JP2013031285A - Oscillating wave motor - Google Patents

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啓 末藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillating wave motor capable of inhibiting change in frictional force of an oscillating wave motor occurring in association with change in humidity and of reducing deterioration of performance of the oscillating wave motor due to change in humidity.SOLUTION: The oscillating wave motor comprises: an electromechanical energy conversion element; an oscillating body that is fixed to the electromechanical energy conversion element and oscillated by applying a voltage to the electromechanical energy conversion element; a moving body that is pressure-contacted with the oscillating body and friction-driven by the oscillation; a pressure member for pressure-contacting the oscillating body with the moving body; and pressure-regulating means for regulating pressure generating in the pressure member, where the pressure-regulating means regulates the pressure force depending on change in humidity.

Description

本発明は、振動体に移動体を加圧接触させ摩擦駆動するいわゆる振動波モータに関し、特に振動波モータの加圧構造に関するものである。   The present invention relates to a so-called vibration wave motor that frictionally drives a moving body by contacting the moving body with pressure, and particularly relates to a pressure structure of the vibration wave motor.

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。
従来において、このような振動波モータとして、例えば、特許文献1では図9に示すような構成の振動波モータが提案されている。
図9において、ハウジング61に固定された振動体62は円環状をしており、弾性体62bの上部には複数の突起62dが全周にわたって設けられている。
弾性体62bはステンレス鋼からなり、突起62dに耐久性を高めるための窒化処理をしている。
圧電セラミックス62aは、弾性体62b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2つの交流電圧が印加され、進行性振動波を発生させる。
移動体63は、焼入処理をしたステンレス鋼で形成された円環状の本体部63a、支持部63b、及び振動体62の突起62dに摩擦接触する摺動面を有する接触部63cから構成されている。
支持部63b及び接触部63cは、ばね性を有する厚みで形成されており、振動体62に対して安定した接触が可能となっている。
移動体63の上面にはばね受け部材65、加圧ばねゴム66を介して加圧ばね67bが取付けられている。加圧ばね67bの内周部は出力軸68に焼嵌めされたディスク67aに取付けられており、移動体63の駆動力を出力軸68に伝達している。
ばね受け部材65は、制振ゴム65aと円環状の錘部材65bから構成されている。
これにより、移動体63に発生する不要な振動を防止し、騒音の発生や効率の低下を抑えており、振動波モータの安定した駆動が実現している。
In general, a vibration wave motor has a vibrating body in which a progressive vibration wave is formed and a moving body that is in pressure contact with the vibrating body, and frictionally drives the vibrating body and the moving body with a progressive vibration wave. Get driving force.
Conventionally, as such a vibration wave motor, for example, Patent Document 1 proposes a vibration wave motor configured as shown in FIG.
In FIG. 9, the vibrating body 62 fixed to the housing 61 has an annular shape, and a plurality of protrusions 62d are provided on the entire upper portion of the elastic body 62b.
The elastic body 62b is made of stainless steel, and the protrusion 62d is subjected to nitriding treatment for enhancing durability.
The piezoelectric ceramic 62a is bonded to the bottom surface of the elastic body 62b with an adhesive, and two AC voltages having a phase difference are applied by a drive circuit (not shown) when the motor is driven to generate a progressive vibration wave.
The moving body 63 includes an annular main body 63a made of stainless steel that has been hardened, a support portion 63b, and a contact portion 63c having a sliding surface that frictionally contacts the protrusion 62d of the vibrating body 62. Yes.
The support portion 63b and the contact portion 63c are formed with a thickness having spring properties, and can stably contact the vibrating body 62.
A pressure spring 67 b is attached to the upper surface of the moving body 63 via a spring receiving member 65 and a pressure spring rubber 66. The inner peripheral portion of the pressure spring 67 b is attached to a disk 67 a that is shrink-fitted to the output shaft 68, and transmits the driving force of the moving body 63 to the output shaft 68.
The spring receiving member 65 includes a damping rubber 65a and an annular weight member 65b.
Thereby, unnecessary vibration generated in the moving body 63 is prevented, noise generation and efficiency reduction are suppressed, and stable driving of the vibration wave motor is realized.

また、特許文献2では、図10に示すような構成の振動波モータが提案されている。
図10において、振動体72の突起72dには高分子材料などからなる摩擦材72fが接合されている。移動体73は金属やその窒化物等の硬度の高いものからなる。
振動体72の突起72dに設けられた高分子材料などからなる摩擦材72fにより、振動波モータの性能が安定し、耐久性を向上させることができる。
Patent Document 2 proposes a vibration wave motor configured as shown in FIG.
In FIG. 10, a friction material 72 f made of a polymer material or the like is joined to the protrusion 72 d of the vibrating body 72. The moving body 73 is made of a material having high hardness such as a metal or a nitride thereof.
The friction material 72f made of a polymer material or the like provided on the protrusion 72d of the vibrating body 72 can stabilize the performance of the vibration wave motor and improve the durability.

特開2010−263769号公報JP 2010-263769 A 特開平11−262280号公報JP-A-11-262280

しかしながら、上記特許文献1のような図9に示す振動体62及び移動体63を有する振動波モータにおいては、湿度の変化に伴って振動波モータの性能が劣化する場合があった。
すなわち、この振動波モータの弾性体62bは窒化処理をしたステンレス鋼からなり、移動体63は焼入処理をしたステンレス鋼からなる。
このような振動波モータを高湿度の環境に放置した時に、振動体62と移動体63の摺動面のわずかな隙間に微小な水分が付着することにより、振動体62と移動体63との間の摩擦力が低下する場合があった。例えば湿度が高い環境下で振動波モータを使用する場合にこのような現象が発生し得る。
これにより、振動波モータの起動時に発生するトルクが低下し、移動体63の起動が遅れ、起動してもすぐには本来の速度を出せず、性能が戻るまでに時間がかかってしまう恐れがあった。
また、上記特許文献2のような図10に示す振動波モータは、高湿度環境下において、振動体72の高分子材料などからなる摩擦材72fと移動体73との間に水分が付着すると、摩擦力が増大する。
そのため、移動体73の回転が妨げられたり、起動できなくなったりする恐れがある。
However, in the vibration wave motor having the vibrating body 62 and the moving body 63 shown in FIG. 9 as in Patent Document 1, the performance of the vibration wave motor sometimes deteriorates as the humidity changes.
That is, the elastic body 62b of the vibration wave motor is made of nitriding stainless steel, and the moving body 63 is made of quenching stainless steel.
When such a vibration wave motor is left in a high-humidity environment, minute moisture adheres to a slight gap between the sliding surfaces of the vibrating body 62 and the moving body 63, thereby causing the vibrating body 62 and the moving body 63 to move. In some cases, the frictional force between them may decrease. For example, such a phenomenon may occur when a vibration wave motor is used in an environment with high humidity.
As a result, the torque generated at the start of the vibration wave motor is reduced, the start of the moving body 63 is delayed, the original speed cannot be obtained immediately after the start, and it may take time until the performance returns. there were.
Further, the vibration wave motor shown in FIG. 10 as in the above-mentioned Patent Document 2 has a high humidity environment in which moisture adheres between the friction material 72f made of the polymer material of the vibration body 72 and the moving body 73. The frictional force increases.
Therefore, there is a possibility that the rotation of the moving body 73 is hindered or cannot be activated.

本発明は、上記課題に鑑み、湿度の変化に伴って発生する振動波モータの摩擦力の変化を抑制し、湿度の変化による振動波モータの性能の劣化を低減することが可能となる振動波モータを提供することを目的とするものである。   In view of the above problems, the present invention suppresses a change in frictional force of a vibration wave motor that occurs with a change in humidity, and can reduce deterioration in the performance of the vibration wave motor due to a change in humidity. The object is to provide a motor.

本発明の振動波モータは、電気−機械エネルギー変換素子と、
前記電気−機械エネルギー変換素子に固定され、前記電気−機械エネルギー変換素子への電圧の印加により振動する振動体と、
前記振動体と加圧接触し、前記振動により摩擦駆動する移動体と、
前記振動体と前記移動体とを前記加圧接触させる加圧部材と、
を有する振動波モータであって、
前記加圧部材に発生する加圧力を調整する加圧力調節手段を備え、
前記加圧力調節手段は、前記加圧力を湿度の変化に応じて調節することを特徴とする。
The vibration wave motor of the present invention includes an electromechanical energy conversion element,
A vibrating body fixed to the electro-mechanical energy conversion element and vibrated by application of a voltage to the electro-mechanical energy conversion element;
A moving body that is in pressure contact with the vibrating body and frictionally driven by the vibration;
A pressurizing member for bringing the vibrating body and the movable body into pressure contact with each other;
A vibration wave motor having
A pressure adjusting means for adjusting the pressure generated in the pressure member;
The pressurizing force adjusting means adjusts the pressurizing force according to a change in humidity.

本発明によれば、湿度の変化に伴って発生する振動波モータの摩擦力の変化を抑制し、湿度の変化による振動波モータの性能の劣化を低減することが可能となる振動波モータを実現することができる。   According to the present invention, a vibration wave motor capable of suppressing the change in the frictional force of the vibration wave motor that occurs with a change in humidity and reducing the deterioration in the performance of the vibration wave motor due to the change in humidity is realized. can do.

本発明の実施例1に係る振動波モータの構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the vibration wave motor which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の図1に示す振動波モータの一部を拡大した断面図。Sectional drawing which expanded a part of vibration wave motor shown in FIG. 1 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の図1に示す振動波モータにおける加圧調節部材の変形の様子を示す図。The figure which shows the mode of a deformation | transformation of the pressurization adjustment member in the vibration wave motor shown in FIG. 1 of Example 1 of this invention. 図4(a)は本発明の実施例1に係る振動波モータの第1の変形例に係る加圧調節部材を拡大した断面図。図4(b)はその第2の変形例に係る加圧調節部材を拡大した断面図。Fig.4 (a) is sectional drawing to which the pressurization adjustment member which concerns on the 1st modification of the vibration wave motor which concerns on Example 1 of this invention was expanded. FIG. 4B is an enlarged sectional view of the pressure adjusting member according to the second modification. 本発明の実施例2に係る振動波モータの構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the vibration wave motor which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る振動波モータの変形例の構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the modification of the vibration wave motor which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る振動波モータの構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the vibration wave motor which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の図7に示す振動波モータにおける加圧調節部材の変形の様子を示す図。The figure which shows the mode of a deformation | transformation of the pressurization adjustment member in the vibration wave motor shown in FIG. 7 of Example 3 of this invention. 従来例における振動波モータの構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the vibration wave motor in a prior art example. 他の従来例における振動波モータの構成を説明する斜視図。The perspective view explaining the structure of the vibration wave motor in another prior art example.

本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。   The mode for carrying out the present invention will be described with reference to the following examples.

[実施例1]
実施例1として、本発明を適用した振動波モータの構成例について、図1を用いて説明する。
本実施例の振動波モータは、図1に示すように、円環状に形成されており、振動体2と、この振動体と摩擦接触する移動体3を備えている。
振動体2は、電気量を機械量に変換する電気−機械エネルギー変換素子による圧電素子2aと、この圧電素子2aと結合された弾性体2bとによって形成されている。
そして、圧電素子2aに駆動電圧(交流電圧)を印加し、公知の技術により、振動体2に進行性の振動波により楕円運動を生じさせ、これによって移動体3を振動体2と摩擦駆動により相対的に回転させる。
[Example 1]
As a first embodiment, a configuration example of a vibration wave motor to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the vibration wave motor of the present embodiment is formed in an annular shape, and includes a vibrating body 2 and a moving body 3 that is in frictional contact with the vibrating body.
The vibrating body 2 is formed by a piezoelectric element 2a that is an electro-mechanical energy conversion element that converts an electrical quantity into a mechanical quantity, and an elastic body 2b that is coupled to the piezoelectric element 2a.
Then, a driving voltage (alternating voltage) is applied to the piezoelectric element 2a, and an elliptical motion is generated in the vibrating body 2 by a progressive vibration wave by a known technique. Rotate relatively.

弾性体2bは、基部2c、突起部2d、及び基部2cから延出し、弾性体2bをハウジング1に固定するためのフランジ部2eから構成されている。
突起部2dは、基部2cの外周側に沿って、弾性体2bの中心軸に対して同心円状に配置されている。突起部2dの移動体3側の面が移動体3との摺動面となっている。
弾性体2bは、金属製の弾性部材であり、本実施例ではステンレス鋼で形成されている。さらに、耐久性を高めるための硬化処理として、突起部2dの移動体3との摺動面を窒化処理している。
The elastic body 2 b includes a base portion 2 c, a projecting portion 2 d, and a flange portion 2 e that extends from the base portion 2 c and fixes the elastic body 2 b to the housing 1.
The protrusion 2d is disposed concentrically with respect to the central axis of the elastic body 2b along the outer peripheral side of the base 2c. The surface of the protrusion 2d on the moving body 3 side is a sliding surface with the moving body 3.
The elastic body 2b is a metal elastic member, and is formed of stainless steel in this embodiment. Furthermore, as a hardening process for enhancing durability, the sliding surface of the protrusion 2d with the moving body 3 is nitrided.

移動体3は、弾性部材で形成された円環状の本体部3a、支持部3b、及び振動体2の突起2dに摩擦接触する摺動面を有する接触部3cから構成されている。本実施例では、移動体3は焼入処理したステンレス鋼で形成されている。
支持部3b及び接触部3cは、ばね性を有する厚みで形成されており、振動体2に対して安定した接触が可能となっている。
移動体3の上面には加圧調節部材(加圧力調節手段)4を介して、ばね受け部材5、加圧ばねゴム6、加圧部材7が取付けられている。
加圧部材7は、ディスク7aと加圧ばね7bからなる。加圧ばね7bの内周部は出力軸8に焼嵌めされたディスク7aに取付けられており、移動体3の駆動力を出力軸8に伝達している。
加圧ばねゴム6はブチルゴムやクロロプレンゴム等で形成されている。加圧ばねゴム6の弾性変形により、ばね受け部材5の加圧ばねゴム6が設けられている面の平面度の影響を緩和している。
そのため、加圧ばね7bからの加圧力が移動体3に回転方向のムラなく均一に付与され、振動体2と移動体3の安定した接触が保たれている。
出力軸8は、ハウジング1に固定された外輪と、出力軸8の外周に嵌合した内輪とを有する一対の転がり軸受9a、9bによって回転自在に支持される。
転がり軸受9aの内輪は、移動体3を振動体2に適切な力で加圧接触させるための加圧ばね7bの変位量分だけ予圧がかけられている。
これにより、転がり軸受9aの径方向のがたが排除され、出力軸8の径方向の振れを抑えることができる。
The moving body 3 includes an annular main body portion 3a formed of an elastic member, a support portion 3b, and a contact portion 3c having a sliding surface that makes frictional contact with the protrusion 2d of the vibrating body 2. In this embodiment, the moving body 3 is formed of stainless steel that has been subjected to quenching treatment.
The support portion 3b and the contact portion 3c are formed with a thickness having a spring property, and stable contact with the vibrating body 2 is possible.
A spring receiving member 5, a pressure spring rubber 6, and a pressure member 7 are attached to the upper surface of the movable body 3 via a pressure adjustment member (pressure adjustment means) 4.
The pressure member 7 includes a disk 7a and a pressure spring 7b. The inner peripheral portion of the pressure spring 7 b is attached to a disk 7 a that is shrink-fitted to the output shaft 8, and transmits the driving force of the moving body 3 to the output shaft 8.
The pressure spring rubber 6 is made of butyl rubber or chloroprene rubber. Due to the elastic deformation of the pressure spring rubber 6, the influence of the flatness of the surface of the spring receiving member 5 on which the pressure spring rubber 6 is provided is mitigated.
Therefore, the pressing force from the pressure spring 7b is uniformly applied to the moving body 3 without unevenness in the rotational direction, and the stable contact between the vibrating body 2 and the moving body 3 is maintained.
The output shaft 8 is rotatably supported by a pair of rolling bearings 9 a and 9 b having an outer ring fixed to the housing 1 and an inner ring fitted to the outer periphery of the output shaft 8.
The inner ring of the rolling bearing 9a is preloaded by the amount of displacement of the pressure spring 7b for bringing the movable body 3 into pressure contact with the vibrating body 2 with an appropriate force.
Thereby, the radial play of the rolling bearing 9a is eliminated, and the shake of the output shaft 8 in the radial direction can be suppressed.

図2に、図1に示す振動波モータの一部を拡大した断面図を示す。
図2において、ばね受け部材5は円環状の弾性部材で形成されており、錘部5aと規制部5b、5cとから構成されている。
本実施例では、ばね受け部材5は真鍮で形成されている。規制部5bは加圧調節部材4の内周側の面と接しており、規制部5cは加圧調節部材4の外周側の面と接している。
加圧調節部材4は、振動減衰性能が高いブチルゴムやクロロプレンゴム等を主材とし、高吸水性樹脂を含有させたいわゆる水膨張性ゴムで形成されている。
そのため、加圧調節部材4とばね受け部材5とにより、振動波モータの駆動中に発生する移動体3の不要な振動を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。
FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of a part of the vibration wave motor shown in FIG.
In FIG. 2, the spring receiving member 5 is formed of an annular elastic member, and includes a weight portion 5a and restricting portions 5b and 5c.
In this embodiment, the spring receiving member 5 is made of brass. The restricting portion 5 b is in contact with the inner peripheral surface of the pressure adjusting member 4, and the restricting portion 5 c is in contact with the outer peripheral surface of the pressure adjusting member 4.
The pressure adjusting member 4 is made of a so-called water-expandable rubber containing butyl rubber or chloroprene rubber having high vibration damping performance as a main material and containing a highly water-absorbing resin.
For this reason, the pressurizing adjustment member 4 and the spring receiving member 5 suppress unnecessary vibration of the moving body 3 that occurs during driving of the vibration wave motor, and prevent noise and output of the vibration wave motor from decreasing.

図3に、図1に示す振動波モータにおける湿度上昇時の加圧調節部材4の変形の様子を示す。
図3において、加圧調節部材4は高吸水性樹脂が含有されている湿度の変化に応じて変形する圧力調節部材によって構成されているため、振動波モータの周囲の環境の湿度が上昇すると、高吸水性樹脂が吸湿し、加圧調節部材4が膨張する。加圧調節部材4の内外周はそれぞればね受け部材5の規制部5b、5cと接しているため、加圧調節部材4は振動波モータの径方向よりも回転軸方向の変形量が大きくなっている。
このとき、振動体2及び移動体3の軸方向の剛性は、加圧ばね7bに比べ十分に高くなっている。また、ディスク7aは出力軸8に対して軸方向に固定されている。
そのため、加圧調節部材4が膨張し、回転軸方向に変形すると、ばね受け部材5が回転軸方向の加圧ばね7b側に移動する。
これにより、加圧ばね7bの変位が増加し、加圧ばね7bによって振動体2及び移動体3に付与されている加圧力が増加する。
FIG. 3 shows how the pressure adjusting member 4 is deformed when the humidity of the vibration wave motor shown in FIG. 1 is increased.
In FIG. 3, the pressure adjusting member 4 is constituted by a pressure adjusting member that deforms in response to a change in the humidity containing the highly water-absorbent resin, so when the humidity of the environment around the vibration wave motor rises, The superabsorbent resin absorbs moisture, and the pressure adjusting member 4 expands. Since the inner and outer circumferences of the pressure adjusting member 4 are in contact with the restricting portions 5b and 5c of the spring receiving member 5, the pressure adjusting member 4 has a larger amount of deformation in the rotational axis direction than in the radial direction of the vibration wave motor. Yes.
At this time, the axial rigidity of the vibrating body 2 and the moving body 3 is sufficiently higher than that of the pressurizing spring 7b. The disk 7a is fixed in the axial direction with respect to the output shaft 8.
Therefore, when the pressure adjusting member 4 expands and is deformed in the rotation axis direction, the spring receiving member 5 moves to the pressure spring 7b side in the rotation axis direction.
Thereby, the displacement of the pressurizing spring 7b increases, and the pressure applied to the vibrating body 2 and the movable body 3 by the pressurizing spring 7b increases.

他方、振動波モータの周囲の環境の湿度が上昇すると、振動体2と移動体3の摺動面のわずかな隙間に微小な水分が付着することにより、振動体2と移動体3との間の摩擦係数が低下する。
摩擦力は加圧力と摩擦係数の積で決まるため、振動体2と移動体3との間に作用する摩擦力は、湿度上昇に伴う加圧力の増加と摩擦係数の低下が相殺されることにより、湿度が上昇しても変化しにくくなる。
反対に、湿度が低下すると、加圧調節部材4に含有されている高吸水性樹脂が放湿し、加圧調節部材4が収縮する。
それにより、加圧ばね7bの変位が減少することで加圧力が減少する。そして、振動体2と移動体3の摺動面のわずかな隙間にあった水分が少なくなり、振動体2と移動体3との間の摩擦係数が上昇する。
よって、振動体2と移動体3との間に作用する摩擦力は、湿度低下に伴う加圧力の減少と摩擦係数の上昇が相殺されることにより、湿度が低下しても変化しにくくなる。
On the other hand, when the humidity of the environment around the vibration wave motor rises, minute moisture adheres to a slight gap between the sliding surfaces of the vibrating body 2 and the moving body 3, thereby causing a gap between the vibrating body 2 and the moving body 3. The coefficient of friction decreases.
Since the frictional force is determined by the product of the applied pressure and the friction coefficient, the frictional force acting between the vibrating body 2 and the moving body 3 is offset by the increase in the applied pressure accompanying the increase in humidity and the decrease in the friction coefficient. It becomes difficult to change even if the humidity rises.
On the other hand, when the humidity decreases, the superabsorbent resin contained in the pressure adjusting member 4 releases moisture, and the pressure adjusting member 4 contracts.
Thereby, the pressurizing force is reduced by reducing the displacement of the pressurizing spring 7b. And the water | moisture content in the slight clearance gap of the sliding surface of the vibrating body 2 and the moving body 3 decreases, and the friction coefficient between the vibrating body 2 and the moving body 3 rises.
Therefore, the frictional force acting between the vibrating body 2 and the moving body 3 is less likely to change even when the humidity is reduced by offsetting the decrease in the applied pressure accompanying the decrease in humidity and the increase in the friction coefficient.

以上より、従来構造では課題となっていた、湿度の変化に伴って発生する振動波モータの摩擦力の変化を抑制することが可能となる。
これにより、振動波モータの発生力は摩擦力に対してほぼ比例すると考えてよいため、湿度が変化しても、振動波モータの発生力の変化を抑制することが可能となり、振動波モータの性能の劣化を低減することができる。
ここで、湿度の変化に伴う加圧力の変化量は、加圧ばね7bの厚みや、加圧調節部材4の厚み、高吸水性樹脂の種類や含有量、ばね受け部材5の規制部5b、5cの形状で調整可能である。
例えば、湿度の変化に伴う摩擦係数の変化が大きい場合、加圧ばね7bの厚みを増加し、加圧調節部材4の変形に対しての加圧力の変化量を増加することが可能である。
また、加圧調節部材4の厚みを増加し、加圧調節部材4の変形量を増加することで、加圧力の変化量を増加することも可能である。
反対に、湿度の変化に伴う摩擦係数の変化が小さい場合、加圧ばね7bの厚みを低減し、加圧調節部材4の変形に対しての加圧力の変化量を減少することが可能である。
また、加圧調節部材4の内外径で接しているばね受け部材5の規制部5bと5cの径方向の距離を広げることで、加圧調節部材4の膨張時に径方向にも変形可能となり、回転軸方向の変形量が減少し、加圧力の変化量も減少することが可能となる。
As described above, it is possible to suppress the change in the frictional force of the vibration wave motor that occurs with the change in humidity, which has been a problem in the conventional structure.
As a result, it can be considered that the generated force of the vibration wave motor is substantially proportional to the frictional force, so that even if the humidity changes, the change in the generated force of the vibration wave motor can be suppressed. Degradation of performance can be reduced.
Here, the amount of change in the applied pressure accompanying the change in humidity is the thickness of the pressure spring 7b, the thickness of the pressure adjustment member 4, the type and content of the superabsorbent resin, the regulating portion 5b of the spring receiving member 5, Adjustment is possible with the shape of 5c.
For example, when the change in the friction coefficient accompanying the change in humidity is large, it is possible to increase the thickness of the pressure spring 7 b and increase the amount of change in the applied pressure with respect to the deformation of the pressure adjustment member 4.
It is also possible to increase the amount of change in the applied pressure by increasing the thickness of the pressure adjusting member 4 and increasing the deformation amount of the pressure adjusting member 4.
On the other hand, when the change in the friction coefficient accompanying the change in humidity is small, it is possible to reduce the thickness of the pressure spring 7b and reduce the amount of change in the applied pressure with respect to the deformation of the pressure adjusting member 4. .
Further, by expanding the radial distance between the restricting portions 5b and 5c of the spring receiving member 5 that is in contact with the inner and outer diameters of the pressure adjusting member 4, it can be deformed in the radial direction when the pressure adjusting member 4 is expanded. The amount of deformation in the direction of the rotation axis is reduced, and the amount of change in the applied pressure can be reduced.

なお、本実施例において、振動体2は窒化処理をしたステンレス鋼で形成し、移動体3は焼入処理したステンレス鋼で形成されている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、湿度の上昇に伴って摩擦係数が低下する材料の組合せであれば、本発明により振動波モータの発生力の変化を抑制することが可能となる。
例えば、振動体2をステンレス鋼にニッケルメッキ処理をして形成し、移動体3をアルミニウム合金にアルマイト処理をして形成した振動波モータでも、本発明により同様の効果が得られる。
また、本実施例においては、加圧調節部材4は、ブチルゴムやクロロプレンゴム等を主材とし、高吸水性樹脂を含有させたいわゆる水膨張性ゴムで形成されている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、図4(a)に示すように、加圧調節部材14は、高吸水性樹脂14aをブチルゴム等の振動減衰部材14bではさみ込んで形成してもよい。
また、図4(b)に示すように、コルク等の湿度に対する膨張率の高い材料24aを、ブチルゴム等の振動減衰部材24bではさみ込んで加圧調節部材24を形成してもよい。
これにより、湿度の変化に伴って加圧力を変化させることが可能になり、湿度の変化に伴う振動波モータの性能の劣化を低減することができる。
In the present embodiment, the vibrating body 2 is made of nitriding stainless steel, and the moving body 3 is made of quenching stainless steel.
However, the present invention is not limited to such a configuration, and the present invention suppresses the change in the generated force of the vibration wave motor as long as it is a combination of materials whose friction coefficient decreases with increasing humidity. Is possible.
For example, a similar effect can be obtained by the present invention even in a vibration wave motor in which the vibrating body 2 is formed by nickel plating on stainless steel and the moving body 3 is formed by anodizing aluminum alloy.
In this embodiment, the pressure adjusting member 4 is formed of a so-called water-swellable rubber containing butyl rubber, chloroprene rubber or the like as a main material and containing a highly water-absorbing resin.
However, the present invention is not limited to such a configuration.
For example, as shown in FIG. 4A, the pressure adjusting member 14 may be formed by sandwiching a highly water-absorbing resin 14a with a vibration damping member 14b such as butyl rubber.
Further, as shown in FIG. 4B, a pressure adjusting member 24 may be formed by sandwiching a material 24a having a high expansion coefficient against humidity such as cork with a vibration damping member 24b such as butyl rubber.
Thereby, it becomes possible to change a pressurizing force with the change of humidity, and it can reduce the deterioration of the performance of the vibration wave motor accompanying the change of humidity.

[実施例2]
実施例2として、上記した実施例1とは異なる形態の振動波モータの構成例について、図5、図6を用いて説明する。
本実施例の振動波モータは、加圧調節部材を図5に示す構造とした点において、実施例1のものと構成が相違する。本実施例のその他の要素(振動体、移動体、出力軸等)は、上述した実施例1の対応するものと同一なので、説明を省略する。なお、本実施例の図5に示す構成は、図1に対応している。
図5において、移動体33の上面には、制振ゴム36a、ばね受け部材35が設けられており、振動波モータの駆動中に発生する移動体33の不要な振動を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。
ばね受け部材35の上面には、加圧ばねゴム36bを介して加圧ばね37bが取付けられている。
加圧調節部材(加圧力調節手段)34は、第1の加圧調節部材34aと第2の加圧調節部材34bから構成されており、これらは高吸水性樹脂や水膨張性ゴム、コルク等の湿度の上昇に伴って膨張する材料による圧力調節部材によって形成されている。
第1の加圧調節部材34aは、ハウジング31と振動体32のフランジ部32eとの間に設けられている。
第2の加圧調節部材34bは、出力軸38に焼嵌めされたディスク37aと加圧ばね37bとの間に設けられている。
[Example 2]
As a second embodiment, a configuration example of a vibration wave motor having a different form from the first embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
The vibration wave motor of the present embodiment is different from that of the first embodiment in that the pressure adjusting member has the structure shown in FIG. The other elements (vibrating body, moving body, output shaft, etc.) of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the above-described embodiment 1, and thus the description thereof is omitted. In addition, the structure shown in FIG. 5 of a present Example respond | corresponds to FIG.
In FIG. 5, a damping rubber 36 a and a spring receiving member 35 are provided on the upper surface of the moving body 33 to suppress unnecessary vibration of the moving body 33 that occurs during the driving of the vibration wave motor. Noise and output are prevented from decreasing.
A pressure spring 37b is attached to the upper surface of the spring receiving member 35 via a pressure spring rubber 36b.
The pressure adjusting member (pressure adjusting means) 34 is composed of a first pressure adjusting member 34a and a second pressure adjusting member 34b, which are a highly water-absorbing resin, a water-expandable rubber, a cork and the like. The pressure adjusting member is made of a material that expands with an increase in humidity.
The first pressure adjusting member 34 a is provided between the housing 31 and the flange portion 32 e of the vibrating body 32.
The second pressure adjusting member 34b is provided between the disk 37a shrink-fitted on the output shaft 38 and the pressure spring 37b.

ここで、振動波モータの周囲の環境の湿度が上昇すると、第1の加圧調節部材34a及び第2の加圧調節部材34bが吸湿し、膨張する。
第1の加圧調節部材34aが膨張し、回転軸方向に変形すると、振動体32が回転軸方向の加圧ばね37b側に移動し、ばね受け部材35も回転軸方向の加圧ばね37b側に移動する。
これにより、加圧ばね37bの変位が増加し、加圧ばね37bによって振動体32及び移動体33に付与されている加圧力が増加する。
さらに、第2の加圧調節部材34bが膨張し、回転軸方向に変形すると、第2の加圧調節部材34bに取り付けられている加圧ばね37bの内周側が、回転軸方向の振動体32側に移動する。これにより、加圧ばね37bの変位が増加し、加圧力が増加する。
Here, when the humidity of the environment around the vibration wave motor rises, the first pressure adjusting member 34a and the second pressure adjusting member 34b absorb moisture and expand.
When the first pressure adjusting member 34a expands and deforms in the rotation axis direction, the vibrating body 32 moves to the pressure spring 37b side in the rotation axis direction, and the spring receiving member 35 also moves to the pressure spring 37b side in the rotation axis direction. Move to.
Thereby, the displacement of the pressurizing spring 37b increases, and the applied pressure applied to the vibrating body 32 and the moving body 33 by the pressurizing spring 37b increases.
Further, when the second pressure adjusting member 34b expands and deforms in the direction of the rotation axis, the inner peripheral side of the pressure spring 37b attached to the second pressure adjustment member 34b becomes the vibrating body 32 in the direction of the rotation axis. Move to the side. Thereby, the displacement of the pressurizing spring 37b increases, and the applied pressure increases.

他方、振動波モータの周囲の環境の湿度が上昇すると、振動体32と移動体33の摺動面のわずかな隙間に微小な水分が付着することにより、振動体32と移動体33との間の摩擦係数が低下する。
よって、振動体32と移動体33との間に作用する摩擦力は、湿度上昇に伴う加圧力の増加と摩擦係数の低下が相殺されることにより、湿度が上昇しても変化しにくくなる。
反対に、湿度が低下すると、加圧調節部材34が放湿し、第1の加圧調節部材34a及び第2の加圧調節部材34bが収縮する。
それにより、加圧ばね37bの変位が減少することで加圧力が減少する。
そして、振動体32と移動体33の摺動面のわずかな隙間にあった水分が少なくなり、振動体32と移動体33との間の摩擦係数が上昇する。
よって、振動体32と移動体33との間に作用する摩擦力は、湿度低下に伴う加圧力の減少と摩擦係数の上昇が相殺されることにより、湿度が低下しても変化しにくくなる。
On the other hand, when the humidity of the environment around the vibration wave motor rises, minute moisture adheres to a slight gap between the sliding surfaces of the vibrating body 32 and the moving body 33, thereby causing a gap between the vibrating body 32 and the moving body 33. The coefficient of friction decreases.
Therefore, the frictional force acting between the vibrating body 32 and the moving body 33 is less likely to change even when the humidity increases by offsetting the increase in the applied pressure accompanying the increase in humidity and the decrease in the friction coefficient.
On the other hand, when the humidity decreases, the pressure adjusting member 34 releases moisture, and the first pressure adjusting member 34a and the second pressure adjusting member 34b contract.
Thereby, the pressurizing force is reduced by reducing the displacement of the pressurizing spring 37b.
And the water | moisture content in the slight clearance gap of the sliding surface of the vibrating body 32 and the moving body 33 decreases, and the friction coefficient between the vibrating body 32 and the moving body 33 rises.
Therefore, the frictional force acting between the vibrating body 32 and the moving body 33 is less likely to change even when the humidity is reduced by offsetting the decrease in the applied pressure accompanying the decrease in humidity and the increase in the friction coefficient.

以上より、湿度の変化に伴って加圧力を変化させることが可能になり、湿度の変化に伴う振動波モータの性能の劣化を低減することができる。
また、加圧調節部材34を2つ設けることにより、加圧調節部材34を1つ設ける場合に比べ、湿度の変化に伴う加圧力の変化量が増加する。
これにより、湿度の変化に伴って発生する摩擦係数の変化が大きい材料で構成された振動波モータに対しても、摩擦力の調整が可能となり、振動波モータの性能の劣化を抑制することができるようになる。
なお、本実施例の振動波モータには、第1の加圧調節部材34a及び第2の加圧調節部材34bから構成された2つの加圧調節部材34が設けられているが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
例えば、図6に示すように、加圧調節部材44は、第1の加圧調節部材44a、第2の加圧調節部材44b及び第3の加圧調節部材44cの3つの加圧調節部材から構成されている。
これにより、湿度の変化に伴う加圧ばね47bの加圧力の変化量がさらに増加し、湿度の変化に伴って発生する摩擦係数の変化が大きい材料で構成された振動波モータに対しても、摩擦力の調整が可能となり、振動波モータの性能の劣化を低減することができる。
As described above, it is possible to change the applied pressure with a change in humidity, and it is possible to reduce the deterioration of the performance of the vibration wave motor with the change in humidity.
Further, by providing two pressure adjusting members 34, the amount of change in the applied pressure accompanying a change in humidity is increased as compared with the case where one pressure adjusting member 34 is provided.
As a result, the frictional force can be adjusted even for a vibration wave motor made of a material having a large change in the friction coefficient caused by a change in humidity, and the deterioration of the performance of the vibration wave motor can be suppressed. become able to.
The vibration wave motor of the present embodiment is provided with two pressure adjusting members 34 composed of a first pressure adjusting member 34a and a second pressure adjusting member 34b. It is not limited to these structures.
For example, as shown in FIG. 6, the pressure adjusting member 44 is composed of three pressure adjusting members, a first pressure adjusting member 44a, a second pressure adjusting member 44b, and a third pressure adjusting member 44c. It is configured.
As a result, the amount of change in the pressing force of the pressurizing spring 47b accompanying a change in humidity is further increased, and even for a vibration wave motor composed of a material having a large change in friction coefficient caused by a change in humidity, The frictional force can be adjusted, and the deterioration of the performance of the vibration wave motor can be reduced.

[実施例3]
実施例3として、上記した実施例1とは異なる形態の振動波モータの構成例について、図7を用いて説明する。
本実施例の振動波モータは、加圧調節部材や振動体、移動体を図7に示す構造とした点において、上記各実施例のものと構成が相違する。本実施例のその他の要素(圧電素子、出力軸等)は、上記各実施例の対応するものと同一なので、説明を省略する。なお、本実施例の図7に示す構成は、図1、図5、図6に対応している。
図7において、振動体52の弾性体52bの突起部52dには、摩擦材52fが接着剤による接着等で結合されている。
摩擦材52fは、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、添加材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、焼成して製作した樹脂で形成されている。
[Example 3]
As a third embodiment, a configuration example of a vibration wave motor having a different form from the above-described first embodiment will be described with reference to FIG.
The vibration wave motor of the present embodiment is different in configuration from the above embodiments in that the pressure adjusting member, the vibrating body, and the moving body are structured as shown in FIG. The other elements (piezoelectric element, output shaft, etc.) of the present embodiment are the same as the corresponding ones in the above embodiments, and thus the description thereof is omitted. Note that the configuration shown in FIG. 7 of the present embodiment corresponds to FIGS.
In FIG. 7, a friction material 52f is coupled to the protrusion 52d of the elastic body 52b of the vibrating body 52 by bonding with an adhesive or the like.
The friction material 52f is formed of a resin produced by firing using a fluororesin powder (PTFE: polytetrafluoroethylene) as a main material and carbon fiber, polyimide, and molybdenum disulfide as additives.

移動体53は、アルミニウム合金で形成されている。移動体53における振動体52の摩擦材52fとの摺動面には、耐久性を高めるための硬化処理として、タングステンカーバイド―コバルト溶射材料が溶射されている。
振動体52の摩擦材52fは樹脂で形成されているため、移動体53との接触時には弾性変形し、移動体53と安定した接触が可能となるとともに、耐久性が向上する。
移動体53の上面には、制振ゴム56a、ばね受け部材55が設けられており、振動波モータの駆動中に発生する移動体53の不要な振動を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。
ばね受け部材55の上面には、加圧ばねゴム56bを介して加圧ばね57bが取付けられている。
加圧調節部材(加圧力調節手段)54は、高吸水性樹脂や水膨張性ゴム、コルク等の湿度の上昇に伴って膨張する材料による圧力調節部材で形成されている。
加圧調節部材54は、出力軸58に焼嵌めされたディスク57aと加圧ばね57bとの間に設けられており、接着等により固定されている。
The moving body 53 is formed of an aluminum alloy. Tungsten carbide-cobalt spray material is sprayed on the sliding surface of the moving body 53 with the friction material 52f of the vibrating body 52 as a hardening process for enhancing durability.
Since the friction material 52f of the vibrating body 52 is formed of resin, it is elastically deformed when in contact with the moving body 53, enabling stable contact with the moving body 53 and improving durability.
A damping rubber 56a and a spring receiving member 55 are provided on the upper surface of the moving body 53 to suppress unnecessary vibration of the moving body 53 that occurs during driving of the vibration wave motor, and to reduce noise and output of the vibration wave motor. The decline is prevented.
A pressure spring 57b is attached to the upper surface of the spring receiving member 55 via a pressure spring rubber 56b.
The pressure adjusting member (pressure adjusting means) 54 is formed of a pressure adjusting member made of a material that expands with an increase in humidity, such as a highly water-absorbent resin, water-expandable rubber, or cork.
The pressure adjusting member 54 is provided between a disk 57a shrink-fitted on the output shaft 58 and the pressure spring 57b, and is fixed by adhesion or the like.

図8に、図7に示す振動波モータにおける湿度上昇時の加圧調節部材54の変形の様子を示す。
図8において、振動波モータの周囲の環境の湿度が上昇すると、加圧調節部材54は吸湿し、膨張する。
ディスク57aは出力軸58に対して固定されているため、加圧調節部材54が膨張し回転軸方向に変形すると、加圧ばね57bの内周側が図中の矢印の方向に変形する。
これにより、加圧ばね57bの変位が減少し、加圧ばね57bによって振動体52及び移動体53に付与されている加圧力が減少する。
FIG. 8 shows how the pressure adjusting member 54 is deformed when the humidity in the vibration wave motor shown in FIG. 7 is increased.
In FIG. 8, when the humidity of the environment around the vibration wave motor rises, the pressurizing adjustment member 54 absorbs moisture and expands.
Since the disk 57a is fixed to the output shaft 58, when the pressure adjusting member 54 expands and deforms in the direction of the rotation axis, the inner peripheral side of the pressure spring 57b is deformed in the direction of the arrow in the figure.
As a result, the displacement of the pressure spring 57b is reduced, and the pressure applied to the vibrating body 52 and the movable body 53 by the pressure spring 57b is reduced.

他方、振動波モータの周囲の環境の湿度が上昇すると、振動体52の樹脂材料からなる摩擦材52fと移動体53の摺動面のわずかな隙間に微小な水分が付着することにより、振動体52と移動体53との間の摩擦係数が上昇する。
よって、振動体52と移動体53との間に作用する摩擦力は、湿度上昇に伴う加圧力の減少と摩擦係数の上昇が相殺されることにより、湿度が上昇しても変化しにくくなる。
反対に、湿度が低下すると、加圧調節部材54が放湿し、加圧調節部材54が収縮する。それにより、加圧ばね57bの変位が増加することで加圧力が増加する。
そして、振動体52と移動体53の摺動面のわずかな隙間にあった水分が少なくなり、振動体52と移動体53との間の摩擦係数が低下する。よって、振動体52と移動体53との間に作用する摩擦力は、湿度低下に伴う加圧力の増加と摩擦係数の低下が相殺されることにより、湿度が低下しても変化しにくくなる。
On the other hand, when the humidity of the environment around the vibration wave motor rises, minute moisture adheres to a slight gap between the friction material 52f made of the resin material of the vibration body 52 and the sliding surface of the moving body 53, thereby causing the vibration body. The friction coefficient between 52 and the moving body 53 increases.
Therefore, the frictional force acting between the vibrating body 52 and the moving body 53 is less likely to change even when the humidity increases by offsetting the decrease in the applied pressure accompanying the increase in humidity and the increase in the friction coefficient.
On the other hand, when the humidity decreases, the pressure adjusting member 54 releases moisture and the pressure adjusting member 54 contracts. Thereby, the pressurizing force increases as the displacement of the pressure spring 57b increases.
And the water | moisture content in the slight clearance gap of the sliding surface of the vibrating body 52 and the moving body 53 decreases, and the friction coefficient between the vibrating body 52 and the moving body 53 falls. Therefore, the frictional force acting between the vibrating body 52 and the moving body 53 is less likely to change even when the humidity is reduced by offsetting the increase in the applied pressure accompanying the decrease in humidity and the decrease in the friction coefficient.

以上より、湿度の変化に伴って加圧力を変化させることが可能になり、湿度の変化に伴う振動波モータの性能の劣化を低減することができる。
なお、本実施例において、振動体52の摩擦材52fはフッ素樹脂粉末主材とした樹脂で形成し、移動体53はタングステンカーバイド―コバルト溶射材料を溶射したアルミニウム合金で形成されている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、湿度の上昇に伴って摩擦係数が上昇する材料の組合せであれば、本発明により振動波モータの発生力の変化を抑制することが可能となる。
以上に説明したように、本発明の上記各実施例の構成によれば、湿度の変化に伴って発生する振動波モータの摩擦力の変化を抑制し、湿度の変化による振動波モータの性能の劣化を低減することが可能となる。
As described above, it is possible to change the applied pressure with a change in humidity, and it is possible to reduce the deterioration of the performance of the vibration wave motor with the change in humidity.
In this embodiment, the friction material 52f of the vibrating body 52 is formed of a resin made of a fluororesin powder main material, and the moving body 53 is formed of an aluminum alloy sprayed with a tungsten carbide-cobalt spray material.
However, the present invention is not limited to such a configuration, and the present invention suppresses the change in the generated force of the vibration wave motor as long as it is a combination of materials whose friction coefficient increases with increasing humidity. Is possible.
As described above, according to the configuration of each of the above embodiments of the present invention, the change in the frictional force of the vibration wave motor caused by the change in humidity is suppressed, and the performance of the vibration wave motor due to the change in humidity is reduced. Deterioration can be reduced.

2:振動体
2a:圧電素子
3:移動体
4:加圧調節部材
7b:加圧ばね
2: Vibrating body 2a: Piezoelectric element 3: Moving body 4: Pressure adjusting member 7b: Pressure spring

Claims (6)

電気−機械エネルギー変換素子と、
前記電気−機械エネルギー変換素子に固定され、前記電気−機械エネルギー変換素子への電圧の印加により振動する振動体と、
前記振動体と加圧接触し、前記振動により摩擦駆動する移動体と、
前記振動体と前記移動体とを前記加圧接触させる加圧部材と、
を有する振動波モータであって、
前記加圧部材に発生する加圧力を調整する加圧力調節手段を備え、
前記加圧力調節手段は、前記加圧力を湿度の変化に応じて調節することを特徴とする振動波モータ。
An electromechanical energy conversion element;
A vibrating body fixed to the electro-mechanical energy conversion element and vibrated by application of a voltage to the electro-mechanical energy conversion element;
A moving body that is in pressure contact with the vibrating body and frictionally driven by the vibration;
A pressurizing member for bringing the vibrating body and the movable body into pressure contact with each other;
A vibration wave motor having
A pressure adjusting means for adjusting the pressure generated in the pressure member;
The vibration wave motor according to claim 1, wherein the pressure adjusting means adjusts the pressure according to a change in humidity.
前記加圧力調節手段は、湿度の変化に応じて変形する圧力調節部材によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の振動波モータ。   2. The vibration wave motor according to claim 1, wherein the pressurizing force adjusting means is constituted by a pressure adjusting member that is deformed in accordance with a change in humidity. 前記圧力調節部材は、湿度の上昇に伴う変形により前記加圧力を増加させることを特徴とする請求項2に記載の振動波モータ。   The vibration wave motor according to claim 2, wherein the pressure adjusting member increases the pressurizing force by deformation accompanying an increase in humidity. 前記圧力調節部材は、湿度の上昇に伴う変形により前記加圧力を減少させることを特徴とする請求項2に記載の振動波モータ。   The vibration wave motor according to claim 2, wherein the pressure adjusting member reduces the applied pressure by deformation accompanying an increase in humidity. 前記圧力調節部材は、前記湿度の上昇に伴う変形が膨張による変形であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の振動波モータ。   5. The vibration wave motor according to claim 2, wherein the pressure adjusting member is deformed due to expansion when the humidity increases. 6. 前記圧力調節部材は、湿度の上昇に伴う吸湿により膨張し、湿度の低下に伴う放湿により収縮する材料で形成されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の振動波モータ。   6. The pressure adjusting member according to claim 2, wherein the pressure adjusting member is formed of a material that expands due to moisture absorption accompanying an increase in humidity and contracts due to moisture release accompanying a decrease in humidity. Vibration wave motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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