振動波モータ
【課題】突起の中で径方向の滑りを低減したい位置の振動の軌跡方向を、移動体の変位方向と略一致させ、摺動損失を低減することができる振動波モータを提供する。
【解決手段】振動波モータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する変換素子（圧電素子１）に交流電圧を印加することによって、変換素子が結合される振動体２に進行性振動波を発生させ、進行性振動波により振動体２に接触する移動体３を摩擦駆動する。そして、振動体２は、変換素子が結合される基部２ａと、基部２ａに設けられ、移動体３と接触する接触面を有する突起２ｂとを備える。また、基部２ａの移動体３との接触面側に設けられるとともに、突起２ｂと接続される支持部２ｃを備える。支持部２ｃは、振動体２の中心軸と突起２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置に形成されている。
【解決手段】振動波モータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する変換素子（圧電素子１）に交流電圧を印加することによって、変換素子が結合される振動体２に進行性振動波を発生させ、進行性振動波により振動体２に接触する移動体３を摩擦駆動する。そして、振動体２は、変換素子が結合される基部２ａと、基部２ａに設けられ、移動体３と接触する接触面を有する突起２ｂとを備える。また、基部２ａの移動体３との接触面側に設けられるとともに、突起２ｂと接続される支持部２ｃを備える。支持部２ｃは、振動体２の中心軸と突起２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、進行性振動波により移動体を摩擦駆動する振動波モータに関し、特に、その振動体の構造に特徴のある振動波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、振動波モータは、進行性振動波が形成される振動体と、振動体に加圧接触する移動体とを有し、振動体と移動体とを進行性振動波により摩擦駆動させることにより駆動力を得る。
【０００３】
振動波モータにおいて、振動体と移動体の接触面におけるトルクの伝達効率が悪いと、摺動損失が増大し、エネルギー効率は著しく低下する。
【０００４】
そこで、移動体の回転軸を中心とした円筒座標系での径方向と鉛直方向からなる平面で見た時の、振動体に発生する振動の軌跡方向と、移動体における接触部の変位方向とが略一致するように構成した振動波モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の振動波モータを図２０に示す。
【０００５】
図２０において、振動体１０２は円環状をしており、振動体１０２の上部には複数の突起１０２ｂが全周にわたって設けられている。振動体１０２に対して移動体１０３は、不図示の加圧部材によって加圧接触されている。
【０００６】
移動体１０３は、弾性部材で形成されたリング状の本体部１０３ａ、本体部１０３ａより延出したフランジ部１０３ｂ、フランジ部１０３ｂの端部から延出し、かつ振動体１０２に摩擦接触する摩擦面を有する接触部１０３ｃから構成されている。
【０００７】
圧電セラミックス１０１は、振動体１０２の底面に接着剤にて接着され、モータ駆動時に不図示の駆動回路により位相差を有する交流電圧が印加され、進行性振動波を発生させる。進行性振動波の進行方向がθ方向正の向き（図２０の矢印参照）の場合、摩擦により駆動される移動体１０３の移動方向は、θ方向負の向きとなっている。
【０００８】
移動体１０３のようにフランジ部を有する構成にすることで、振動体１０２に発生する振動の軌跡方向と、移動体１０３における接触部の変位方向とが略一致し、径方向の滑りが低減し、効率の低下を防止することができる。
【特許文献１】特開昭６１−２２４８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載された振動波モータにおいて、突起１０２ｂの振動軌跡は図２１のようになる。図２１（ａ）は、進行性振動波の進行方向とは反対側の突起１０２ｂのエッジ部１０２ｅでの振動軌跡、図２１（ｂ）は、突起１０２ｂの中央部１０２ｆでの振動軌跡、図２１（ｃ）は、進行性振動波の進行方向側の突起１０２ｂのエッジ部１０２ｇでの振動軌跡である。
【００１０】
突起１０２ｂの中央部１０２ｆでの振動軌跡は、図２１（ｂ）のように略直線状になっており、振動の各時刻において、振動軌跡の方向と移動体１０３の変位方向とを略一致させることができる。そのため、径方向の滑りが少ない接触状態を保つことが可能となっている。
【００１１】
しかしながら、突起１０２ｂの両端のエッジ部１０２ｅ、１０２ｇでの振動軌跡は、図２１（ａ）、（ｃ）に示すように楕円状となっている。そのため、振動の各時刻において、突起１０２ｂのエッジ部の振動の軌跡方向は異なっており、ある時刻においては、移動体１０３の変位方向とは一致しないことがある。そのため、突起１０２ｂの両端のエッジ部１０２ｅ、１０２ｇでは径方向の滑りが生じ、損失が発生している。
【００１２】
振動波モータにおいて、振動波モータの駆動方向や、振動体１０２の曲げ振動に対する移動体１０３の追従性によって、突起１０２の中で強圧になる位置が異なってくる。
【００１３】
図２２は、振動体１０２と移動体１０３の接触状態を示す図である。
【００１４】
例えば、図２２（ａ）に示すように、移動体１０３の追従性が比較的よく、進行性振動波が同図中の矢印の向きに進行する場合、以下のようになる。即ち、振動体１０２と移動体１０３が接触を開始してから、振動体１０２の振動振幅が曲げ進行波の頂上近傍に達し、移動体１０３と離れるまでは、進行性振動波の進行方向とは反対側の突起のエッジ部１０２ｅが強圧になる。
【００１５】
反対に、図２２（ｂ）に示すように、振動体１０２の曲げ振動に対する移動体１０３の追従性が比較的よくない場合、進行性振動波の進行方向側の突起のエッジ部１０２ｇが強圧になることがある。そのため、突起の両端のエッジ部１０２ｅ、１０２ｇでの摺動損失が、振動波モータの性能に大きく影響する。
【００１６】
しかし上述したように、従来の突起の構造では、突起の中で強圧になる位置での振動の軌跡方向と、移動体の変位方向が略一致せず、径方向の滑りによる損失が課題となっている。
【００１７】
本発明の目的は、突起の中で径方向の滑りを低減したい位置の振動の軌跡方向を、移動体の変位方向と略一致させ、摺動損失を低減することができる振動波モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の振動波モータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する変換素子に交流電圧を印加することによって、前記変換素子が結合される振動体に進行性振動波を発生させ、前記進行性振動波により前記振動体に接触する移動体を摩擦駆動する振動波モータにおいて、前記振動体は、前記変換素子が結合される基部と、前記基部に設けられ、前記移動体と接触する接触面を有する突起と、前記基部の前記移動体との接触面側に設けられるとともに、前記突起と接続される支持部とを備え、前記支持部は、前記振動体の中心軸と前記突起の周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の振動波モータによれば、突起の中で径方向の滑りを低減したい位置の振動の軌跡方向を、移動体の変位方向と略一致させ、摺動損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータの構成を示す断面図である。
【００２２】
図１において、振動波モータは、円環状に形成されており、圧電素子１、振動体２、移動体３を備えている。
【００２３】
圧電素子１は、電気量を機械量に変換する電気エネルギー−機械エネルギー変換素子であり、振動体２と結合されている。
【００２４】
振動体２は、金属製の弾性部材であり、基部２ａ、突起２ｂ、支持部２ｃ及び基部２ａから延出し、振動体２を固定するためのフランジ部２ｄから構成されている。突起２ｂの移動体３側の面が移動体３との接触面となっている。
【００２５】
移動体３は、弾性部材で形成された円環状の本体部３ａ、本体部３ａより延出したフランジ部３ｂ、及びフランジ部３ｂの端部から延出し、かつ、振動体２の突起２ｂに摩擦接触する摩擦面を有する接触部３ｃから構成されている。
【００２６】
移動体３は、不図示の加圧手段による加圧力により、振動体２と加圧接触するように構成されており、振動体２との摩擦によって駆動される。
【００２７】
振動波モータにおいては、移動体３からの駆動力を、出力軸等を介して振動波モータ外部の装置に伝達することで、該装置を駆動する。
【００２８】
図２は、図１における振動体の外観を示す斜視図である。図３は、図２の振動体の一部を拡大した斜視図である。
【００２９】
図２及び図３において、突起２ｂは、基部２ａの外径側に沿って、振動体２の中心軸に対して同心円状に配置されている。支持部２ｃは、基部２ａの移動体３との接触面側に内径側から放射状に形成され、振動体２の中心軸と突起２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置で突起２ｂと接続されている。
【００３０】
突起２ｂは、エッジ部２ｅ、２ｇ及び中央部２ｆを有している。
【００３１】
図４は、図２における突起の振動軌跡を示す図である。
【００３２】
図４（ａ）は、支持部２ｃを設けた側の突起２ｂのエッジ部２ｅでの振動軌跡、図４（ｂ）は、突起２ｂの中央部２ｆでの振動軌跡、図４（ｃ）は、支持部２ｃを設けた側とは反対側の突起２ｂのエッジ部２ｇでの振動軌跡である。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、支持部２ｃを設けた側の突起２ｂのエッジ部２ｅでの振動軌跡が略直線状となっている。
【００３４】
これにより、振動の各時刻において、振動体２の摺動損失の影響の大きい突起２ｂのエッジ部２ｅでの振動の軌跡方向と、移動体３の変位方向とが略一致するため、径方向の滑りを低減することができ、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００３５】
ここで、本実施の形態において、支持部２ｃを突起２ｂの周方向の中心に対して非対称に設けた効果について説明する。
【００３６】
図５は、図２の振動体の一部を拡大した上面図である。
【００３７】
図５に示すように、振動体２の支持部２ｃを突起２ｂの周方向の中心に対して非対称に設けることにより、突起２ｂの周方向の曲げの中立面が、支持部２ｃを設けた側の突起２ｂのエッジ部２ｅの方へ移動する。
【００３８】
これにより、進行性振動波が支持部２ｃを設けた突起２ｂのエッジ部２ｅからエッジ部２ｇへ進行する場合、突起２ｂのエッジ部２ｅ、２ｇ、及び突起２ｂの中央部２ｆでの径方向並びに鉛直方向の振動は、図６、図７に示すようになる。
【００３９】
図６は、図２における突起の径方向の振動の軌跡を示す図である。図７は、図２における突起の鉛直方向の振動の軌跡を示す図である。
【００４０】
図６において、突起２ｂの径方向の振動は、突起２ｂのエッジ部２ｅ、２ｇ、及び突起２ｂの中央部２ｆでほぼ位相差のない振動となっている。
【００４１】
これに対して、突起２ｂの鉛直方向の振動は、図７に示すように、突起２ｂのエッジ部２ｅから突起２ｂの中央部２ｆ、突起２ｂのエッジ部２ｇへと進行性振動波が進行する順番に位相遅れを持った振動となっている。
【００４２】
このため、突起２ｂの周方向の曲げの中立面近傍にあるエッジ部２ｅでは、径方向の振動と鉛直方向の振動の位相差が略１８０度となっているが、突起位置がエッジ部２ｅから離れるにつれ、位相差が１８０度より大きくなっていく。
【００４３】
ここで、径方向と鉛直方向からなる平面で見たときの振動軌跡は、径方向と鉛直方向の振動の位相差が１８０度のときに略直線状となる。反対に、位相差が１８０度を超えたり下回ったりする場合には、振動軌跡は楕円形状となる。
【００４４】
よって、図４に示すように、径方向と鉛直方向からなる振動軌跡は、中立面近傍の突起２ｂのエッジ部２ｅでは略直線状になり、中立面から離れた突起２ｂの中央部２ｆや突起２ｂのエッジ部２ｇでは楕円状となる。
【００４５】
このように、突起２ｂの曲げの中立面を支持部２ｃによって移動させることで、突起の振動軌跡を変えることができる。
【００４６】
図８は、第１の実施の形態に係る振動波モータの第１の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【００４７】
図８は、図３に対応しており、図３とは反対側の突起１２ｂのエッジ部１２ｇに支持部１２ｃを形成したものである。
【００４８】
図９は、図８の振動体の一部を拡大した上面図である。図１０は、図８における突起の振動軌跡を示す図である。図１０（ａ）は、支持部１２ｃを設けた側とは反対側の１２ｂ突起のエッジ部２ｅでの振動軌跡、図１０（ｂ）は、突起１２ｂの中央部１２ｆでの振動軌跡、図１０（ｃ）は、支持部２ｃを設けた側の突起１２ｂのエッジ部１２ｇでの振動軌跡である。
【００４９】
図８、図９に示すように、図３とは反対の突起１２ｂのエッジ部１２ｇ側に支持部１２ｃを形成した場合、突起１２ｂの周方向の曲げの中立面は、突起１２ｂのエッジ部１２ｇ側に移動する。
【００５０】
これにより、突起１２ｂのエッジ部１２ｇでの径方向の振動と鉛直方向の振動の位相差が略１８０度となり、径方向と鉛直方向からなる平面から見たときの振動軌跡は、図１０（ｃ）に示すように略直線状となる。よって、振動の各時刻において突起１２ｂのエッジ部１２ｇでの振動の軌跡方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、突起の支持部を突起の中で径方向の滑りを低減したいエッジ部側に形成することで、突起の周方向の曲げの中立面が該エッジ部側に移動する。
【００５２】
これにより、摺動損失の影響が大きい突起のエッジ部での振動の軌跡方向と、移動体３の変位方向とが略一致するため、従来よりも径方向の滑りを低減することができ、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００５３】
尚、本実施の形態において、突起は基部の外径側に設けられているが、本発明は、これに限定されるものではなく、図１１に示すように、振動体２２の突起２２ｂを基部２２ａの内径側に設けてもよい。また、図１２に示すように、振動体３２の突起３２ｂを基部３２ａの内径、外径の間に設けてもよい。
【００５４】
尚、図１１、図１２において、符号２２ａ乃至２２ｇ、及び符号３２ａ乃至３２ｇは、図３、図８の符号２ａ乃至２ｇ、及び符号１２ａ乃至１２ｇに対応している。
【００５５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、突起や支持部を図１３に示す構造とした点において相違する。本実施の形態のその他の要素（圧電素子１、移動体３）は、上述した第１の実施の形態の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００５６】
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。図１３は、図３、図８、図１１、図１２に対応している。
【００５７】
図１３において、振動体４２の２つの突起４２ｂ、４２ｈはそれぞれ基部４２ａの外径、内径側に沿って、振動体４２の中心軸に対して同心円状に配置されている。支持部４２ｃは、基部４２ａの移動体３との接触面側に放射状に形成され、振動体４２の中心軸と２つの突起４２ｂ、４２ｈの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置で２つの突起４２ｂ、４２ｈと接続されている。
【００５８】
突起４２ｂは、エッジ部４２ｅ、４２ｇ、中央部４２ｆを有し、突起４２ｈは、エッジ部４２ｉ、４２ｋ、中央部４２ｊを有する。符号４２ｄはフランジ部である。
【００５９】
図１４は、図１３における支持部を設けた側の外径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図、図１５は、図１３における内径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図である。
【００６０】
図１４、図１５において、支持部４２ｃを設けた側の突起のエッジ部４２ｅと４２ｉでの振動軌跡が略直線状となっている。
【００６１】
本実施の形態によれば、突起を２つ設けた場合にも、振動体４２の支持部４２ｃが突起４２ｂ及び４２ｈの周方向の中心に対して非対称に形成されているため、突起の周方向の曲げの中立面が支持部４２ｃを設けた側に移動する。
【００６２】
そのため、支持部４２ｃを設けた側の突起のエッジ部４２ｅ及び４２ｉの振動軌跡が略直線状になり、振動の各時刻において振動軌跡の方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００６３】
これにより、径方向の滑りによる損失が低減され、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００６４】
さらに、突起を２つ設けることにより、複数の移動体との接触が可能となり、接触面の面圧を高めることなく摩擦力を大きくすることができる。
【００６５】
これにより、振動波モータの発生トルクを向上させることができる。また、トルクを維持したままであるならば、面圧を低減することができ、耐久性を向上させることができる。
【００６６】
尚、本実施の形態において、突起は２個であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続部を複数設ければ同様の効果が得られる。
【００６７】
例えば、図１６に示すように、３つの突起５２ｂ、５２ｈ、５２ｍが振動体５２の中心に対して同心円状に配置され、支持部５２ｃがそれぞれの突起に対して非対称の位置で接続されてもよい。符号５２ａは基部、５２ｄはフランジ部である。
【００６８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、突起や支持部を図１７に示す構造とした点において相違する。本実施のその他の要素（圧電素子１、移動体３）は、上述した第１の実施の形態の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００６９】
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。図１７は、図３、図８、図１１、図１２、図１３、図１６に対応している。
【００７０】
図１７において、支持部６２ｃは、基部６２ａの移動体３との接触面側に内径側から放射状に形成されている。突起６２ｂは振動体６２と別部材となっている。
【００７１】
突起６２ｂは、エッジ部６２ｅ、６２ｇと中央部６２ｆを有する。符号６２ｄはフランジ部である。
【００７２】
突起６２ｂは圧入、冷しばめ、焼きばめ、接着剤による接着等により、振動体６２の中心軸と突起６２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置で支持部６２ｃと結合される。突起６２ｂの移動体３との接触面は、支持部６２ｃの移動体３側の面よりも高い位置にある。
【００７３】
本実施の形態によれば、突起６２ｂは、振動体６２の支持部６２ｃに対して、突起６２ｂの周方向の中心から非対称の位置で結合されているため、突起６２ｂの周方向の曲げの中立面が支持部６２ｃと結合されている側に移動する。
【００７４】
そのため、支持部６２ｃに結合された側の突起６２ｂのエッジ部６２ｅの振動軌跡が略直線状になり、振動の各時刻において振動軌跡の方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００７５】
これにより、径方向の滑りによる損失が低減され、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００７６】
さらに、突起６２ｂが振動体６２と別部材となっているため、振動体６２に比べて加工の容易な形状となる。そのため、従来は加工性が金属等と比べて劣るため、振動体の材料として使用するのが困難だった、アルミナや炭化珪素等、高い摩擦力を得ながら耐摩耗性も高い材料で突起６２ｂを作ることができる。
【００７７】
また、フッ素樹脂粉末（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）を主材として、添加剤としてカーボンファイバ、ポリイミド、二硫化モリブデンを用いて、焼成し作製した樹脂でも突起６２ｂを作ることができる。
【００７８】
これにより、振動波モータの発生トルクの向上と耐久性の向上を図ることができる。また、突起６２ｂ以外は移動体３と接触しないため、振動体６２は、従来よりも耐摩耗性が低くても、振動特性のよい材料で作ることができるようになる。
【００７９】
また、支持部６２ｃの材料を突起６２ｂの材料よりも剛性が高いものにすれば、突起６２ｂの周方向の曲げの中立面がより突起６２ｂのエッジ部６２ｅ側に移動し、突起６２ｂのエッジ部６２ｅの振動の軌跡方向と移動体３の変位方向を略一致させることができる。その結果、径方向の滑りによる損失が低減できる。
【００８０】
ところで、振動波モータは接触面が摩耗するため、経時的な摩耗状態の変化で性能が劣化するという問題がある。このような場合、従来は、振動波モータの全体、もしくは振動体の全体の交換が必要となり、コストが高くついていた。
【００８１】
しかし、本実施の形態によれば、突起６２ｂが振動体６２と別部材となっているため、摩耗した突起６２ｂのみを交換できるようになり、振動波モータ全体等の交換を不要にできる。
【００８２】
また、移動体３との接触を良好にするため、突起６２ｂの接触面の平面度を研磨等で精度よく仕上げる必要がある。従来は、突起６２ｂの接触面と支持部６２ｃの移動体３側の面が同じ高さだったため、移動体３との接触に寄与しない支持部６２ｃの面も同時に研磨され、加工に時間がかかっていた。
【００８３】
しかし、本実施の形態によれば、突起６２ｂの移動体３との接触面は、支持部６２ｃの移動体３側の面よりも高い位置にあるため、突起６２ｂの接触面のみ研磨され、加工時間の短縮が可能となる。
【００８４】
図１７において、突起６２ｂは略四角柱状をしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、突起６２ｂをその他の角柱状にしてもよい。
【００８５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、突起や支持部を図１８に示す構造とした点において相違する。本実施の形態のその他の要素（圧電素子１、移動体３）は、上述した第１の実施の形態の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００８６】
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。図１８は、図３、図８、図１１、図１２、図１３、図１６、図１７に対応している。
【００８７】
図１８において、支持部７２ｃは、基部７２ａの移動体３との接触面側に内径側から放射状に形成されており、振動体７２の中心軸と突起７２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して非対称の位置に、段差がないように形成されている。振動体７２は鉄、鉄合金、銅合金またはアルミニウム合金の板材をプレス加工により複数の突起７２ｂと支持部７２ｃが形成されるように作製した。
【００８８】
突起７２ｂは、エッジ部７２ｅ、７２ｇと中央部７２ｆを有する。符号７２ｄはフランジ部である。
【００８９】
図１９は、図１８の振動体をプレス加工する前の板状ブランクの一部を示す斜視図である。
【００９０】
図１９において、図中点線部分を折り曲げることによって、突起７２ｂ及び支持部７２ｃを形成する。基部７２ａと支持部７２ｃは溶接や接着等で固定する。
【００９１】
本実施の形態によれば、支持部７２ｃは振動体７２の突起７２ｂに対して、突起７２ｂの中心から非対称の位置で突起７２ｂから折り曲げて形成されているため、突起７２ｂの周方向の曲げの中立面が支持部７２ｃの設けられている側に移動する。
【００９２】
そのため、支持部７２ｃに結合された側の突起のエッジ部７２ｅの振動軌跡が略直線状になり、振動の各時刻において振動軌跡の方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００９３】
これにより、径方向の滑りによる損失が低減され、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００９４】
さらに、振動体７２の突起７２ｂとその支持部７２ｃをプレス加工により形成したので、従来の切削や研削に比べて大幅に製作時間の短縮、コスト低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータの構成を示す断面図である。
【図２】図１における振動体の外観を示す斜視図である。
【図３】図２の振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図４】図２における突起の振動軌跡を示す図である。
【図５】図２の振動体の一部を拡大した上面図である。
【図６】図２における突起の径方向の振動の軌跡を示す図である。
【図７】図２における突起の鉛直方向の振動の軌跡を示す図である。
【図８】第１の実施の形態に係る振動波モータの第１の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図９】図８の振動体の一部を拡大した上面図である。
【図１０】図８における突起の振動軌跡を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態に係る振動波モータの第２の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１２】第１の実施の形態に係る振動波モータの第３の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１４】図１３における支持部を設けた側の外径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図である。
【図１５】図１３における内径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る振動波モータの変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１９】図１８の振動体をプレス加工する前の板状ブランクの一部を示す斜視図である。
【図２０】従来例に係る振動波モータの斜視図である。
【図２１】図２０における突起の振動軌跡を示す図である。
【図２２】図２０の振動波モータの振動体と移動体の接触状態を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 圧電素子
２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 振動体
２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ 基部
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、４２ｈ、５２ｂ、５２ｈ、５２ｍ、６２ｂ、７２ｂ 突起
２ｃ、１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ、４２ｃ、５２ｃ、６２ｃ、７２ｃ 支持部
２ｄ、１２ｄ、２２ｄ、３２ｄ、４２ｄ、５２ｄ、６２ｄ、７２ｄ フランジ部
３ 移動体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、進行性振動波により移動体を摩擦駆動する振動波モータに関し、特に、その振動体の構造に特徴のある振動波モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、振動波モータは、進行性振動波が形成される振動体と、振動体に加圧接触する移動体とを有し、振動体と移動体とを進行性振動波により摩擦駆動させることにより駆動力を得る。
【０００３】
振動波モータにおいて、振動体と移動体の接触面におけるトルクの伝達効率が悪いと、摺動損失が増大し、エネルギー効率は著しく低下する。
【０００４】
そこで、移動体の回転軸を中心とした円筒座標系での径方向と鉛直方向からなる平面で見た時の、振動体に発生する振動の軌跡方向と、移動体における接触部の変位方向とが略一致するように構成した振動波モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の振動波モータを図２０に示す。
【０００５】
図２０において、振動体１０２は円環状をしており、振動体１０２の上部には複数の突起１０２ｂが全周にわたって設けられている。振動体１０２に対して移動体１０３は、不図示の加圧部材によって加圧接触されている。
【０００６】
移動体１０３は、弾性部材で形成されたリング状の本体部１０３ａ、本体部１０３ａより延出したフランジ部１０３ｂ、フランジ部１０３ｂの端部から延出し、かつ振動体１０２に摩擦接触する摩擦面を有する接触部１０３ｃから構成されている。
【０００７】
圧電セラミックス１０１は、振動体１０２の底面に接着剤にて接着され、モータ駆動時に不図示の駆動回路により位相差を有する交流電圧が印加され、進行性振動波を発生させる。進行性振動波の進行方向がθ方向正の向き（図２０の矢印参照）の場合、摩擦により駆動される移動体１０３の移動方向は、θ方向負の向きとなっている。
【０００８】
移動体１０３のようにフランジ部を有する構成にすることで、振動体１０２に発生する振動の軌跡方向と、移動体１０３における接触部の変位方向とが略一致し、径方向の滑りが低減し、効率の低下を防止することができる。
【特許文献１】特開昭６１−２２４８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載された振動波モータにおいて、突起１０２ｂの振動軌跡は図２１のようになる。図２１（ａ）は、進行性振動波の進行方向とは反対側の突起１０２ｂのエッジ部１０２ｅでの振動軌跡、図２１（ｂ）は、突起１０２ｂの中央部１０２ｆでの振動軌跡、図２１（ｃ）は、進行性振動波の進行方向側の突起１０２ｂのエッジ部１０２ｇでの振動軌跡である。
【００１０】
突起１０２ｂの中央部１０２ｆでの振動軌跡は、図２１（ｂ）のように略直線状になっており、振動の各時刻において、振動軌跡の方向と移動体１０３の変位方向とを略一致させることができる。そのため、径方向の滑りが少ない接触状態を保つことが可能となっている。
【００１１】
しかしながら、突起１０２ｂの両端のエッジ部１０２ｅ、１０２ｇでの振動軌跡は、図２１（ａ）、（ｃ）に示すように楕円状となっている。そのため、振動の各時刻において、突起１０２ｂのエッジ部の振動の軌跡方向は異なっており、ある時刻においては、移動体１０３の変位方向とは一致しないことがある。そのため、突起１０２ｂの両端のエッジ部１０２ｅ、１０２ｇでは径方向の滑りが生じ、損失が発生している。
【００１２】
振動波モータにおいて、振動波モータの駆動方向や、振動体１０２の曲げ振動に対する移動体１０３の追従性によって、突起１０２の中で強圧になる位置が異なってくる。
【００１３】
図２２は、振動体１０２と移動体１０３の接触状態を示す図である。
【００１４】
例えば、図２２（ａ）に示すように、移動体１０３の追従性が比較的よく、進行性振動波が同図中の矢印の向きに進行する場合、以下のようになる。即ち、振動体１０２と移動体１０３が接触を開始してから、振動体１０２の振動振幅が曲げ進行波の頂上近傍に達し、移動体１０３と離れるまでは、進行性振動波の進行方向とは反対側の突起のエッジ部１０２ｅが強圧になる。
【００１５】
反対に、図２２（ｂ）に示すように、振動体１０２の曲げ振動に対する移動体１０３の追従性が比較的よくない場合、進行性振動波の進行方向側の突起のエッジ部１０２ｇが強圧になることがある。そのため、突起の両端のエッジ部１０２ｅ、１０２ｇでの摺動損失が、振動波モータの性能に大きく影響する。
【００１６】
しかし上述したように、従来の突起の構造では、突起の中で強圧になる位置での振動の軌跡方向と、移動体の変位方向が略一致せず、径方向の滑りによる損失が課題となっている。
【００１７】
本発明の目的は、突起の中で径方向の滑りを低減したい位置の振動の軌跡方向を、移動体の変位方向と略一致させ、摺動損失を低減することができる振動波モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の振動波モータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する変換素子に交流電圧を印加することによって、前記変換素子が結合される振動体に進行性振動波を発生させ、前記進行性振動波により前記振動体に接触する移動体を摩擦駆動する振動波モータにおいて、前記振動体は、前記変換素子が結合される基部と、前記基部に設けられ、前記移動体と接触する接触面を有する突起と、前記基部の前記移動体との接触面側に設けられるとともに、前記突起と接続される支持部とを備え、前記支持部は、前記振動体の中心軸と前記突起の周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の振動波モータによれば、突起の中で径方向の滑りを低減したい位置の振動の軌跡方向を、移動体の変位方向と略一致させ、摺動損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータの構成を示す断面図である。
【００２２】
図１において、振動波モータは、円環状に形成されており、圧電素子１、振動体２、移動体３を備えている。
【００２３】
圧電素子１は、電気量を機械量に変換する電気エネルギー−機械エネルギー変換素子であり、振動体２と結合されている。
【００２４】
振動体２は、金属製の弾性部材であり、基部２ａ、突起２ｂ、支持部２ｃ及び基部２ａから延出し、振動体２を固定するためのフランジ部２ｄから構成されている。突起２ｂの移動体３側の面が移動体３との接触面となっている。
【００２５】
移動体３は、弾性部材で形成された円環状の本体部３ａ、本体部３ａより延出したフランジ部３ｂ、及びフランジ部３ｂの端部から延出し、かつ、振動体２の突起２ｂに摩擦接触する摩擦面を有する接触部３ｃから構成されている。
【００２６】
移動体３は、不図示の加圧手段による加圧力により、振動体２と加圧接触するように構成されており、振動体２との摩擦によって駆動される。
【００２７】
振動波モータにおいては、移動体３からの駆動力を、出力軸等を介して振動波モータ外部の装置に伝達することで、該装置を駆動する。
【００２８】
図２は、図１における振動体の外観を示す斜視図である。図３は、図２の振動体の一部を拡大した斜視図である。
【００２９】
図２及び図３において、突起２ｂは、基部２ａの外径側に沿って、振動体２の中心軸に対して同心円状に配置されている。支持部２ｃは、基部２ａの移動体３との接触面側に内径側から放射状に形成され、振動体２の中心軸と突起２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置で突起２ｂと接続されている。
【００３０】
突起２ｂは、エッジ部２ｅ、２ｇ及び中央部２ｆを有している。
【００３１】
図４は、図２における突起の振動軌跡を示す図である。
【００３２】
図４（ａ）は、支持部２ｃを設けた側の突起２ｂのエッジ部２ｅでの振動軌跡、図４（ｂ）は、突起２ｂの中央部２ｆでの振動軌跡、図４（ｃ）は、支持部２ｃを設けた側とは反対側の突起２ｂのエッジ部２ｇでの振動軌跡である。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、支持部２ｃを設けた側の突起２ｂのエッジ部２ｅでの振動軌跡が略直線状となっている。
【００３４】
これにより、振動の各時刻において、振動体２の摺動損失の影響の大きい突起２ｂのエッジ部２ｅでの振動の軌跡方向と、移動体３の変位方向とが略一致するため、径方向の滑りを低減することができ、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００３５】
ここで、本実施の形態において、支持部２ｃを突起２ｂの周方向の中心に対して非対称に設けた効果について説明する。
【００３６】
図５は、図２の振動体の一部を拡大した上面図である。
【００３７】
図５に示すように、振動体２の支持部２ｃを突起２ｂの周方向の中心に対して非対称に設けることにより、突起２ｂの周方向の曲げの中立面が、支持部２ｃを設けた側の突起２ｂのエッジ部２ｅの方へ移動する。
【００３８】
これにより、進行性振動波が支持部２ｃを設けた突起２ｂのエッジ部２ｅからエッジ部２ｇへ進行する場合、突起２ｂのエッジ部２ｅ、２ｇ、及び突起２ｂの中央部２ｆでの径方向並びに鉛直方向の振動は、図６、図７に示すようになる。
【００３９】
図６は、図２における突起の径方向の振動の軌跡を示す図である。図７は、図２における突起の鉛直方向の振動の軌跡を示す図である。
【００４０】
図６において、突起２ｂの径方向の振動は、突起２ｂのエッジ部２ｅ、２ｇ、及び突起２ｂの中央部２ｆでほぼ位相差のない振動となっている。
【００４１】
これに対して、突起２ｂの鉛直方向の振動は、図７に示すように、突起２ｂのエッジ部２ｅから突起２ｂの中央部２ｆ、突起２ｂのエッジ部２ｇへと進行性振動波が進行する順番に位相遅れを持った振動となっている。
【００４２】
このため、突起２ｂの周方向の曲げの中立面近傍にあるエッジ部２ｅでは、径方向の振動と鉛直方向の振動の位相差が略１８０度となっているが、突起位置がエッジ部２ｅから離れるにつれ、位相差が１８０度より大きくなっていく。
【００４３】
ここで、径方向と鉛直方向からなる平面で見たときの振動軌跡は、径方向と鉛直方向の振動の位相差が１８０度のときに略直線状となる。反対に、位相差が１８０度を超えたり下回ったりする場合には、振動軌跡は楕円形状となる。
【００４４】
よって、図４に示すように、径方向と鉛直方向からなる振動軌跡は、中立面近傍の突起２ｂのエッジ部２ｅでは略直線状になり、中立面から離れた突起２ｂの中央部２ｆや突起２ｂのエッジ部２ｇでは楕円状となる。
【００４５】
このように、突起２ｂの曲げの中立面を支持部２ｃによって移動させることで、突起の振動軌跡を変えることができる。
【００４６】
図８は、第１の実施の形態に係る振動波モータの第１の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【００４７】
図８は、図３に対応しており、図３とは反対側の突起１２ｂのエッジ部１２ｇに支持部１２ｃを形成したものである。
【００４８】
図９は、図８の振動体の一部を拡大した上面図である。図１０は、図８における突起の振動軌跡を示す図である。図１０（ａ）は、支持部１２ｃを設けた側とは反対側の１２ｂ突起のエッジ部２ｅでの振動軌跡、図１０（ｂ）は、突起１２ｂの中央部１２ｆでの振動軌跡、図１０（ｃ）は、支持部２ｃを設けた側の突起１２ｂのエッジ部１２ｇでの振動軌跡である。
【００４９】
図８、図９に示すように、図３とは反対の突起１２ｂのエッジ部１２ｇ側に支持部１２ｃを形成した場合、突起１２ｂの周方向の曲げの中立面は、突起１２ｂのエッジ部１２ｇ側に移動する。
【００５０】
これにより、突起１２ｂのエッジ部１２ｇでの径方向の振動と鉛直方向の振動の位相差が略１８０度となり、径方向と鉛直方向からなる平面から見たときの振動軌跡は、図１０（ｃ）に示すように略直線状となる。よって、振動の各時刻において突起１２ｂのエッジ部１２ｇでの振動の軌跡方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、突起の支持部を突起の中で径方向の滑りを低減したいエッジ部側に形成することで、突起の周方向の曲げの中立面が該エッジ部側に移動する。
【００５２】
これにより、摺動損失の影響が大きい突起のエッジ部での振動の軌跡方向と、移動体３の変位方向とが略一致するため、従来よりも径方向の滑りを低減することができ、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００５３】
尚、本実施の形態において、突起は基部の外径側に設けられているが、本発明は、これに限定されるものではなく、図１１に示すように、振動体２２の突起２２ｂを基部２２ａの内径側に設けてもよい。また、図１２に示すように、振動体３２の突起３２ｂを基部３２ａの内径、外径の間に設けてもよい。
【００５４】
尚、図１１、図１２において、符号２２ａ乃至２２ｇ、及び符号３２ａ乃至３２ｇは、図３、図８の符号２ａ乃至２ｇ、及び符号１２ａ乃至１２ｇに対応している。
【００５５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、突起や支持部を図１３に示す構造とした点において相違する。本実施の形態のその他の要素（圧電素子１、移動体３）は、上述した第１の実施の形態の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００５６】
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。図１３は、図３、図８、図１１、図１２に対応している。
【００５７】
図１３において、振動体４２の２つの突起４２ｂ、４２ｈはそれぞれ基部４２ａの外径、内径側に沿って、振動体４２の中心軸に対して同心円状に配置されている。支持部４２ｃは、基部４２ａの移動体３との接触面側に放射状に形成され、振動体４２の中心軸と２つの突起４２ｂ、４２ｈの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置で２つの突起４２ｂ、４２ｈと接続されている。
【００５８】
突起４２ｂは、エッジ部４２ｅ、４２ｇ、中央部４２ｆを有し、突起４２ｈは、エッジ部４２ｉ、４２ｋ、中央部４２ｊを有する。符号４２ｄはフランジ部である。
【００５９】
図１４は、図１３における支持部を設けた側の外径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図、図１５は、図１３における内径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図である。
【００６０】
図１４、図１５において、支持部４２ｃを設けた側の突起のエッジ部４２ｅと４２ｉでの振動軌跡が略直線状となっている。
【００６１】
本実施の形態によれば、突起を２つ設けた場合にも、振動体４２の支持部４２ｃが突起４２ｂ及び４２ｈの周方向の中心に対して非対称に形成されているため、突起の周方向の曲げの中立面が支持部４２ｃを設けた側に移動する。
【００６２】
そのため、支持部４２ｃを設けた側の突起のエッジ部４２ｅ及び４２ｉの振動軌跡が略直線状になり、振動の各時刻において振動軌跡の方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００６３】
これにより、径方向の滑りによる損失が低減され、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００６４】
さらに、突起を２つ設けることにより、複数の移動体との接触が可能となり、接触面の面圧を高めることなく摩擦力を大きくすることができる。
【００６５】
これにより、振動波モータの発生トルクを向上させることができる。また、トルクを維持したままであるならば、面圧を低減することができ、耐久性を向上させることができる。
【００６６】
尚、本実施の形態において、突起は２個であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、接続部を複数設ければ同様の効果が得られる。
【００６７】
例えば、図１６に示すように、３つの突起５２ｂ、５２ｈ、５２ｍが振動体５２の中心に対して同心円状に配置され、支持部５２ｃがそれぞれの突起に対して非対称の位置で接続されてもよい。符号５２ａは基部、５２ｄはフランジ部である。
【００６８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、突起や支持部を図１７に示す構造とした点において相違する。本実施のその他の要素（圧電素子１、移動体３）は、上述した第１の実施の形態の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００６９】
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。図１７は、図３、図８、図１１、図１２、図１３、図１６に対応している。
【００７０】
図１７において、支持部６２ｃは、基部６２ａの移動体３との接触面側に内径側から放射状に形成されている。突起６２ｂは振動体６２と別部材となっている。
【００７１】
突起６２ｂは、エッジ部６２ｅ、６２ｇと中央部６２ｆを有する。符号６２ｄはフランジ部である。
【００７２】
突起６２ｂは圧入、冷しばめ、焼きばめ、接着剤による接着等により、振動体６２の中心軸と突起６２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置で支持部６２ｃと結合される。突起６２ｂの移動体３との接触面は、支持部６２ｃの移動体３側の面よりも高い位置にある。
【００７３】
本実施の形態によれば、突起６２ｂは、振動体６２の支持部６２ｃに対して、突起６２ｂの周方向の中心から非対称の位置で結合されているため、突起６２ｂの周方向の曲げの中立面が支持部６２ｃと結合されている側に移動する。
【００７４】
そのため、支持部６２ｃに結合された側の突起６２ｂのエッジ部６２ｅの振動軌跡が略直線状になり、振動の各時刻において振動軌跡の方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００７５】
これにより、径方向の滑りによる損失が低減され、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００７６】
さらに、突起６２ｂが振動体６２と別部材となっているため、振動体６２に比べて加工の容易な形状となる。そのため、従来は加工性が金属等と比べて劣るため、振動体の材料として使用するのが困難だった、アルミナや炭化珪素等、高い摩擦力を得ながら耐摩耗性も高い材料で突起６２ｂを作ることができる。
【００７７】
また、フッ素樹脂粉末（ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン）を主材として、添加剤としてカーボンファイバ、ポリイミド、二硫化モリブデンを用いて、焼成し作製した樹脂でも突起６２ｂを作ることができる。
【００７８】
これにより、振動波モータの発生トルクの向上と耐久性の向上を図ることができる。また、突起６２ｂ以外は移動体３と接触しないため、振動体６２は、従来よりも耐摩耗性が低くても、振動特性のよい材料で作ることができるようになる。
【００７９】
また、支持部６２ｃの材料を突起６２ｂの材料よりも剛性が高いものにすれば、突起６２ｂの周方向の曲げの中立面がより突起６２ｂのエッジ部６２ｅ側に移動し、突起６２ｂのエッジ部６２ｅの振動の軌跡方向と移動体３の変位方向を略一致させることができる。その結果、径方向の滑りによる損失が低減できる。
【００８０】
ところで、振動波モータは接触面が摩耗するため、経時的な摩耗状態の変化で性能が劣化するという問題がある。このような場合、従来は、振動波モータの全体、もしくは振動体の全体の交換が必要となり、コストが高くついていた。
【００８１】
しかし、本実施の形態によれば、突起６２ｂが振動体６２と別部材となっているため、摩耗した突起６２ｂのみを交換できるようになり、振動波モータ全体等の交換を不要にできる。
【００８２】
また、移動体３との接触を良好にするため、突起６２ｂの接触面の平面度を研磨等で精度よく仕上げる必要がある。従来は、突起６２ｂの接触面と支持部６２ｃの移動体３側の面が同じ高さだったため、移動体３との接触に寄与しない支持部６２ｃの面も同時に研磨され、加工に時間がかかっていた。
【００８３】
しかし、本実施の形態によれば、突起６２ｂの移動体３との接触面は、支持部６２ｃの移動体３側の面よりも高い位置にあるため、突起６２ｂの接触面のみ研磨され、加工時間の短縮が可能となる。
【００８４】
図１７において、突起６２ｂは略四角柱状をしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、突起６２ｂをその他の角柱状にしてもよい。
【００８５】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、突起や支持部を図１８に示す構造とした点において相違する。本実施の形態のその他の要素（圧電素子１、移動体３）は、上述した第１の実施の形態の対応するものと同一なので、説明を省略する。
【００８６】
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。図１８は、図３、図８、図１１、図１２、図１３、図１６、図１７に対応している。
【００８７】
図１８において、支持部７２ｃは、基部７２ａの移動体３との接触面側に内径側から放射状に形成されており、振動体７２の中心軸と突起７２ｂの周方向の中心とから定められる面に対して非対称の位置に、段差がないように形成されている。振動体７２は鉄、鉄合金、銅合金またはアルミニウム合金の板材をプレス加工により複数の突起７２ｂと支持部７２ｃが形成されるように作製した。
【００８８】
突起７２ｂは、エッジ部７２ｅ、７２ｇと中央部７２ｆを有する。符号７２ｄはフランジ部である。
【００８９】
図１９は、図１８の振動体をプレス加工する前の板状ブランクの一部を示す斜視図である。
【００９０】
図１９において、図中点線部分を折り曲げることによって、突起７２ｂ及び支持部７２ｃを形成する。基部７２ａと支持部７２ｃは溶接や接着等で固定する。
【００９１】
本実施の形態によれば、支持部７２ｃは振動体７２の突起７２ｂに対して、突起７２ｂの中心から非対称の位置で突起７２ｂから折り曲げて形成されているため、突起７２ｂの周方向の曲げの中立面が支持部７２ｃの設けられている側に移動する。
【００９２】
そのため、支持部７２ｃに結合された側の突起のエッジ部７２ｅの振動軌跡が略直線状になり、振動の各時刻において振動軌跡の方向と移動体３の変位方向とを略一致させることができる。
【００９３】
これにより、径方向の滑りによる損失が低減され、振動波モータの効率の向上が可能となる。
【００９４】
さらに、振動体７２の突起７２ｂとその支持部７２ｃをプレス加工により形成したので、従来の切削や研削に比べて大幅に製作時間の短縮、コスト低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動波モータの構成を示す断面図である。
【図２】図１における振動体の外観を示す斜視図である。
【図３】図２の振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図４】図２における突起の振動軌跡を示す図である。
【図５】図２の振動体の一部を拡大した上面図である。
【図６】図２における突起の径方向の振動の軌跡を示す図である。
【図７】図２における突起の鉛直方向の振動の軌跡を示す図である。
【図８】第１の実施の形態に係る振動波モータの第１の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図９】図８の振動体の一部を拡大した上面図である。
【図１０】図８における突起の振動軌跡を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態に係る振動波モータの第２の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１２】第１の実施の形態に係る振動波モータの第３の変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１４】図１３における支持部を設けた側の外径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図である。
【図１５】図１３における内径側の突起のエッジ部での振動軌跡を示す図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る振動波モータの変形例に係る振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る振動波モータの振動体の一部を拡大した斜視図である。
【図１９】図１８の振動体をプレス加工する前の板状ブランクの一部を示す斜視図である。
【図２０】従来例に係る振動波モータの斜視図である。
【図２１】図２０における突起の振動軌跡を示す図である。
【図２２】図２０の振動波モータの振動体と移動体の接触状態を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 圧電素子
２、１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２ 振動体
２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ 基部
２ｂ、１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、４２ｈ、５２ｂ、５２ｈ、５２ｍ、６２ｂ、７２ｂ 突起
２ｃ、１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ、４２ｃ、５２ｃ、６２ｃ、７２ｃ 支持部
２ｄ、１２ｄ、２２ｄ、３２ｄ、４２ｄ、５２ｄ、６２ｄ、７２ｄ フランジ部
３ 移動体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを機械エネルギーに変換する変換素子に交流電圧を印加することによって、前記変換素子が結合される振動体に進行性振動波を発生させ、前記進行性振動波により前記振動体に接触する移動体を摩擦駆動する振動波モータにおいて、
前記振動体は、
前記変換素子が結合される基部と、
前記基部に設けられ、前記移動体と接触する接触面を有する突起と、
前記基部の前記移動体との接触面側に設けられるとともに、前記突起と接続される支持部とを備え、
前記支持部は、前記振動体の中心軸と前記突起の周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置に形成されていることを特徴とする振動波モータ。
【請求項２】
前記突起は、前記振動体の中心軸に対して同心円状の位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の振動波モータ。
【請求項３】
前記突起は、前記振動体の径方向に対して複数設けられることを特徴とする請求項１または２記載の振動波モータ。
【請求項４】
前記突起は、前記振動体と別部材とし前記振動体に結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項５】
前記突起は、前記振動体に圧入もしくは接着して結合されることを特徴とする請求項４記載の振動波モータ。
【請求項６】
前記突起は、前記支持部よりも高さが高いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項７】
前記支持部は、前記突起よりも剛性が高いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項８】
前記振動体は、プレス加工により形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項１】
電気エネルギーを機械エネルギーに変換する変換素子に交流電圧を印加することによって、前記変換素子が結合される振動体に進行性振動波を発生させ、前記進行性振動波により前記振動体に接触する移動体を摩擦駆動する振動波モータにおいて、
前記振動体は、
前記変換素子が結合される基部と、
前記基部に設けられ、前記移動体と接触する接触面を有する突起と、
前記基部の前記移動体との接触面側に設けられるとともに、前記突起と接続される支持部とを備え、
前記支持部は、前記振動体の中心軸と前記突起の周方向の中心とから定められる面に対して、非対称の位置に形成されていることを特徴とする振動波モータ。
【請求項２】
前記突起は、前記振動体の中心軸に対して同心円状の位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の振動波モータ。
【請求項３】
前記突起は、前記振動体の径方向に対して複数設けられることを特徴とする請求項１または２記載の振動波モータ。
【請求項４】
前記突起は、前記振動体と別部材とし前記振動体に結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項５】
前記突起は、前記振動体に圧入もしくは接着して結合されることを特徴とする請求項４記載の振動波モータ。
【請求項６】
前記突起は、前記支持部よりも高さが高いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項７】
前記支持部は、前記突起よりも剛性が高いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の振動波モータ。
【請求項８】
前記振動体は、プレス加工により形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の振動波モータ。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１０−６３２３２（Ｐ２０１０−６３２３２Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２４７６０（Ｐ２００８−２２４７６０）
【出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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