JP2006271143A - Vibration wave motor - Google Patents

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Takatoshi Ashizawa
隆利 芦沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration wave motor whose cost can be reduced and calm property can be realized. <P>SOLUTION: The motor includes a vibration body 1 having a piezoelectric body 2 excited by a driving signal and a circular elastic body 3 which is bonded to the piezoelectric body 2 and generates a progressive vibration wave on a driving face by excitation, a mobile 5 which is pressurized to and is brought into contact with the driving face of the elastic body 3 and is driven by the progressive vibration wave, a flange part 3c supporting the elastic body 3 on an inner peripheral face and a pressurizing member 9 pressurizing the elastic body 3 to the mobile 5 through the flange part 3c. A butyl rubber sheet 31 suppressing occurrence of abnormal noise due to friction driving of the vibration body 1 and the mobile 5 is arranged between the vibration body 1 and the piezoelectric body 2 across the flexible printed board 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、振動体を改良した振動波モータに関するものである。   The present invention relates to a vibration wave motor having an improved vibrating body.

従来、この種の振動波モータは、例えば、特許文献1に開示されているように、圧電体の伸縮を利用して弾性体の駆動面に進行性振動波を発生させ、この進行波によって、駆動面に楕円運動が生じ、楕円運動の波頭に加圧接触した移動子が駆動される。このような振動波モータは、低回転でも高トルクを有するといった特徴があるため、駆動装置に搭載した場合に、駆動装置のギアを省略することができるので、ギア騒音をなくすことで静寂化を達成したり、位置決め精度が向上できるといった利点がある。   Conventionally, this type of vibration wave motor, as disclosed in Patent Document 1, for example, generates a progressive vibration wave on the driving surface of an elastic body by using expansion and contraction of a piezoelectric body, and by this traveling wave, An elliptical motion is generated on the drive surface, and the movable element in pressure contact with the wavefront of the elliptical motion is driven. Since such a vibration wave motor has a feature that it has a high torque even at a low rotation, when mounted on a drive device, the gear of the drive device can be omitted, so that silence can be achieved by eliminating gear noise. There is an advantage that it can be achieved and positioning accuracy can be improved.

このような振動波モータも、近年は、コストダウンや部品精度管理の簡素化等の理由から、振動体駆動面と移動子摺動面との組み合わせは、従来では金属と樹脂という組み合わせであったが、金属同士(金属系表面処理を含む)の組み合わせへ移行しつつある。
例えば、移動子に樹脂の摺動部材を貼り付ける場合に、移動子母材と摺動部材との2部品の加工及び貼り付けの工数が発生し、また、移動子自体を樹脂で構成する場合には、成形のみでは寸法精度が得られず、寸法精度を得るための加工工数が必要となり、これがコストを上げる理由となっていた。
In recent years, for such vibration wave motors, the combination of the vibrator driving surface and the slider sliding surface has conventionally been a combination of metal and resin for reasons such as cost reduction and simplification of component accuracy management. However, it is shifting to a combination of metals (including metal-based surface treatment).
For example, when a resin sliding member is affixed to the mover, processing of two parts of the mover base material and the sliding member and man-hours for pasting occur, and the mover itself is made of resin However, dimensional accuracy cannot be obtained only by molding, and a processing man-hour for obtaining dimensional accuracy is required, which is the reason for increasing the cost.

一方、移動子の摺動面を金属又は金属系の表面処理で構成させた場合に、加工、組み立て工数が大幅に削減され、また、摺動面の寸法公差や平面度等の幾何公差の管理も容易になるため、大幅なコストダウンが期待できる。   On the other hand, when the sliding surface of the slider is made of metal or metal surface treatment, the processing and assembly man-hours are greatly reduced, and the geometric tolerances such as the dimensional tolerance and flatness of the sliding surface are managed. Therefore, a significant cost reduction can be expected.

この振動波モータの特徴として、静寂さが第一に挙げられる。しかし、振動波モータの原理として、振動体駆動面と移動子摺動面とが接触して、摩擦駆動されるため、このときに発生する異音を抑えるのに、様々な工夫が求められる。
従来のように、弾性体駆動面をステンレス等の金属、移動子摺動面を樹脂として構成した場合には、樹脂自体に振動や音を減衰するような材料を選択したり、柔からめの樹脂を選択して、振動体駆動面への密着性を向上させたりして、振動波モータ動作時の異音の発生を抑えることが可能であった。
The first characteristic of this vibration wave motor is quietness. However, as a principle of the vibration wave motor, the vibrating body driving surface and the slider sliding surface come into contact with each other and are frictionally driven. Therefore, various devices are required to suppress the abnormal noise generated at this time.
If the elastic body drive surface is made of a metal such as stainless steel and the slider sliding surface is made of resin as in the past, a material that attenuates vibration and sound can be selected for the resin itself, or a soft resin It is possible to suppress the generation of abnormal noise during operation of the vibration wave motor by selecting the button and improving the adhesion to the vibrating body drive surface.

しかし、振動体駆動面と移動子摺動面とも、金属同士(金属系表面処理を含む)とした場合には、金属自体に振動や音への減衰効果が期待できず、また、表面の柔らかさも樹脂ほど期待できないため、その結果として、摩擦駆動時の、不快な異音を防止することが難しくなってしまい、これがコストダウンの大きな課題となっていた。
特公平1−17354号公報
However, if the vibrating body drive surface and the slider sliding surface are made of metal (including metal surface treatment), the metal itself cannot be expected to have a damping effect on vibration and sound, and the surface is soft. In addition, since it cannot be expected as much as resin, as a result, it becomes difficult to prevent unpleasant noise during friction driving, which has been a major problem of cost reduction.
Japanese Patent Publication No. 1-17354

本発明の課題は、コストダウンと静寂性を両立させることができる振動波モータを提供することである。   An object of the present invention is to provide a vibration wave motor that can achieve both cost reduction and quietness.

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、駆動信号により励振される圧電体(2)と、この圧電体に接合され、前記励振により駆動面に進行性振動波を生じる円環状又は円柱状の弾性体(3)とを有する振動体(1)と;前記弾性体の駆動面に加圧接触され、前記進行性振動波によって駆動される移動子(5)と;前記弾性体を内周面及び/又は外周面で支持する支持部(3c)と; 前記移動子に前記弾性体を、前記支持部を介して加圧する加圧部(9)と;を含む振動波モータであって、前記振動体に装着され、前記振動体と前記移動子との摩擦駆動による異音の発生を抑制する異音抑制部材(31,32)を備えたこと、を特徴とする振動波モータである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の振動波モータにおいて、前記弾性体の駆動面及び前記移動子の摺動面は、ビッカース硬度Hvが250以上であること、を特徴とする振動波モータである。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の振動波モータにおいて、前記圧電体に接続され駆動信号を印加するフレキシブルプリント基板(4)を備え、前記異音抑制部材(31)は、前記フレキシブルプリント基板(4)に装着したこと、を特徴とする振動波モータである。
請求項4の発明は、請求項3に記載の振動波モータにおいて、前記異音抑制部材(31)は、前記振動体(1)の前記圧電体(2)側に、前記圧電体(2)と直接接触しない状態で配置されること、を特徴とする振動波モータである。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、前記異音抑制部材(32)は、ショア硬度Hsが30〜70の防振ゴムであること、を特徴とする振動波モータである。
請求項6の発明は、請求項1又は請求項2に記載の振動波モータにおいて、前記異音抑制部材(32)は、前記振動体(1)の外周面及び/又は内周面に装着したこと、を特徴とする振動波モータである。
請求項6の発明は、請求項1、請求項2又は請求項6のいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、前記異音抑制部材(32)は、シリコーン系又はポリプロピレン系の防振樹脂から形成されていること、を特徴とする振動波モータである。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to the Example of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention of claim 1 comprises a piezoelectric body (2) excited by a drive signal and an annular or cylindrical elastic body (3) joined to the piezoelectric body and generating a progressive vibration wave on the drive surface by the excitation. A movable body (1) that is pressed against the driving surface of the elastic body and driven by the progressive vibration wave; and the elastic body is connected to the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface. A vibration wave motor comprising: a support part (3c) supported by: a moving part; and a pressing part (9) that pressurizes the elastic body through the support part. The vibration wave motor is characterized by including an abnormal noise suppressing member (31, 32) that suppresses the generation of abnormal noise due to friction drive between the vibrating body and the moving element.
According to a second aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to the first aspect, the driving surface of the elastic body and the sliding surface of the moving member have a Vickers hardness Hv of 250 or more. It is a motor.
According to a third aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to the first or second aspect, the vibration wave motor includes a flexible printed circuit board (4) connected to the piezoelectric body and applying a driving signal, and the noise suppressing member (31). Is a vibration wave motor characterized by being mounted on the flexible printed circuit board (4).
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to the third aspect, the noise suppressing member (31) is disposed on the piezoelectric body (2) side of the vibrating body (1). It is a vibration wave motor characterized by being arrange | positioned in the state which does not contact directly.
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration wave motor according to any one of the first to fourth aspects, the noise suppressing member (32) is a vibration-proof rubber having a Shore hardness Hs of 30 to 70. It is a vibration wave motor characterized by being.
The invention according to claim 6 is the vibration wave motor according to claim 1 or 2, wherein the noise suppressing member (32) is mounted on an outer peripheral surface and / or an inner peripheral surface of the vibrating body (1). This is a vibration wave motor characterized by the above.
The invention according to claim 6 is the vibration wave motor according to any one of claims 1, 2, or 6, wherein the noise suppressing member (32) is a silicone-based or polypropylene-based vibration-proof resin. The vibration wave motor is characterized by being formed from.

以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
(1)振動体に異音抑制部材を装着したので、摩擦駆動時に発生する不快な音を吸収することができる。
(2)圧電体にフレキシブルプリント基板を介して、異音抑制部材を装着したので、振動減衰の効果が適度に保たれ、異音を抑制するとともに、モータ性能を低下させることがない。
(3)振動体の外周面及び/又は内周面に異音抑制部材を装着したので、径方向に振幅を持った振動を抑制することができる。
As described above, the present invention has the following effects.
(1) Since the noise suppressing member is attached to the vibrating body, it is possible to absorb an unpleasant sound generated during friction driving.
(2) Since the noise suppressing member is attached to the piezoelectric body via the flexible printed circuit board, the effect of vibration attenuation is maintained moderately, and the noise is suppressed and the motor performance is not deteriorated.
(3) Since the noise suppressing member is mounted on the outer peripheral surface and / or the inner peripheral surface of the vibrating body, vibration having an amplitude in the radial direction can be suppressed.

本発明は、コストダウンと静寂性を両立させることができる振動波モータ提供するという目的を、振動体1の圧電体面に、フレキシブルプリント基板4を介して、ブチルゴムシート31を装着して、進行性振動波以外の振動を抑えることによって実現する。   The present invention aims to provide a vibration wave motor that can achieve both cost reduction and quietness, by attaching a butyl rubber sheet 31 to the piezoelectric body surface of the vibrating body 1 via the flexible printed circuit board 4, and then proceeding. This is achieved by suppressing vibrations other than vibration waves.

以下、本発明にかかる振動波モータの実施例を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の実施例は、振動波モータとして、超音波の振動域を利用した超音波モータを例にとって説明する。
図1は、本発明の実施例1の超音波モータを説明する図である。
実施例1の超音波モータ100は、圧電体2と弾性体3とを有する振動体1と、弾性体1の駆動面に加圧接触される移動子5とを備えており、実施例1では、振動体1側を固定とし、移動子(相対運動部材)5を駆動するようになっている。
Embodiments of a vibration wave motor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, an ultrasonic motor using an ultrasonic vibration region will be described as an example of a vibration wave motor.
FIG. 1 is a diagram illustrating an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention.
The ultrasonic motor 100 according to the first embodiment includes a vibrating body 1 having a piezoelectric body 2 and an elastic body 3 and a moving element 5 that is in pressure contact with the driving surface of the elastic body 1. The vibrating body 1 side is fixed and the movable element (relative motion member) 5 is driven.

振動体1は、後で説明するように、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子や電歪素子等を例とした電気一機械変換素子(以下、圧電体と称する)2と、圧電体2を接合した弾性体3とから構成されている。振動体1は、進行波が発生するが、実施例1では、一例として4波の進行波として説明する。   As will be described later, the vibrating body 1 includes an electro-mechanical conversion element (hereinafter referred to as a piezoelectric body) 2, such as a piezoelectric element or an electrostrictive element that converts electrical energy into mechanical energy, and a piezoelectric body 2. It is comprised from the elastic body 3 which joined. The traveling body 1 generates traveling waves. In the first embodiment, the traveling body 1 will be described as traveling waves of four waves as an example.

弾性体3は、共振先鋭度が大きな金属材料から成り、その形状は、円環形状となっており、圧電体2が接合される反対面には、溝が切ってあり、突起部分(溝がない箇所)3bの先端面が駆動面となり、移動子5に加圧接触される。溝を切る理由は、進行波の中立面をできる限り、圧電体2側に近づけ、これにより、駆動面の進行波の振幅を増幅させるためである。本実施例では、溝の切っていない部分をベース部3aと呼ぶ。そのべ一ス部3aは、溝側とは反対面に圧電体2が接合されている。この弾性体3は、その駆動面にNiPの表面処理がなされている。
この弾性体3は、ベース部3aの内周側にフランジ部3cが設けられ、その部分を用いて固定部材6(6a,6b)に固定する。フランジ部3cは、ベース部3aの厚さの中央に位置する形態となっている。
The elastic body 3 is made of a metal material having a large resonance sharpness. The shape of the elastic body 3 is an annular shape. A groove is cut on the opposite surface to which the piezoelectric body 2 is joined. 3) The tip surface of 3b becomes the driving surface and is brought into pressure contact with the moving element 5. The reason for cutting the groove is to make the neutral surface of the traveling wave as close as possible to the piezoelectric body 2 side, thereby amplifying the amplitude of the traveling wave on the drive surface. In this embodiment, the portion where the groove is not cut is referred to as a base portion 3a. In the base portion 3a, the piezoelectric body 2 is bonded to the surface opposite to the groove side. The elastic body 3 has a NiP surface treatment on its drive surface.
The elastic body 3 is provided with a flange portion 3c on the inner peripheral side of the base portion 3a, and is fixed to the fixing member 6 (6a, 6b) using that portion. The flange part 3c has a form located at the center of the thickness of the base part 3a.

圧電体2は、円周方向に沿って2つの相(A相、B相)に対応する部分に分かれており、各相に対応する部分おいては、1/2波長毎に分極が交互となった要素が並べられていて、A相に対応する部分とB相に対応する部分との間には、1/4波長分間隔が空くようにしてある。圧電体2は、各相の電極にFPC(フレキシブルプリント基板)4の配線が接続されており、駆動電圧が印加される。   The piezoelectric body 2 is divided into portions corresponding to two phases (A phase and B phase) along the circumferential direction, and in the portions corresponding to each phase, the polarization alternates every ½ wavelength. The arranged elements are arranged, and an interval of ¼ wavelength is provided between the portion corresponding to the A phase and the portion corresponding to the B phase. In the piezoelectric body 2, wiring of an FPC (flexible printed circuit board) 4 is connected to each phase electrode, and a driving voltage is applied.

移動子5は、アルミニウムといった軽金属からなり、摺動面の表面には、耐摩耗性向上のためのアルマイトの表面処理が成されている。
出力軸8は、ゴム部材7を介して移動子5に結合されていて、移動子5と一体に回転するようにされている。出力軸8と移動子5との間のゴム部材7は、ゴムによる粘着性で移動子5と出力軸8を結合する機能と、移動子5からの振動を出力軸8へ伝えないための振動吸収の機能とが求められており、ブチルゴム等が好適である。
The mover 5 is made of a light metal such as aluminum, and the surface of the sliding surface is anodized to improve wear resistance.
The output shaft 8 is coupled to the mover 5 via the rubber member 7 and is rotated integrally with the mover 5. The rubber member 7 between the output shaft 8 and the mover 5 has a function of coupling the mover 5 and the output shaft 8 with adhesiveness due to rubber, and vibration for not transmitting vibration from the mover 5 to the output shaft 8. Absorption function is required, and butyl rubber or the like is preferable.

加圧部材9は、コイルバネ等であり、出力軸8に固定されたギア部材10と、ベアリング受け部材11との間に設けられている。ギア部材10は、出力軸8のDカットに嵌まるように挿入され、Eクリップ等のストッパ12で固定され、回転方向及び軸方向に出力軸8と一体になるようにされている。また、ベアリング受け部材11は、ベアリング13の内径側に挿入され、ベアリング13は、固定部材6aの内径側に挿入された構造となっている。このような構造をとることにより、移動子5が振動体1の駆動面に加圧接触するようになっている。   The pressure member 9 is a coil spring or the like, and is provided between the gear member 10 fixed to the output shaft 8 and the bearing receiving member 11. The gear member 10 is inserted so as to fit in the D cut of the output shaft 8 and is fixed by a stopper 12 such as an E clip so as to be integrated with the output shaft 8 in the rotation direction and the axial direction. Further, the bearing receiving member 11 is inserted on the inner diameter side of the bearing 13, and the bearing 13 is inserted on the inner diameter side of the fixed member 6a. By adopting such a structure, the moving element 5 comes into pressure contact with the drive surface of the vibrating body 1.

図2は、実施例1の超音波モータの駆動装置20を説明するブロック図である。
まず、超音波モータの駆動、制御について説明する。
発振部21は、制御部22の指令により所望の周波数の駆動信号を発生する部分である。移相部23は、発振部21で発生した駆動信号を90°位相の異なる2つの駆動信号に分ける部分である。増幅部24,25は、移相部23によって分けられた2つの駆動信号を、それぞれ所望の電圧に昇圧する部分である。増幅部24,25からの駆動信号は、超音波モータ100に伝達され、この駆動信号の印加により振動体1に進行波が発生し、移動子5が駆動される部分である。
検出部26は、光学式エンコーダや磁気エンコーダ等により構成され、移動子5の駆動によって駆動された駆動物の位置や速度を検出する部分である。制御部22は、CPUからの駆動指令を基に、超音波モータ100の駆動を制御する部分である。制御部22は、検出部26からの検出信号を受け、その値を基に、位置情報と速度情報を得て、目標位置に位置決めされるように、発振部21の周波数を制御する部分である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the ultrasonic motor driving apparatus 20 according to the first embodiment.
First, driving and control of the ultrasonic motor will be described.
The oscillating unit 21 is a part that generates a drive signal having a desired frequency according to a command from the control unit 22. The phase shifter 23 is a part that divides the drive signal generated by the oscillator 21 into two drive signals having a 90 ° phase difference. The amplifying units 24 and 25 are portions for boosting the two drive signals divided by the phase shift unit 23 to desired voltages, respectively. Drive signals from the amplifying units 24 and 25 are transmitted to the ultrasonic motor 100, and traveling waves are generated in the vibrating body 1 by application of the drive signals, and the movable element 5 is driven.
The detection unit 26 is configured by an optical encoder, a magnetic encoder, or the like, and is a part that detects the position and speed of a driven object driven by driving the moving element 5. The control unit 22 is a part that controls driving of the ultrasonic motor 100 based on a drive command from the CPU. The control unit 22 is a part that receives the detection signal from the detection unit 26, obtains position information and speed information based on the value, and controls the frequency of the oscillation unit 21 so as to be positioned at the target position. .

実施例1の構成によれば、超音波モータ制御装置20は、以下のようにして動作する。
まず、制御部22に目標位置が伝達される。発振部21からは駆動信号が発生し、その信号は、位相部23により90°位相の異なる2つの駆動信号に分割され、増幅部24,25により所望の電圧に増幅される。
駆動信号は、超音波モータ100の圧電体2に印加され、圧電体2は励振され、その励振によって弾性体3には4次の曲げ振動が発生する。圧電体2は、A相とB相とに分けられており、駆動信号は、それぞれA相とB相に印加される。A相から発生する4次の曲げ振動とB相から発生する4次の曲げ振動とは、位置的な位相が1/4波長ずれるようになっており、また、A相駆動信号とB相駆動信号とは、90°位相がずれているため、2つの曲げ振動は、合成され、4波の進行波となる。進行波の波頭には、楕円運動が生じている。従って、駆動面に加圧接触された移動子5は、この楕円運動によって摩擦的に駆動される。
移動子5の駆動により駆動された駆動体には、光学式エンコーダ等の検出部26が配置されていて、そこから、電気パルスが発生し、制御部22に伝達される。制御部22は、この信号を基に、現在の位置と現在の速度を得ることが可能となり、これらの位置情報、速度情報及び目標位置情報を基に、発振部21の駆動周波数は制御される。
According to the configuration of the first embodiment, the ultrasonic motor control device 20 operates as follows.
First, the target position is transmitted to the control unit 22. A drive signal is generated from the oscillating unit 21, and the signal is divided into two drive signals having a phase difference of 90 ° by the phase unit 23, and is amplified to a desired voltage by the amplification units 24 and 25.
The drive signal is applied to the piezoelectric body 2 of the ultrasonic motor 100, and the piezoelectric body 2 is excited, and the fourth-order bending vibration is generated in the elastic body 3 by the excitation. The piezoelectric body 2 is divided into an A phase and a B phase, and drive signals are applied to the A phase and the B phase, respectively. The positional phase of the fourth-order bending vibration generated from the A phase and the fourth-order bending vibration generated from the B phase are shifted by ¼ wavelength, and the A-phase driving signal and the B-phase driving are shifted. Since the signal is 90 ° out of phase, the two bending vibrations are combined into four traveling waves. An elliptical motion is generated at the front of the traveling wave. Therefore, the movable element 5 that is in pressure contact with the drive surface is frictionally driven by this elliptical motion.
A detection unit 26 such as an optical encoder is arranged in the driving body driven by driving the moving element 5, and an electric pulse is generated therefrom and transmitted to the control unit 22. The control unit 22 can obtain the current position and the current speed based on this signal, and the drive frequency of the oscillation unit 21 is controlled based on the position information, the speed information, and the target position information. .

図3は、実施例1の超音波モータの振動体に設けられた異音抑制部材を説明する図である。
実施例1では、振動体1の弾性体3は、ステンレス鋼にNiPの表面処理を施し、ビッカース硬度Hvは、350程度となっている。移動子5は、アルミニウムにアルマイトの表面処理を施し、ビッカース硬度Hvは、350程度となっている。
このように、振動体駆動面、移動子摺動面とも、硬い面同士とした場合であって、摩擦駆動されたときに、ビビリ等で進行性振動波以外の振動が振動体に発生し、これが不快な音として聞こえると考えられる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an abnormal noise suppressing member provided on the vibrating body of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
In Example 1, the elastic body 3 of the vibrating body 1 is obtained by performing NiP surface treatment on stainless steel, and the Vickers hardness Hv is about 350. The mover 5 is obtained by subjecting aluminum to alumite surface treatment, and the Vickers hardness Hv is about 350.
In this way, the vibration body drive surface and the slider sliding surface are both hard surfaces, and when driven by friction, vibration other than the progressive vibration wave is generated in the vibration body due to chatter, etc. This can be heard as an unpleasant sound.

そこで、実施例1では、振動体1の圧電体面に、異音抑制部材として、ブチルゴムシート31を装着して、進行性振動波以外の振動を抑えるようにした。このようにすることにより、不快な音の発生を防止することができる。
ブチルゴムシート31は、一般的なものでもよいが、本発明者の検証ではショア硬度Hsが30〜70のものなら、よりよい効果が得られることがわかった。
Therefore, in Example 1, the butyl rubber sheet 31 is attached to the piezoelectric body surface of the vibrating body 1 as an abnormal noise suppressing member to suppress vibrations other than the progressive vibration wave. By doing in this way, generation | occurrence | production of an unpleasant sound can be prevented.
Although the butyl rubber sheet 31 may be a general one, the inventors have verified that a better effect can be obtained if the Shore hardness Hs is 30 to 70.

一方、ブチルゴムシート31は、圧電体2の面に直接貼った場合に、振動減衰の効果が大きすぎて、駆動振動をも減衰させてしまう。そこで、圧電体2の面と、ブチルゴムシート31との間に、フィルム等の中間層を一層挟んで設け、圧電体面とブチルゴムシートとが直接接触しないようにすることが好ましい。
本実施例では、圧電体面の全体を、FPC(材質;ポリイミド)4で覆うことで、ブチルゴムシート31が圧電体面に、直接接触しないようにした。
On the other hand, when the butyl rubber sheet 31 is directly attached to the surface of the piezoelectric body 2, the effect of vibration damping is too great, and the driving vibration is also attenuated. Therefore, it is preferable to provide an intermediate layer such as a film between the surface of the piezoelectric body 2 and the butyl rubber sheet 31 so that the piezoelectric body surface and the butyl rubber sheet are not in direct contact with each other.
In this embodiment, the entire piezoelectric surface is covered with FPC (material: polyimide) 4 so that the butyl rubber sheet 31 is not in direct contact with the piezoelectric surface.

また、振動体駆動面の硬度であるが、振動体駆動面をステンレス鋼無垢状態(Hv250)、NiP表面処理後に熱処理の状態(Hv500)、チタンナイトライド表面処理に熱処理の状態(Hv800)で異音防止の効果の検証を行ったが、それぞれ、実施例1のように、振動体に異音抑制部材としてブチルゴムシート31を装着すると、摩擦駆動時に発生する不快な音を吸収することが分かった。
また、移動子をアルマイト処理せず、アルミニウム(Hv100)の地のまま、駆動させた場合に、アルミニウムの柔らかさのため、面同士の密着性がよくなり、異音の発生は低減するが、耐久性が得られないという別の問題が発生する。
従って、振動体駆動面及び移動子摺動面を、互いに金属で構成する場合には、硬度は、Hv250以上が好ましいと考えられる。
なお、圧電体にフェルト等を介してその裏面から加圧する構造もあるが、このフェルトには、異音抑制の効果はなく、また、この構造でブチルゴムシートを挟むと振動特性が著しく低下してしまう。
In addition, the hardness of the vibration body drive surface differs depending on whether the vibration body drive surface is in a solid stainless steel state (Hv250), a heat treatment state after NiP surface treatment (Hv500), or a titanium nitride surface treatment in a heat treatment state (Hv800). The sound prevention effect was verified, and it was found that, as in Example 1, when the butyl rubber sheet 31 was attached to the vibrating body as an abnormal noise suppressing member, unpleasant sound generated during friction driving was absorbed. .
In addition, when the mover is not alumite treated and driven with aluminum (Hv100) ground, the softness of the aluminum improves the adhesion between the surfaces and reduces the occurrence of abnormal noise. Another problem is that durability cannot be obtained.
Therefore, when the vibrator driving surface and the slider sliding surface are made of metal, it is considered that the hardness is preferably Hv 250 or more.
There is also a structure in which the piezoelectric body is pressurized from the back side through a felt or the like, but this felt has no effect of suppressing abnormal noise, and if a butyl rubber sheet is sandwiched in this structure, the vibration characteristics are significantly reduced. End up.

図4は、実施例2の超音波モータの振動体に設けられた異音抑制部材を説明する図である。実施例1では、圧電体面にブチルゴムシート31を装着することで、摩擦駆動された際の不快な異音を低減するようにしたが、実施例2では、弾性体3の外周面に樹脂テープ32を巻き、摩擦駆動された際の不快な異音を低減するようにした。振動体1や移動子5の構成は、実施例1と同じため、詳しい説明は省略する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an abnormal noise suppressing member provided on a vibrating body of the ultrasonic motor according to the second embodiment. In the first embodiment, the butyl rubber sheet 31 is attached to the surface of the piezoelectric body so as to reduce unpleasant noise when frictionally driven. In the second embodiment, the resin tape 32 is provided on the outer peripheral surface of the elastic body 3. To reduce unpleasant noise when friction driven. Since the structure of the vibrating body 1 and the moving element 5 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

樹脂テープの材質は、いかなる材質でもよいが、低温時の駆動、高温時の駆動を考慮する温度による機械的物性の変化が小さいシリコーン系、ポリプロピレン系の防振樹脂が好適である。また、巻き方は、金属の弾性体の外周を全周に巻くのが好適である。
このように、振動体1及び移動子5が金属の硬い面同士の場合であって、摩擦駆動されたときに、ビビリ等で進行性振動波以外の振動が振動体1に発生し、これが不快な音として聞こえると考えられる。その振動の一つに径方向に振幅を持った振動があり、実施例2では、樹脂テープ32を巻くことでこの振動が抑えられる。
The material of the resin tape may be any material, but silicone-based and polypropylene-based anti-vibration resins that have a small change in mechanical properties due to temperature considering driving at low temperatures and driving at high temperatures are suitable. As for the winding method, it is preferable to wind the outer circumference of the metal elastic body around the entire circumference.
As described above, when the vibrating body 1 and the moving element 5 are hard metal surfaces, when driven by friction, vibration other than the progressive vibration wave is generated in the vibrating body 1 due to chatter and the like, which is uncomfortable. It can be heard as a simple sound. One of the vibrations is a vibration having an amplitude in the radial direction. In Example 2, the vibration is suppressed by winding the resin tape 32.

(変形例)以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)上記各実施例に用いた超音波モータは、4波の進行性振動波であるが、他の波数の進行性振動波でも、上記のように振動体に異音抑制部材を装着することで、不快な異音発生が防止できる。
(2)また、進行性振動波以外を利用した超音波モータでも、振動体に異音抑制部材を装着することで、同様な効果が得られる。
(3)実施例1では、弾性体3は、フランジ部3cがベース部3aの内周側に設けられ、その部分を用いて固定部材6(6a,6b)に固定する例で説明したが、フランジ部3cが外周側に設けられているような場合にも適用できる。
(4)また、弾性体2が円環状の例で説明したが、外周側から支持できれば、円柱状のものでもよい。
(5)実施例2では、弾性体3の外周面全面に樹脂テープ32を貼付した例で説明したが、ベース部3aのみに巻いてもよい。また、弾性体3の内周に巻いてもよい。
(6)実施例1では、ブチルゴムシート31を貼付する例で説明したが、ポリプロピレン系の防振ゴムであってもよい。
(Modifications) The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
(1) Although the ultrasonic motor used in each of the above embodiments is a progressive vibration wave of four waves, the abnormal sound suppressing member is attached to the vibrating body as described above even with a progressive vibration wave of another wave number. Thus, generation of unpleasant noise can be prevented.
(2) In addition, even with an ultrasonic motor using other than the progressive vibration wave, the same effect can be obtained by mounting the noise suppressing member on the vibrating body.
(3) In the first embodiment, the elastic body 3 is described as an example in which the flange portion 3c is provided on the inner peripheral side of the base portion 3a and is fixed to the fixing member 6 (6a, 6b) using that portion. The present invention can also be applied to the case where the flange portion 3c is provided on the outer peripheral side.
(4) Moreover, although the elastic body 2 demonstrated in the example of an annular | circular shape, if it can be supported from an outer peripheral side, a cylindrical thing may be sufficient.
(5) In Example 2, although the example which stuck the resin tape 32 on the outer peripheral surface whole surface of the elastic body 3 demonstrated, you may wind only to the base part 3a. Further, the elastic body 3 may be wound around the inner periphery.
(6) In Example 1, although the example which affixes the butyl rubber sheet 31 was demonstrated, a polypropylene-type anti-vibration rubber may be sufficient.

本発明の実施例1の超音波モータを説明する図である。It is a figure explaining the ultrasonic motor of Example 1 of this invention. 実施例1の超音波モータの駆動装置20を説明するブロック図である。1 is a block diagram illustrating an ultrasonic motor driving device 20 according to a first embodiment. FIG. 実施例1の超音波モータの振動体に設けられた異音抑制部材を説明する図である。It is a figure explaining the abnormal noise suppression member provided in the vibrating body of the ultrasonic motor of Example 1. FIG. 実施例2の超音波モータの振動体に設けられた異音抑制部材を説明する図である。It is a figure explaining the abnormal noise suppression member provided in the vibrating body of the ultrasonic motor of Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 振動体
2 圧電体
3 弾性体
3a ベース部
3b 突起部分
3c フランジ部
4 FPC
5 移動子
6(6a,6b) 固定部材
7 ゴム部材
8 出力軸
9 加圧部材
10 ギア部材
11 ベアリング受け部材
12 ストッパ
13 ベアリング
21 発振部
22 制御部
23 移相部
24,25 増幅部
26 検出部
31 ブチルゴムシート
32 樹脂テープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrating body 2 Piezoelectric body 3 Elastic body 3a Base part 3b Projection part 3c Flange part 4 FPC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Mover 6 (6a, 6b) Fixed member 7 Rubber member 8 Output shaft 9 Pressurizing member 10 Gear member 11 Bearing receiving member 12 Stopper 13 Bearing 21 Oscillating unit 22 Control unit 23 Phase shift unit 24, 25 Amplifying unit 26 Detection unit 31 Butyl rubber sheet 32 Resin tape

Claims (7)

駆動信号により励振される圧電体と、この圧電体に接合され、前記励振により駆動面に進行性振動波を生じる円環状又は円柱状の弾性体とを有する振動体と;
前記弾性体の駆動面に加圧接触され、前記進行性振動波によって駆動される移動子と;
前記弾性体を内周面及び/又は外周面で支持する支持部と;
前記移動子に前記弾性体を、前記支持部を介して加圧する加圧部と;
を含む振動波モータであって、
前記振動体に装着され、前記振動体と前記移動子との摩擦駆動による異音の発生を抑制する異音抑制部材を備えたこと、
を特徴とする振動波モータ。
A vibrating body having a piezoelectric body excited by a driving signal and an annular or cylindrical elastic body bonded to the piezoelectric body and generating a progressive vibration wave on the driving surface by the excitation;
A mover that is in pressure contact with a drive surface of the elastic body and is driven by the progressive vibration wave;
A support portion for supporting the elastic body on an inner peripheral surface and / or an outer peripheral surface;
A pressurizing unit that pressurizes the movable body via the support unit;
A vibration wave motor including
An abnormal noise suppressing member that is attached to the vibrating body and suppresses the generation of abnormal noise due to frictional driving between the vibrating body and the moving element;
Vibration wave motor characterized by
請求項1に記載の振動波モータにおいて、
前記弾性体の駆動面及び前記移動子の摺動面は、ビッカース硬度Hvが250以上であること、
を特徴とする振動波モータ。
The vibration wave motor according to claim 1,
The drive surface of the elastic body and the sliding surface of the moving member have a Vickers hardness Hv of 250 or more,
Vibration wave motor characterized by
請求項1又は請求項2に記載の振動波モータにおいて、
前記圧電体に接続され駆動信号を印加するフレキシブルプリント基板を備え、
前記異音抑制部材は、前記フレキシブルプリント基板に装着したこと、
を特徴とする振動波モータ。
In the vibration wave motor according to claim 1 or 2,
A flexible printed circuit board connected to the piezoelectric body for applying a drive signal;
The abnormal noise suppressing member is mounted on the flexible printed circuit board;
Vibration wave motor characterized by
請求項3に記載の振動波モータにおいて、
前記異音抑制部材は、前記振動体の前記圧電体側に、前記圧電体と直接接触しない状態で配置されること、
を特徴とする振動波モータ。
In the vibration wave motor according to claim 3,
The noise suppressing member is disposed on the piezoelectric body side of the vibrating body without being in direct contact with the piezoelectric body;
Vibration wave motor characterized by
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、
前記異音抑制部材は、ショア硬度Hsが30〜70の防振ゴムであること、
を特徴とする振動波モータ。
In the vibration wave motor according to any one of claims 1 to 4,
The noise suppressing member is a vibration-proof rubber having a Shore hardness Hs of 30 to 70;
Vibration wave motor characterized by
請求項1又は請求項2に記載の振動波モータにおいて、
前記異音抑制部材は、前記振動体の外周面及び/又は内周面に装着したこと、
を特徴とする振動波モータ。
In the vibration wave motor according to claim 1 or 2,
The noise suppressing member is mounted on an outer peripheral surface and / or an inner peripheral surface of the vibrator;
Vibration wave motor characterized by
請求項1、請求項2又は請求項6のいずれか1項に記載の振動波モータにおいて、
前記異音抑制部材は、シリコーン系又はポリプロピレン系の防振樹脂から形成されていること、
を特徴とする振動波モータ。

In the vibration wave motor according to any one of claims 1, 2 and 6,
The abnormal noise suppressing member is formed of a silicone-based or polypropylene-based vibration-proof resin;
Vibration wave motor characterized by

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