ｂに圧接される。振動する振動部１０７ａ，１０７ｂと摺動部材１１ａ，１１ｂとの接触摩擦によって回転子１６ａ，１６ｂが回転され、さらに回転盤１２ａ，１２ｂと一体回転する出力軸１が回転する。この出力軸１からギア等により駆動力を取り出すことができる。
【０００８】
このように構成される振動型駆動装置の圧電素子９に印加される周波信号の周波数（Ｈｚ）と該振動型駆動装置の回転数（ｒ／ｍｉｎ）との関係を図１１に示す。振動型駆動装置の回転数の最大値は、振動子の共振周波数に相当する。実際に圧電素子に印加される周波信号の周波数は、この共振周波数より高い回転数域に対応する周波数域で設定され、周波数を低くする（共振周波数に近づける）と回転数が高くなり、周波数を高くする（共振周波数から遠ざける）と回転数が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、振動型駆動装置の最大回転数は、弾性体１０７の機械的特性によって制限される。すなわち、回転数が、図１１に示す限界回転数を超えると、図１０に示すように、弾性体１０７における各凹部１０７ｅの最深部分（最内周部分）の角部にクラックＣが発生するおそれがある。このため、回転数がこの限界回転数を超えないように最大回転数が制限される。
【００１１】
したがって、弾性体１０７における上記のようなクラックＣの発生を抑えることができれば、モータの最大回転数をより高く設定することができる。
【００１２】
本発明は、弾性体にクラックの発生を抑えられる形状を与えることで、最大回転数をより高くすることができるようにした振動型駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面としての振動型駆動装置は、弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する。弾性体において振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有する。そして、凹部のうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜しており、かつ凹部の内周側の部分における該２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の一側面としての振動型駆動装置は、弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する。弾性体において振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有する。そして、凹部のうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、径方向に平行に延びており、かつ凹部の内周側の部分における該２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
なお、上記振動型駆動装置と、これにより駆動される被駆動部材とを有する機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、弾性体に振動の振幅を拡大するために設けた凹部を上記のような形状に形成することで、該弾性体におけるクラックの発生を抑えることができ、振動型駆動装置の最大回転数をより高くすることができる。そして、このような振動型駆動装置を用いることで、弾性体におけるクラック発生による動作不良が生じにくく、かつ被駆動部材をより高速で駆動することが可能な機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１である振動型駆動装置の全体構成を示す断面図。
【図２】実施例１の振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す断面図および部分拡大断面図。
【図３】本発明の実施例２である振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す断面図および部分拡大断面図。
【図４】実施例１，２の弾性体における応力分布を示す図。
【図５】実施例１，２にて説明した弾性体の変形例（実施例３）を示す部分拡大断面図。
【図６】本発明の実施例４である振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す部分拡大断面図。
【図７】本発明の実施例５における弾性体の製作方法を示す図。
【図８】本発明の実施例６である振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す断面図および部分拡大断面図。
【図９】従来の振動型駆動装置の全体構成を示す断面図。
【図１０】従来の振動型駆動装置に用いられている弾性体の断面図。
【図１１】従来の振動型駆動装置における周波信号の周波数と回転数との関係を示す図。
【図１２】実施例１における弾性体の振動を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１には、本発明の実施例１である振動型駆動装置の構成を示している。この図において、回転子１６ａ，１６ｂの回転中心軸が延びる方向を軸方向という。振動型駆動装置の基本的な構成は、図９に示した従来の振動型駆動装置の構成と同じである。図２には、図１に示す振動型駆動装置に用いられている弾性体７の一部の断面を示している。
【００２０】
弾性体７は、軸方向両側に振動部７ａ，７ｂを有するとともに、これら振動部７ａ，７ｂの間に圧電素子保持部７ｃ，７ｄを有する。この弾性体７は、振動部７ａおよび圧電素子保持部７ｃを有する第１の弾性体と、振動部７ｂおよび圧電素子保持部７ｄを有する第２の弾性体とが、圧電素子保持部側で接合されて一体化されている。
【００２１】
２つの圧電素子保持部７ｃ，７ｄの間には、電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子９が挟み込まれて保持されている。圧電素子９には、フレキシブル基板８を介して互いに位相が異なる２つの周波信号が入力される。２つの周波信号が入力された圧電素子９には、軸方向に伸長する部分と圧縮する部分とが周方向にて発生し、かつこれらの部分が周方向に順次移動する。これにより、弾性体７には、軸方向に対して屈曲し、該屈曲の方位が周方向において順次変化するような振動が励起される。
【００２２】
弾性体７における振動部７ａと圧電素子保持部７ｃとの間および振動部７ｂと圧電素子保持部７ｄとの間には、弾性体７の周方向に延びる凹部７ｅが形成されている。該凹部７ｅは、弾性体７の径方向外側に向かって開口している。弾性体７における凹部７ｅが形成された部分は他の部分に比べて剛性が低くなる。また、凹部７ｅは弾性体７に励起される振動の節となる位置に形成される。これらにより、振動部７ａ，７ｂの振幅が、凹部７ｅが形成されない場合に比べて拡大される。
【００２３】
図１２には、弾性体７（第１の弾性体）が振動により屈曲する様子を示している。振動部７ａは、弾性体７における凹部７ｅの近傍部分を中心（節）として、圧電素子保持部７ｃに対して大きく屈曲する。
【００２４】
弾性体７および圧電素子９により構成される振動子１７は、支持部材１０によって不図示のケースに固定される。
【００２５】
回転子１６ａ，１６ｂはそれぞれ、回転盤１２ａ，１２ｂと、該回転盤１２ａ，１２ｂに固定された摺動部材１１ａ，１１ｂとにより構成されている。回転盤１２ａ，１２ｂは、出力軸１に固定された回転係合部材１４ａ，１４ｂに周方向にて係合しており、これにより、回転盤１２ａ，１２ｂと回転係合部材１４ａ，１４ｂと出力軸１とが一体となって回転する。出力軸１は、ケースにおける軸方向両側に取り付けられた不図示の軸受けにより回転可能に支持されている。
【００２６】
回転盤１２ａ，１２ｂがそれぞれ加圧ばね１３ａ，１３ｂから軸方向の付勢力を受けることにより、摺動部材１１ａ，１１ｂが振動子１７の振動部７ａ，７ｂに圧接される。振動する振動部７ａ，７ｂと摺動部材１１ａ，１１ｂとの接触摩擦によって回転子１６ａ，１６ｂが回転駆動され、回転盤１２ａ，１２ｂおよび回転係合部材１４ａ，１４ｂを介して出力軸１が回転する。この出力軸１からギア等により駆動力を取り出すことができ、該駆動力を用いて、ギア、プーリ、レバー、アーム、シャフト等の被駆動部材３０を駆動することができる。被駆動部材３０は、振動型駆動装置を駆動源として備える各種機器の構成要素である。
【００２７】
このように構成される振動型駆動装置の圧電素子９に印加される周波信号の周波数（Ｈｚ）と該振動型駆動装置の回転数（ｒ／ｍｉｎ）との関係は、図１１に示した従来の振動型駆動装置における関係と基本的に同じである。ただし、本実施例では、最大回転数を従来よりも高くするために、以下に説明するように凹部７ｅの形状に特徴を持たせている。
【００２８】
従来では、図１０に示すように、弾性体１０７に設けられた凹部１０７ｅが周方向に直交する断面（軸方向に沿った断面であり、以下、周方向断面という）にて矩形の形状を有し、角部に応力集中によるクラックが発生し易かった。
【００２９】
これに対して、本実施例では、周方向断面において、凹部７ｅのうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面（図１（Ａ）に符号７ｅ１，７ｅ２で示す）が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜している。言い換えれば、上記２つの面（以下、上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２という）が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００３０】
さらに、凹部７ｅの内周側の部分には、図１（Ｂ）に拡大して示すように、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２の内周端に段差なく繋がる凹曲面７ｅ３が形成されている。つまり、２つの錐台（上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２）の間に、これらに滑らかに（角部が形成されないように）繋がる凹曲面７ｅ３によって形成された内周端部を設けている。
【００３１】
凹部７ｅの内面をこのように形成することで、図１２に示すように、振動する弾性体７における凹部７ｅの周辺の応力を凹部７ｅに沿って滑らかに変化させ、応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる。このため、振動型駆動装置の最大回転数を従来に比べてより高くすることができる。
【００３２】
そして、このような振動型駆動装置を各種機器における被駆動部材３０の駆動源として用いることにより、弾性体におけるクラック発生による動作不良が生じにくく、かつ被駆動部材をより高速で駆動することが可能な機器を実現することができる。
【００３３】
なお、傾斜面（７ｅ１，７ｅ２）は、周方向断面において曲率を持つ面（例えば、凸面）であってもよい。
【実施例２】
【００３４】
図３（Ａ）には、本発明の実施例２である振動型駆動装置に用いられる弾性体（第１および第２の弾性体）７′の周方向断面の形状を示している。
【００３５】
本実施例の弾性体７′でも、実施例１と同様に、周方向断面において、凹部７ｅの内面であって軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面（上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２）が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜している。すなわち、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００３６】
そして、本実施例では、凹部７ｅの内周側の部分の上下には、図３（Ｂ）に拡大して示すように、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′が形成されている。
【００３７】
さらに、２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間には、より内周側に凹み（外周側に開口し）、かつ周方向に延びる内周溝部７ｅ４が形成されている。つまり、２つの錐面（上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２）の間に、これらに滑らかに（角部が形成されないように）繋がる凹曲面７ｅ３，７ｅ３′と該凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間に設けられた内周溝部７ｅ４とを有する内周端部を設けている。内周溝部７ｅ４は、矩形の周方向断面を有する。
【００３８】
上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２から凹曲面７ｅ３，７ｅ３′にかけては角部が形成されていない。しかも、凹曲面７ｅ３，７ｅ３′と内周溝部７ｅ４との間に角部が形成されることで、この周辺の応力が分散される。これにより、振動する弾性体７における凹部７ｅの周辺での応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる
図４（Ａ）には、実施例１にて説明した弾性体７における凹部７ｅの周辺の応力分布を示している。実施例１でも、応力Ｓはある程度分散され、応力集中は生じていない。
【００３９】
これに対して、図４（Ｂ）には、実施例２にて説明した弾性体７′における凹部７ｅの周辺の応力分布を示している。実施例２では、実施例１よりもさらに応力Ｓが分散され、応力集中の発生をより効果的に抑えている。
【実施例３】
【００４０】
図５（Ａ）〜（Ｃ）には、上述した実施例１，２における弾性体７，７′の変形例を実施例３として示している。これらの変形例でも、実施例１，２と同様に、凹部７ｅは、軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面であって、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜した上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２を有する。すなわち、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００４１】
そして、図５（Ａ）に示す変形例では、実施例２と同様に、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′が形成されている。また、該２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間に、より内周側に凹み（外周側に開口し）、かつ周方向に延びる内周溝部７ｅ５が形成されている。つまり、２つの円錐面（上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２）の間に、これらに滑らかに（角部が形成されないように）繋がる凹曲面７ｅ３，７ｅ３′と、該凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間に形成された内周溝部７ｅ５とを有する内周端部を設けている。
【００４２】
内周溝部７ｅ５は、この内周溝部７ｅ５の開口の近くにおいて径方向に平行に延びて互いに対向する２つの平行面と、該２つの平行面よりも内周側において軸方向にて互いに対向する側に設けられ、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜した２つの傾斜面とを有する。すなわち、該２つの傾斜面が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。これらの錐面は、その内周端にて、９０度又はこれよりも小さい角度で接している。これにより、内周凹部７ｅ５が形成する角部の数を、実施例２に比べて増やし、応力の分散をより促している。
【００４３】
また、図５（Ｂ）に示す変形例では、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ６，７ｅ７が形成されている。これら２つの凹曲面７ｅ６，７ｅ７は、それらの間に周方向に延びる稜線が形成されるように軸方向にて隣り合っている。このように、凹部７ｅの内周側の部分に、複数の凹曲面をそれらが隣り合って稜線を形成するように設けてもよい。本実施例では、実施例１に比べて、凹部７ｅの内周側の部分に形成される角部（稜線）の数を増やし、応力の分散をより促している。
【００４４】
さらに、図５（Ｃ）に示す変形例では、実施例１と同様に、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２との間に凹曲面７ｅ３が形成されているが、これら上傾斜面７ｅ１，下傾斜面７ｅ２および内周凹部７ｅ３には、凹凸による粗さが設けられている。本実施例では、実施例１に比べて、凹部７ｅの内周側の部分に形成される角部（凹凸）の数を増やし、応力の分散をより促している。
【００４５】
これらの変形例によっても、振動する弾性体における凹部７ｅの周辺での応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる。このため、振動型駆動装置の最大回転数を従来に比べてより高くすることができる。
【００４６】
図５（Ｃ）に示した凹凸による粗さを、図３（実施例２）および図５（Ａ），（Ｂ）に示した弾性体７，７′に適用してもよい。
【実施例４】
【００４７】
図６には、本発明の実施例４である振動型駆動装置に用いられる弾性体の凹部７ｅを拡大して示している。本実施例でも、実施例１〜３と同様に、周方向断面において、凹部７ｅの内面であって軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面（上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２）が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜している。すなわち、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００４８】
そして、本実施例では、凹部７ｅの内周側の部分（最内周部分から上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２の内周端付近までの部分）に、該凹部７ｅの内周側から外周側に向かって複数の凹曲面７ｅ８が形成されている。そして、該複数の凹曲面７ｅ８の曲率半径は、凹部７ｅの内周側から外周側に向かって大きくなっている。各凹曲面７ｅ８は、弾性体の径方向外側に向かって凹となる曲面として形成され、かつ周方向に延びている。また、互いに隣り合う曲面７ｅ８の間には周方向に延びる稜線が形成されている。
【００４９】
このように、凹部７ｅの最内周部分から離れるほど大きな曲率半径を有する複数の凹曲面７ｅ８を形成することで、凹部７ｅの周辺にて応力を効率的に分散させることができ、凹部７ｅの周辺での応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる。
【００５０】
なお、本実施例にて説明した上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２における複数の凹曲面７ｅ８を、図３および図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した実施例２，３の弾性体７，７′に適用してもよい。
【実施例５】
【００５１】
図７には、実施例１〜４にて説明した弾性体に凹部７ｅを形成する方法の例を実施例５として示している。図７には、代表として実施例１にて説明した弾性体を示している。
【００５２】
２０は旋盤に取り付けられたバイト２０である。弾性体を旋盤のチャックに保持して回転させ、かつチャックを軸方向に移動させる。そして、バイト２０のノーズＲを径方向に移動させながら弾性体を切削加工することで、凹部７ｅの上傾斜面７ｅ１、下傾斜面７ｅ２および凹曲面７ｅ３を形成することができる。
【００５３】
さらに、実施例２，３，４の弾性体の凹部も、バイト２０の形状やノーズ半径を変更することで、同様にして形成することができる。
【００５４】
また、実施例１〜４の弾性体の凹部７ｅは、旋盤に限らず、フライス盤や研削盤等の加工機械を用いて形成することもできる。
【実施例６】
【００５５】
図８（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の実施例６である振動型駆動装置に用いられる弾性体７″を示している。
【００５６】
この弾性体７″に設けられた凹部７ｅは、実施例１〜３と異なり、それぞれ軸方向にて互いに対向し、かつ径方向に平行に延びる上面７ｅ１″および下面７ｅ２″を有する。そして、該凹部７ｅの内周側の部分における上面７ｅ１″と下面７ｅ２″との間には、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上面７ｅ１″と下面７ｅ２″のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′が形成されている。
【００５７】
さらに、２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間には、実施例２で説明した内周溝部７ｅ４又は実施例３で説明した内周溝部７ｅ５が形成されている。
【００５８】
このように、凹部７ｅの上面７ｅ１″と下面７ｅ２″を錐面としなくても、凹部７ｅの内周側の部分に凹曲面７ｅ３，７ｅ３′や内周溝部７ｅ４，７ｅ５を形成することで、これらを形成しない場合に比べて凹部７ｅの周辺での応力集中の発生をある程度抑えることが可能である。
【００５９】
なお、本実施例における凹部７ｅの内周側の部分における上面７ｅ１″と下面７ｅ２″との間に、内周溝部７ｅ４，７ｅ５を形成せず、図２（実施例１）に示したように凹曲面７ｅ３のみを形成したり、図５（Ｂ）（実施例３）に示したように２つの凹曲面７ｅ６，７ｅ７のみを形成したりしてもよい。
【００６０】
また、本実施例における上面７ｅ１、下面７ｅ２および凹曲面７ｅ３（７ｅ３′，７ｅ６，７ｅ７）に、図５（Ｃ）（実施例３）および図６（実施例４）にて説明した凹凸による粗さや内周側から外周側に向かって曲率半径が大きくなる複数の凹曲面を形成してもよい。
【００６１】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
最大回転数が高い振動型駆動装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 出力軸
４ 軸受け
７，７′，７″ 弾性体
７ｅ 凹部
９ 圧電素子
１０ 支持部材
１１ 摺動部材
１２ 回転盤
１３ 加圧ばね
１６ａ，１６ｂ 回転子
１７ 振動子
２０ バイト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子により励起した振動を用いて駆動力を得る振動波モータ等と称される振動型駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような振動型駆動装置は、例えば特許文献１にて開示されている。振動型駆動装置は、弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、振動する弾性体との摩擦により回転する回転子とにより構成されている。
【０００３】
図９には、従来の一般的な振動型駆動装置の構成を示している。この図において、回転子１６ａ，１６ｂの回転中心軸が延びる方向を軸方向という。図１０には、図９に示す振動型駆動装置に用いられている弾性体１０７の一部の断面を示している。弾性体１０７は、軸方向両側に振動部１０７ａ，１０７ｂを有するとともに、これら振動部１０７ａ，１０７ｂの間に圧電素子保持部１０７ｃ，１０７ｄを有する。この弾性体１０７は、振動部１０７ａおよび圧電素子保持部１０７ｃを有する第１の弾性体と、振動部１０７ｂおよび圧電素子保持部１０７ｄを有する第２の弾性体とが、圧電素子保持部側で接合されて一体化されている。
【０００４】
２つの圧電素子保持部１０７ｃ，１０７ｄの間には、電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子９が挟み込まれて保持されている。圧電素子９に、フレキシブル基板８を介して互いに位相が異なる２つの周波信号が入力される。２つの周波信号が入力された圧電素子９には、軸方向に伸長する部分と圧縮する部分とが周方向にて発生し、かつこれらの部分が周方向に順次移動する。これにより、弾性体１０７には、軸方向に対して屈曲し、該屈曲の方位が周方向にて順次変化するような振動が励起される。
【０００５】
弾性体１０７における振動部１０７ａと圧電素子保持部１０７ｃとの間および振動部１０７ｂと圧電素子保持部１０７ｄとの間には、該弾性体１０７の周方向に延びる凹部１０７ｅが形成されている。該凹部１０７ｅは、弾性体の周方向に直交する断面（軸方向に沿った断面）にて矩形の形状を有し、弾性体１０７の径方向外側に向かって開口している。弾性体１０７における凹部１０７ｅが形成された部分は他の部分に比べて剛性が低くなる。また、凹部１０７ｅは弾性体１０７に励起される振動の節となる位置に形成される。これらにより、振動部１０７ａ，１０７ｂの振幅が、凹部１０７ｅが形成されない場合に比べて拡大される。
【０００６】
弾性体１０７および圧電素子９により構成される振動子２７は、支持部材１０によって不図示のケースに固定される。
【０００７】
回転子１６ａ，１６ｂはそれぞれ、回転盤１２ａ，１２ｂと、該回転盤１２ａ，１２ｂに固定された摺動部材１１ａ，１１ｂとにより構成されている。回転盤１２ａ，１２ｂがそれぞれ加圧ばね１３ａ，１３ｂから軸方向の付勢力を受けることにより、摺動部材１１ａ，１１ｂが振動子２７の振動部１０７ａ，１０７ｂに圧接される。振動する振動部１０７ａ，１０７ｂと摺動部材１１ａ，１１ｂとの接触摩擦によって回転子１６ａ，１６ｂが回転され、さらに回転盤１２ａ，１２ｂと一体回転する出力軸１が回転する。この出力軸１からギア等により駆動力を取り出すことができる。
【０００８】
このように構成される振動型駆動装置の圧電素子９に印加される周波信号の周波数（Ｈｚ）と該振動型駆動装置の回転数（ｒ／ｍｉｎ）との関係を図１１に示す。振動型駆動装置の回転数の最大値は、振動子の共振周波数に相当する。実際に圧電素子に印加される周波信号の周波数は、この共振周波数より高い回転数域に対応する周波数域で設定され、周波数を低くする（共振周波数に近づける）と回転数が高くなり、周波数を高くする（共振周波数から遠ざける）と回転数が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、振動型駆動装置の最大回転数は、弾性体１０７の機械的特性によって制限される。すなわち、回転数が、図１１に示す限界回転数を超えると、図１０に示すように、弾性体１０７における各凹部１０７ｅの最深部分（最内周部分）の角部にクラックＣが発生するおそれがある。このため、回転数がこの限界回転数を超えないように最大回転数が制限される。
【００１１】
したがって、弾性体１０７における上記のようなクラックＣの発生を抑えることができれば、モータの最大回転数をより高く設定することができる。
【００１２】
本発明は、弾性体にクラックの発生を抑えられる形状を与えることで、最大回転数をより高くすることができるようにした振動型駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面としての振動型駆動装置は、弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する。弾性体において振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有する。そして、凹部のうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜しており、かつ凹部の内周側の部分における該２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の一側面としての振動型駆動装置は、弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する。弾性体において振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有する。そして、凹部のうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、径方向に平行に延びており、かつ凹部の内周側の部分における該２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
なお、上記振動型駆動装置と、これにより駆動される被駆動部材とを有する機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、弾性体に振動の振幅を拡大するために設けた凹部を上記のような形状に形成することで、該弾性体におけるクラックの発生を抑えることができ、振動型駆動装置の最大回転数をより高くすることができる。そして、このような振動型駆動装置を用いることで、弾性体におけるクラック発生による動作不良が生じにくく、かつ被駆動部材をより高速で駆動することが可能な機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１である振動型駆動装置の全体構成を示す断面図。
【図２】実施例１の振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す断面図および部分拡大断面図。
【図３】本発明の実施例２である振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す断面図および部分拡大断面図。
【図４】実施例１，２の弾性体における応力分布を示す図。
【図５】実施例１，２にて説明した弾性体の変形例（実施例３）を示す部分拡大断面図。
【図６】本発明の実施例４である振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す部分拡大断面図。
【図７】本発明の実施例５における弾性体の製作方法を示す図。
【図８】本発明の実施例６である振動型駆動装置に用いられている弾性体の形状を示す断面図および部分拡大断面図。
【図９】従来の振動型駆動装置の全体構成を示す断面図。
【図１０】従来の振動型駆動装置に用いられている弾性体の断面図。
【図１１】従来の振動型駆動装置における周波信号の周波数と回転数との関係を示す図。
【図１２】実施例１における弾性体の振動を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１には、本発明の実施例１である振動型駆動装置の構成を示している。この図において、回転子１６ａ，１６ｂの回転中心軸が延びる方向を軸方向という。振動型駆動装置の基本的な構成は、図９に示した従来の振動型駆動装置の構成と同じである。図２には、図１に示す振動型駆動装置に用いられている弾性体７の一部の断面を示している。
【００２０】
弾性体７は、軸方向両側に振動部７ａ，７ｂを有するとともに、これら振動部７ａ，７ｂの間に圧電素子保持部７ｃ，７ｄを有する。この弾性体７は、振動部７ａおよび圧電素子保持部７ｃを有する第１の弾性体と、振動部７ｂおよび圧電素子保持部７ｄを有する第２の弾性体とが、圧電素子保持部側で接合されて一体化されている。
【００２１】
２つの圧電素子保持部７ｃ，７ｄの間には、電気−機械エネルギ変換素子としての圧電素子９が挟み込まれて保持されている。圧電素子９には、フレキシブル基板８を介して互いに位相が異なる２つの周波信号が入力される。２つの周波信号が入力された圧電素子９には、軸方向に伸長する部分と圧縮する部分とが周方向にて発生し、かつこれらの部分が周方向に順次移動する。これにより、弾性体７には、軸方向に対して屈曲し、該屈曲の方位が周方向において順次変化するような振動が励起される。
【００２２】
弾性体７における振動部７ａと圧電素子保持部７ｃとの間および振動部７ｂと圧電素子保持部７ｄとの間には、弾性体７の周方向に延びる凹部７ｅが形成されている。該凹部７ｅは、弾性体７の径方向外側に向かって開口している。弾性体７における凹部７ｅが形成された部分は他の部分に比べて剛性が低くなる。また、凹部７ｅは弾性体７に励起される振動の節となる位置に形成される。これらにより、振動部７ａ，７ｂの振幅が、凹部７ｅが形成されない場合に比べて拡大される。
【００２３】
図１２には、弾性体７（第１の弾性体）が振動により屈曲する様子を示している。振動部７ａは、弾性体７における凹部７ｅの近傍部分を中心（節）として、圧電素子保持部７ｃに対して大きく屈曲する。
【００２４】
弾性体７および圧電素子９により構成される振動子１７は、支持部材１０によって不図示のケースに固定される。
【００２５】
回転子１６ａ，１６ｂはそれぞれ、回転盤１２ａ，１２ｂと、該回転盤１２ａ，１２ｂに固定された摺動部材１１ａ，１１ｂとにより構成されている。回転盤１２ａ，１２ｂは、出力軸１に固定された回転係合部材１４ａ，１４ｂに周方向にて係合しており、これにより、回転盤１２ａ，１２ｂと回転係合部材１４ａ，１４ｂと出力軸１とが一体となって回転する。出力軸１は、ケースにおける軸方向両側に取り付けられた不図示の軸受けにより回転可能に支持されている。
【００２６】
回転盤１２ａ，１２ｂがそれぞれ加圧ばね１３ａ，１３ｂから軸方向の付勢力を受けることにより、摺動部材１１ａ，１１ｂが振動子１７の振動部７ａ，７ｂに圧接される。振動する振動部７ａ，７ｂと摺動部材１１ａ，１１ｂとの接触摩擦によって回転子１６ａ，１６ｂが回転駆動され、回転盤１２ａ，１２ｂおよび回転係合部材１４ａ，１４ｂを介して出力軸１が回転する。この出力軸１からギア等により駆動力を取り出すことができ、該駆動力を用いて、ギア、プーリ、レバー、アーム、シャフト等の被駆動部材３０を駆動することができる。被駆動部材３０は、振動型駆動装置を駆動源として備える各種機器の構成要素である。
【００２７】
このように構成される振動型駆動装置の圧電素子９に印加される周波信号の周波数（Ｈｚ）と該振動型駆動装置の回転数（ｒ／ｍｉｎ）との関係は、図１１に示した従来の振動型駆動装置における関係と基本的に同じである。ただし、本実施例では、最大回転数を従来よりも高くするために、以下に説明するように凹部７ｅの形状に特徴を持たせている。
【００２８】
従来では、図１０に示すように、弾性体１０７に設けられた凹部１０７ｅが周方向に直交する断面（軸方向に沿った断面であり、以下、周方向断面という）にて矩形の形状を有し、角部に応力集中によるクラックが発生し易かった。
【００２９】
これに対して、本実施例では、周方向断面において、凹部７ｅのうち軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面（図１（Ａ）に符号７ｅ１，７ｅ２で示す）が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜している。言い換えれば、上記２つの面（以下、上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２という）が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００３０】
さらに、凹部７ｅの内周側の部分には、図１（Ｂ）に拡大して示すように、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２の内周端に段差なく繋がる凹曲面７ｅ３が形成されている。つまり、２つの錐台（上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２）の間に、これらに滑らかに（角部が形成されないように）繋がる凹曲面７ｅ３によって形成された内周端部を設けている。
【００３１】
凹部７ｅの内面をこのように形成することで、図１２に示すように、振動する弾性体７における凹部７ｅの周辺の応力を凹部７ｅに沿って滑らかに変化させ、応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる。このため、振動型駆動装置の最大回転数を従来に比べてより高くすることができる。
【００３２】
そして、このような振動型駆動装置を各種機器における被駆動部材３０の駆動源として用いることにより、弾性体におけるクラック発生による動作不良が生じにくく、かつ被駆動部材をより高速で駆動することが可能な機器を実現することができる。
【００３３】
なお、傾斜面（７ｅ１，７ｅ２）は、周方向断面において曲率を持つ面（例えば、凸面）であってもよい。
【実施例２】
【００３４】
図３（Ａ）には、本発明の実施例２である振動型駆動装置に用いられる弾性体（第１および第２の弾性体）７′の周方向断面の形状を示している。
【００３５】
本実施例の弾性体７′でも、実施例１と同様に、周方向断面において、凹部７ｅの内面であって軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面（上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２）が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜している。すなわち、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００３６】
そして、本実施例では、凹部７ｅの内周側の部分の上下には、図３（Ｂ）に拡大して示すように、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′が形成されている。
【００３７】
さらに、２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間には、より内周側に凹み（外周側に開口し）、かつ周方向に延びる内周溝部７ｅ４が形成されている。つまり、２つの錐面（上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２）の間に、これらに滑らかに（角部が形成されないように）繋がる凹曲面７ｅ３，７ｅ３′と該凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間に設けられた内周溝部７ｅ４とを有する内周端部を設けている。内周溝部７ｅ４は、矩形の周方向断面を有する。
【００３８】
上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２から凹曲面７ｅ３，７ｅ３′にかけては角部が形成されていない。しかも、凹曲面７ｅ３，７ｅ３′と内周溝部７ｅ４との間に角部が形成されることで、この周辺の応力が分散される。これにより、振動する弾性体７における凹部７ｅの周辺での応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる
図４（Ａ）には、実施例１にて説明した弾性体７における凹部７ｅの周辺の応力分布を示している。実施例１でも、応力Ｓはある程度分散され、応力集中は生じていない。
【００３９】
これに対して、図４（Ｂ）には、実施例２にて説明した弾性体７′における凹部７ｅの周辺の応力分布を示している。実施例２では、実施例１よりもさらに応力Ｓが分散され、応力集中の発生をより効果的に抑えている。
【実施例３】
【００４０】
図５（Ａ）〜（Ｃ）には、上述した実施例１，２における弾性体７，７′の変形例を実施例３として示している。これらの変形例でも、実施例１，２と同様に、凹部７ｅは、軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面であって、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜した上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２を有する。すなわち、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００４１】
そして、図５（Ａ）に示す変形例では、実施例２と同様に、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′が形成されている。また、該２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間に、より内周側に凹み（外周側に開口し）、かつ周方向に延びる内周溝部７ｅ５が形成されている。つまり、２つの円錐面（上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２）の間に、これらに滑らかに（角部が形成されないように）繋がる凹曲面７ｅ３，７ｅ３′と、該凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間に形成された内周溝部７ｅ５とを有する内周端部を設けている。
【００４２】
内周溝部７ｅ５は、この内周溝部７ｅ５の開口の近くにおいて径方向に平行に延びて互いに対向する２つの平行面と、該２つの平行面よりも内周側において軸方向にて互いに対向する側に設けられ、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜した２つの傾斜面とを有する。すなわち、該２つの傾斜面が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。これらの錐面は、その内周端にて、９０度又はこれよりも小さい角度で接している。これにより、内周凹部７ｅ５が形成する角部の数を、実施例２に比べて増やし、応力の分散をより促している。
【００４３】
また、図５（Ｂ）に示す変形例では、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ６，７ｅ７が形成されている。これら２つの凹曲面７ｅ６，７ｅ７は、それらの間に周方向に延びる稜線が形成されるように軸方向にて隣り合っている。このように、凹部７ｅの内周側の部分に、複数の凹曲面をそれらが隣り合って稜線を形成するように設けてもよい。本実施例では、実施例１に比べて、凹部７ｅの内周側の部分に形成される角部（稜線）の数を増やし、応力の分散をより促している。
【００４４】
さらに、図５（Ｃ）に示す変形例では、実施例１と同様に、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２との間に凹曲面７ｅ３が形成されているが、これら上傾斜面７ｅ１，下傾斜面７ｅ２および内周凹部７ｅ３には、凹凸による粗さが設けられている。本実施例では、実施例１に比べて、凹部７ｅの内周側の部分に形成される角部（凹凸）の数を増やし、応力の分散をより促している。
【００４５】
これらの変形例によっても、振動する弾性体における凹部７ｅの周辺での応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる。このため、振動型駆動装置の最大回転数を従来に比べてより高くすることができる。
【００４６】
図５（Ｃ）に示した凹凸による粗さを、図３（実施例２）および図５（Ａ），（Ｂ）に示した弾性体７，７′に適用してもよい。
【実施例４】
【００４７】
図６には、本発明の実施例４である振動型駆動装置に用いられる弾性体の凹部７ｅを拡大して示している。本実施例でも、実施例１〜３と同様に、周方向断面において、凹部７ｅの内面であって軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面（上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２）が、内周側に向かって軸方向にて互いに近づくように径方向に対して傾斜している。すなわち、上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２が、互いに頂面を軸方向にて接近させた円錐台の錐面のように形成されている。
【００４８】
そして、本実施例では、凹部７ｅの内周側の部分（最内周部分から上傾斜面７ｅ１と下傾斜面７ｅ２の内周端付近までの部分）に、該凹部７ｅの内周側から外周側に向かって複数の凹曲面７ｅ８が形成されている。そして、該複数の凹曲面７ｅ８の曲率半径は、凹部７ｅの内周側から外周側に向かって大きくなっている。各凹曲面７ｅ８は、弾性体の径方向外側に向かって凹となる曲面として形成され、かつ周方向に延びている。また、互いに隣り合う曲面７ｅ８の間には周方向に延びる稜線が形成されている。
【００４９】
このように、凹部７ｅの最内周部分から離れるほど大きな曲率半径を有する複数の凹曲面７ｅ８を形成することで、凹部７ｅの周辺にて応力を効率的に分散させることができ、凹部７ｅの周辺での応力集中の発生、つまりはクラックの発生を抑えることができる。
【００５０】
なお、本実施例にて説明した上傾斜面７ｅ１および下傾斜面７ｅ２における複数の凹曲面７ｅ８を、図３および図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した実施例２，３の弾性体７，７′に適用してもよい。
【実施例５】
【００５１】
図７には、実施例１〜４にて説明した弾性体に凹部７ｅを形成する方法の例を実施例５として示している。図７には、代表として実施例１にて説明した弾性体を示している。
【００５２】
２０は旋盤に取り付けられたバイト２０である。弾性体を旋盤のチャックに保持して回転させ、かつチャックを軸方向に移動させる。そして、バイト２０のノーズＲを径方向に移動させながら弾性体を切削加工することで、凹部７ｅの上傾斜面７ｅ１、下傾斜面７ｅ２および凹曲面７ｅ３を形成することができる。
【００５３】
さらに、実施例２，３，４の弾性体の凹部も、バイト２０の形状やノーズ半径を変更することで、同様にして形成することができる。
【００５４】
また、実施例１〜４の弾性体の凹部７ｅは、旋盤に限らず、フライス盤や研削盤等の加工機械を用いて形成することもできる。
【実施例６】
【００５５】
図８（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の実施例６である振動型駆動装置に用いられる弾性体７″を示している。
【００５６】
この弾性体７″に設けられた凹部７ｅは、実施例１〜３と異なり、それぞれ軸方向にて互いに対向し、かつ径方向に平行に延びる上面７ｅ１″および下面７ｅ２″を有する。そして、該凹部７ｅの内周側の部分における上面７ｅ１″と下面７ｅ２″との間には、径方向外側に向かって凹の形状を有し、上面７ｅ１″と下面７ｅ２″のそれぞれの内周端に段差なく繋がる２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′が形成されている。
【００５７】
さらに、２つの凹曲面７ｅ３，７ｅ３′の間には、実施例２で説明した内周溝部７ｅ４又は実施例３で説明した内周溝部７ｅ５が形成されている。
【００５８】
このように、凹部７ｅの上面７ｅ１″と下面７ｅ２″を錐面としなくても、凹部７ｅの内周側の部分に凹曲面７ｅ３，７ｅ３′や内周溝部７ｅ４，７ｅ５を形成することで、これらを形成しない場合に比べて凹部７ｅの周辺での応力集中の発生をある程度抑えることが可能である。
【００５９】
なお、本実施例における凹部７ｅの内周側の部分における上面７ｅ１″と下面７ｅ２″との間に、内周溝部７ｅ４，７ｅ５を形成せず、図２（実施例１）に示したように凹曲面７ｅ３のみを形成したり、図５（Ｂ）（実施例３）に示したように２つの凹曲面７ｅ６，７ｅ７のみを形成したりしてもよい。
【００６０】
また、本実施例における上面７ｅ１、下面７ｅ２および凹曲面７ｅ３（７ｅ３′，７ｅ６，７ｅ７）に、図５（Ｃ）（実施例３）および図６（実施例４）にて説明した凹凸による粗さや内周側から外周側に向かって曲率半径が大きくなる複数の凹曲面を形成してもよい。
【００６１】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
最大回転数が高い振動型駆動装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 出力軸
４ 軸受け
７，７′，７″ 弾性体
７ｅ 凹部
９ 圧電素子
１０ 支持部材
１１ 摺動部材
１２ 回転盤
１３ 加圧ばね
１６ａ，１６ｂ 回転子
１７ 振動子
２０ バイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、前記弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する振動型駆動装置であって、
前記弾性体において前記振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有しており、
前記凹部のうち前記軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、内周側に向かって前記軸方向にて互いに近づくように前記径方向に対して傾斜し、
かつ前記凹部の内周側の部分における前記２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、前記弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する振動型駆動装置であって、
前記弾性体において前記振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有しており、
前記凹部のうち前記軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、径方向に平行に延びており、かつ前記凹部の内周側の部分における前記２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項３】
前記凹曲面が複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記凹部の内周側から外周側に向かって前記複数の凹曲面が形成されており、
該複数の凹曲面の曲率半径が、前記凹部の内周側から外周側に向かって大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記２つの面の間に２つの前記凹曲面が形成され、かつ該２つの前記凹曲面の間に溝部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記２つの面および前記凹曲面が、凹凸による粗さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の振動型駆動装置と、
該振動型駆動装置により駆動される被駆動部材とを有することを特徴とする機器。
【請求項１】
弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、前記弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する振動型駆動装置であって、
前記弾性体において前記振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有しており、
前記凹部のうち前記軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、内周側に向かって前記軸方向にて互いに近づくように前記径方向に対して傾斜し、
かつ前記凹部の内周側の部分における前記２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項２】
弾性体および該弾性体に振動を励起する電気−機械エネルギ変換素子により構成された振動子と、前記弾性体との摩擦により回転する回転子とを有する振動型駆動装置であって、
前記弾性体において前記振動の節となる軸方向の部分に、該弾性体の径方向の外側に向かって開口して該弾性体の周方向に延びる凹部を有しており、
前記凹部のうち前記軸方向にて互いに対向する側に設けられた２つの面が、径方向に平行に延びており、かつ前記凹部の内周側の部分における前記２つの面の間に、凹曲面が形成されていることを特徴とする振動型駆動装置。
【請求項３】
前記凹曲面が複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項４】
前記凹部の内周側から外周側に向かって前記複数の凹曲面が形成されており、
該複数の凹曲面の曲率半径が、前記凹部の内周側から外周側に向かって大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載の振動型駆動装置。
【請求項５】
前記２つの面の間に２つの前記凹曲面が形成され、かつ該２つの前記凹曲面の間に溝部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項６】
前記２つの面および前記凹曲面が、凹凸による粗さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の振動型駆動装置と、
該振動型駆動装置により駆動される被駆動部材とを有することを特徴とする機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２７９９７（Ｐ２０１２−２２７９９７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１０９０（Ｐ２０１１−９１０９０）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００１０４６３０）キヤノンプレシジョン株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００１０４６３０）キヤノンプレシジョン株式会社 (79)
【Ｆターム（参考）】
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