JP2015100270A - Oscillatory wave motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillatory wave motor which is adaptive to environment in which heat countermeasures are taken for use of the oscillatory wave motor, and can suppress differences in temperature distribution among components constituting the oscillatory wave motor.SOLUTION: There is provided the oscillatory wave motor including an oscillator having an elastic body to which an electromechanical conversion element is joined and a moving body coming into contact with the oscillator. The oscillator and moving body are pressed by a pressing member to form a plurality of contact surfaces, the moving body is frictionally driven by movements generated on the plurality of contact surfaces by application of an electric signal to the electromechanical energy conversion element, and a common output shaft outputs a plurality of driving powers generated by the plurality of contact surfaces. The oscillatory wave motor is configured to adjust heating value generated by the frictional drive differently among the plurality of contact surfaces.

Description

本発明は、振動子に移動体を接触させ摩擦駆動するいわゆる振動波モータに関し、振動波モータの熱対策技術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 in contact with a vibrator, and relates to a heat countermeasure technique for the vibration wave motor.

振動波モータは低速・大トルクなどの特徴から、例えば一眼レフカメラの撮影レンズにおけるオートフォーカスの駆動用モータとして実用化されているが、近年、さらに大出力化が求められている。   The vibration wave motor has been put into practical use as an autofocus driving motor in, for example, a photographing lens of a single-lens reflex camera because of its features such as low speed and large torque. However, in recent years, higher output has been demanded.

このような課題に対し、特許文献1や特許文献2では、複数の振動子と複数の移動体を組み合わせることで大出力を得る振動波モータが提案されている。   In response to such a problem, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a vibration wave motor that obtains a large output by combining a plurality of vibrators and a plurality of moving bodies.

特開2001−016875号公報JP 2001-016875 A 特開2003−047263号公報JP 2003-047263 A

しかしながら、上記従来技術では、振動波モータを使用する際の熱対策を実施する環境によっては、振動波モータの構成部品間における温度分布の差が大きくなり、振動波モータの耐久性の低下を招くことがあった。   However, in the above-described conventional technology, depending on the environment in which heat countermeasures are performed when using the vibration wave motor, the temperature distribution difference between the components of the vibration wave motor becomes large, leading to a decrease in durability of the vibration wave motor. There was a thing.

これらについて、特許文献1や特許文献2のように、2つの振動子と2つの移動体を備え、振動子と移動体が2つの接触面を形成する振動波モータを例に取って説明する。   These will be described by taking, as an example, a vibration wave motor that includes two vibrators and two moving bodies, and in which the vibrator and the moving bodies form two contact surfaces, as in Patent Document 1 and Patent Document 2.

このような振動波モータにおいて、2つの接触面が置かれる環境は必ずしも同じとは限らない。   In such a vibration wave motor, the environment where the two contact surfaces are placed is not necessarily the same.

冷却ファンを当てることが困難であったり、熱がこもりやすいことにより局所的に放熱性が悪化することがある。   It may be difficult to apply a cooling fan, or heat may be trapped, resulting in local deterioration of heat dissipation.

このような場合、放熱上不利な方に置かれた接触面に近い構成部品が、その機能を劣化させるほどに異常に昇温してしまう。この異常昇温は、振動波モータの性能に影響し、耐久性の低下を招いてしまうこととなる。   In such a case, the temperature of the component near the contact surface placed on the disadvantageous side of heat dissipation is abnormally high enough to degrade its function. This abnormal temperature increase affects the performance of the vibration wave motor and causes a decrease in durability.

本発明は、上記課題に鑑み、振動波モータを使用する際の熱対策を実施する環境に対応して振動波モータの構成部品間における温度分布の差を抑制でき、局所的な異常昇温による耐久性低下の抑制を図ることが可能となる振動波モータの提供を目的とする。   In view of the above problems, the present invention can suppress a difference in temperature distribution between components of a vibration wave motor in response to an environment in which heat countermeasures are performed when the vibration wave motor is used. An object of the present invention is to provide a vibration wave motor capable of suppressing a decrease in durability.

本発明の振動波モータは、電気−機械エネルギー変換素子が接合された弾性体を有する振動子と、前記振動子と接触する移動体を備え、前記振動子と前記移動体とが加圧部材により加圧されて複数の接触面を構成しており、
前記電気−機械エネルギー変換素子への電気信号の印加により前記複数の接触面に生じる運動によって前記移動体を摩擦駆動し、該複数の接触面による複数の駆動力を共通の出力軸により出力させる振動波モータであって、
前記摩擦駆動によって発生する発熱量を前記複数の接触面間で異なるように調整可能に構成されていることを特徴とする。
The vibration wave motor of the present invention includes a vibrator having an elastic body to which an electro-mechanical energy conversion element is joined, and a moving body in contact with the vibrator, and the vibrator and the moving body are provided by a pressure member. Pressurized to form multiple contact surfaces,
Vibration that frictionally drives the movable body by motion generated on the plurality of contact surfaces by applying an electric signal to the electro-mechanical energy conversion element, and outputs a plurality of driving forces by the plurality of contact surfaces by a common output shaft. A wave motor,
The heat generation amount generated by the friction drive is configured to be adjustable so as to be different between the plurality of contact surfaces.

本発明によれば、振動波モータを使用する際の熱対策を実施する環境に対応して振動波モータの構成部品間における温度分布の差を抑制でき、局所的な異常昇温による耐久性低下の抑制を図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, it is possible to suppress the temperature distribution difference among the components of the vibration wave motor in response to the environment in which heat countermeasures are performed when using the vibration wave motor, and to reduce durability due to local abnormal temperature rise Therefore, it is possible to realize a vibration wave motor capable of suppressing the above.

本発明の実施例1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 Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例1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 the modification 1 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例2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 the modification 2 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例3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 the modification 3 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例4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 the modification 4 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の変形例5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 the modification 5 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2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 Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の変形例4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 the modification 4 of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の変形例5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 the modification 5 of Example 2 of this invention.

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説明する。本実施例の電気−機械エネルギー変換素子が接合された弾性体を有する振動子と、前記振動子と接触する移動体を備え、前記振動子と前記移動体とが加圧部材により加圧されて複数の接触面を構成している。
[Example 1]
As a first embodiment, a configuration example of a vibration wave motor to which the present invention is applied will be described. A vibrator having an elastic body to which the electro-mechanical energy conversion element of this embodiment is joined, and a moving body that contacts the vibrator, and the vibrator and the moving body are pressurized by a pressure member. A plurality of contact surfaces are formed.

そして、この電気−機械エネルギー変換素子への電気信号の印加により複数の接触面に生じる楕円運動によって複数の接触面により前記移動体を摩擦駆動し、該複数の接触面による複数の駆動力を共通の出力軸により出力させる。   Then, the movable body is frictionally driven by the plurality of contact surfaces by the elliptical motion generated on the plurality of contact surfaces by applying an electric signal to the electro-mechanical energy conversion element, and a plurality of driving forces by the plurality of contact surfaces are shared. Output by the output shaft.

具体的には、本実施例の振動波モータは、図1に示されているように、第1の部品群100aと第2の部品群100b、振動子固定部材109、出力軸201により構成されている。   Specifically, as shown in FIG. 1, the vibration wave motor of the present embodiment includes a first component group 100a and a second component group 100b, a vibrator fixing member 109, and an output shaft 201. ing.

第1および第2の部品群100a、100bは、それぞれ振動子101a、101b、移動体104a、104b、加圧部材107a、107b、加圧ばね固定部材108a、108b、ケース110a、110b、軸受111a、111bから構成される。   The first and second parts groups 100a and 100b include vibrators 101a and 101b, moving bodies 104a and 104b, pressure members 107a and 107b, pressure spring fixing members 108a and 108b, cases 110a and 110b, bearings 111a, 111b.

第1の部品群100aと第2の部品群100bは、振動子固定部材109を挟んで対称な関係である。   The first component group 100a and the second component group 100b have a symmetrical relationship with the vibrator fixing member 109 interposed therebetween.

まず、第1の部品群100aについて説明する。   First, the first component group 100a will be described.

振動子101aは、圧電素子103aが接合された金属からなる弾性体102aにより円環状に構成されている。圧電素子103a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である。振動子101aは振動子固定部材109に固定される。   The vibrator 101a is formed in an annular shape by an elastic body 102a made of metal to which a piezoelectric element 103a is bonded. The piezoelectric element 103a is an electro-mechanical energy conversion element that converts an electrical quantity into a mechanical quantity. The vibrator 101 a is fixed to the vibrator fixing member 109.

振動子固定部材109には、軸受111aを備えるケース110aが取りつけられている。   A case 110 a including a bearing 111 a is attached to the vibrator fixing member 109.

振動子固定部材109とケース110aは、振動子101a、移動体104a、加圧部材107a、加圧ばね固定部材108aを囲っている。ケース110aには放熱性向上のために図示しない通気口が設けられている。   The vibrator fixing member 109 and the case 110a surround the vibrator 101a, the moving body 104a, the pressing member 107a, and the pressing spring fixing member 108a. The case 110a is provided with a vent (not shown) for improving heat dissipation.

移動体104aは、それぞれ金属からなる振動減衰部材105aと摩擦部材106aにより円環状に構成されている。   The moving body 104a is formed in an annular shape by a vibration damping member 105a and a friction member 106a each made of metal.

摩擦部材106aは断面がL字形状をしている。移動体104aの摩擦部材106aの先端は振動子101aに接触しており、第1の接触面を形成する。   The friction member 106a has an L-shaped cross section. The tip of the friction member 106a of the moving body 104a is in contact with the vibrator 101a and forms a first contact surface.

第1の接触面は、板ばねである加圧部材107aにより加圧されている。   The first contact surface is pressurized by a pressure member 107a that is a leaf spring.

加圧部材107aは、加圧ばね固定部材108aに固定されている。加圧ばね固定部材108aは出力軸201に固定されている。   The pressure member 107a is fixed to the pressure spring fixing member 108a. The pressure spring fixing member 108 a is fixed to the output shaft 201.

つぎに、第2の部品群について説明する。   Next, the second component group will be described.

第2の部品群100bは第1の部品群100aと振動子固定部材109を挟んで対称な構成である。第2の部品群は、振動子101b、移動体104b、加圧部材107b、加圧ばね固定部材108b、ケース110b、軸受111bで構成されており、第1の部品群100aと同じ形状である。   The second component group 100b is symmetric with respect to the first component group 100a and the vibrator fixing member 109. The second component group includes the vibrator 101b, the moving body 104b, the pressure member 107b, the pressure spring fixing member 108b, the case 110b, and the bearing 111b, and has the same shape as the first component group 100a.

第2の部品群100bは、第1の部品群100aと共通の振動子固定部材109および出力軸201に固定されている。ケース110bには放熱性向上のために図示しない通気口が設けられている。   The second component group 100b is fixed to the vibrator fixing member 109 and the output shaft 201 that are common to the first component group 100a. The case 110b is provided with a vent (not shown) for improving heat dissipation.

ここで、振動波モータの2つの接触面の加圧調整方法について説明する。   Here, a method for adjusting the pressurization of the two contact surfaces of the vibration wave motor will be described.

振動波モータの出力軸201は、外力が働かない状態では、加圧部材107a、107bの加圧力が釣り合ったところに位置する。   The output shaft 201 of the vibration wave motor is located where the applied pressures of the pressure members 107a and 107b are balanced when no external force is applied.

そこに、振動子固定部材109を支持し、図1に図示する矢印の向きの外力を出力軸201に与え、第2のケース110b側から第1のケース110a側に出力軸201を変位させる。   The vibrator fixing member 109 is supported there, and an external force in the direction of the arrow shown in FIG. 1 is applied to the output shaft 201 to displace the output shaft 201 from the second case 110b side to the first case 110a side.

すると、第2の加圧部材107bの撓みは大きくなり、第1の加圧部材107aの撓みは小さくなる。   Then, the bending of the second pressure member 107b increases and the bending of the first pressure member 107a decreases.

この状態で、出力軸201と第1の軸受111aを、第1のケース110aの外側で加圧調整部材202により固定する。加圧調整部材202はEリングが考えられる。   In this state, the output shaft 201 and the first bearing 111a are fixed by the pressure adjusting member 202 outside the first case 110a. The pressure adjusting member 202 may be an E-ring.

これにより、第1の部品群100a内の第1の接触面の加圧力が第2の部品群100b内の第2の接触面の加圧力よりも小さくなり、これらの接触面間で異ならせることができる。   Thereby, the pressing force of the first contact surface in the first component group 100a is smaller than the pressing force of the second contact surface in the second component group 100b, and is different between these contact surfaces. Can do.

出力軸201の固定位置までのずれ量、つまり、加圧調整部材202を出力軸201に取り付ける位置は、設定すべき第1と第2の接触面の加圧力の差と、加圧部材107a、107bのばね剛性から定められる。   The amount of deviation of the output shaft 201 up to the fixed position, that is, the position where the pressure adjusting member 202 is attached to the output shaft 201 is determined by the difference between the applied pressures of the first and second contact surfaces to be set, the pressure member 107a, It is determined from the spring rigidity of 107b.

このような振動波モータの駆動原理について説明する。   The driving principle of such a vibration wave motor will be described.

振動子101a、101bの圧電素子103a、103bへの交流信号の印加により、振動子101a、101bの移動体104a、104bとの接触面に楕円運動を生じさせ、移動体104a、104bをそれぞれ摩擦駆動するように構成される。   By applying an AC signal to the piezoelectric elements 103a and 103b of the vibrators 101a and 101b, elliptical motion is generated on the contact surfaces of the vibrators 101a and 101b with the moving bodies 104a and 104b, and the moving bodies 104a and 104b are driven by friction. Configured to do.

移動体104a、104bは同一方向に回転し、回転出力は、加圧部材107a、107b、加圧ばね固定部材108a、108bを介して共通の出力軸201に伝えられる。   The moving bodies 104a and 104b rotate in the same direction, and the rotation output is transmitted to the common output shaft 201 via the pressure members 107a and 107b and the pressure spring fixing members 108a and 108b.

以上に説明した本実施例の効果について説明する。   The effect of the present embodiment described above will be described.

振動波モータを摩擦駆動した場合に、2つの接触面の加圧力の差に起因して、第2の接触面と比較し、第1の接触面における摩擦力が小さくなり、摩擦による発熱量が小さくなる。   When the vibration wave motor is driven by friction, the frictional force on the first contact surface is smaller than that on the second contact surface due to the difference in the applied pressure between the two contact surfaces. Get smaller.

これにより、第2の部品群100bと比較し、第1の部品群100aの自己発熱による温度上昇が小さくなる。   Thereby, compared with the 2nd components group 100b, the temperature rise by the self-heating of the 1st components group 100a becomes small.

このような形態の振動波モータを図1に示すように装置筐体203に取り付ける場合、装置筐体203に囲われた側では冷却ファンなどの熱対策の実施が困難である。   When the vibration wave motor having such a form is attached to the apparatus housing 203 as shown in FIG. 1, it is difficult to implement a heat countermeasure such as a cooling fan on the side surrounded by the apparatus housing 203.

そこで、自己発熱による温度上昇が小さい第1の部品群100aを放熱上不利な位置に配置し、自己発熱による温度上昇が大きい第2の部品群100bを放熱上有利な位置に配置することにより、振動波モータ全体の温度分布の差を抑制することができる。   Therefore, by disposing the first component group 100a having a small temperature rise due to self-heating at a disadvantageous position for heat dissipation, and disposing the second component group 100b having a large temperature rise due to self-heating at a position advantageous for heat dissipation, A difference in temperature distribution of the entire vibration wave motor can be suppressed.

このように、摩擦駆動によって発生する発熱量を前記複数の接触面間で異なるように調整可能に構成することで、振動波モータの構成部材の局所的な異常昇温による耐久性低下を改善した振動波モータを実現することができる。   As described above, by configuring the heat generation amount generated by the friction drive so as to be different between the plurality of contact surfaces, the durability deterioration due to the local abnormal temperature rise of the components of the vibration wave motor is improved. A vibration wave motor can be realized.

図1に示す本実施例の変形例を説明する。   A modification of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described.

変形例1を説明する。   Modification 1 will be described.

本実施例の振動波モータ駆動中に、2つの接触面の加圧力を積極的に随時変化させることで、周辺環境の変化に随時対応することができる。具体的には、図2のように、加圧調整用圧電素子(加圧調整用部材)205を備えた出力軸201を用い、圧電素子205に通電することで出力軸201の軸方向位置を変化させて、2つの接触面の加圧力を同時に変化させる方法が考えられる。   While the vibration wave motor of this embodiment is being driven, it is possible to respond to changes in the surrounding environment at any time by actively changing the applied pressures of the two contact surfaces as needed. Specifically, as shown in FIG. 2, by using an output shaft 201 provided with a pressure adjusting piezoelectric element (pressure adjusting member) 205 and energizing the piezoelectric element 205, the axial position of the output shaft 201 is set. A method of changing the pressure applied to the two contact surfaces at the same time is conceivable.

より具体的には、摩擦駆動中のモータ温度及び/又は周辺環境の温度を検知する温度検知センサを構成する。   More specifically, a temperature detection sensor that detects the temperature of the motor during friction driving and / or the temperature of the surrounding environment is configured.

そして、この温度検知センサの検知結果に基づいて加圧調整用圧電素子205を作動させ出力軸201を軸方向に変位させるようにした構成を採ることができる。また、本変形例では、出力軸の軸方向変位手段として、圧電素子を挙げたが、それに限らない。他の手段として、磁歪素子や空気圧アクチュエータ等が考えられる。   A configuration in which the pressure adjusting piezoelectric element 205 is operated based on the detection result of the temperature detection sensor to displace the output shaft 201 in the axial direction can be employed. In this modification, a piezoelectric element is used as the axial displacement means for the output shaft, but the present invention is not limited to this. As other means, a magnetostrictive element, a pneumatic actuator, etc. can be considered.

変形例2を説明する。   Modification 2 will be described.

本実施例では、振動波モータの出力軸201の固定方法として、加圧調整部材202を用いる方法を説明した。   In the present embodiment, the method using the pressure adjusting member 202 has been described as the method for fixing the output shaft 201 of the vibration wave motor.

変形例として、図3に示すように、振動波モータを装置筐体203に取り付けた後、被駆動体204と出力軸201を連結する際に、出力軸201の位置を、第1および第2の接触面の加圧力が等しくなる位置からずらして固定する方法が考えられる。   As a modification, as shown in FIG. 3, after the vibration wave motor is attached to the apparatus housing 203, when the driven body 204 and the output shaft 201 are connected, the position of the output shaft 201 is changed to the first and second positions. A method of fixing by shifting from a position where the applied pressure of the contact surface becomes equal can be considered.

変形例3を説明する。   Modification 3 will be described.

本実施例では、2つの接触面の加圧力を、出力軸201の固定位置により同時に調整する例を説明した。変形例として、図4に示すように、出力軸201を第1と第2の部品群100a、100bの間で軸方向に拘束し、第1と第2の接触面の加圧力を独立に調整する振動波モータが考えられる。   In the present embodiment, the example in which the pressurizing forces of the two contact surfaces are simultaneously adjusted by the fixed position of the output shaft 201 has been described. As a modification, as shown in FIG. 4, the output shaft 201 is restrained in the axial direction between the first and second component groups 100a and 100b, and the pressure applied to the first and second contact surfaces is independently adjusted. A vibration wave motor can be considered.

変形例4を説明する。本実施例では、2つの振動子101a、101bと、2つの移動体104a、104bを備える振動波モータの例を説明したが、この構成に限らず、複数の接触面を持ち、複数の加圧の方向が対向した振動波モータであればどのような構成でもよい。   Modification 4 will be described. In the present embodiment, the example of the vibration wave motor including the two vibrators 101a and 101b and the two moving bodies 104a and 104b has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. Any configuration may be used as long as the vibration wave motors face each other.

例えば、変形例として、図5に示すような1つの振動子101と、2つの移動体104a、104bを備える振動波モータや、図6に示すような2つの振動子101a、101bと、1つの移動体104を備える振動波モータが挙げられる。図6に示す振動波モータにおいては、加圧部材107a、107bは弾性体102a、102bと一体化されている。   For example, as a modification, a vibration wave motor including one vibrator 101 as shown in FIG. 5 and two moving bodies 104a and 104b, two vibrators 101a and 101b as shown in FIG. A vibration wave motor including the moving body 104 can be given. In the vibration wave motor shown in FIG. 6, the pressure members 107a and 107b are integrated with the elastic bodies 102a and 102b.

変形例5を説明する。   Modification 5 will be described.

本実施例では、回転型の振動波モータの例を説明したが、この構成に限らず、複数の接触面を持ち、複数の加圧の方向が対向した振動波モータであれば直動型の振動波モータでもよい。   In this embodiment, an example of a rotary vibration wave motor has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and a linear motion type motor may be used as long as the vibration wave motor has a plurality of contact surfaces and a plurality of pressurizing directions are opposed to each other. A vibration wave motor may be used.

変形例6を説明する。   Modification 6 will be described.

本実施例では、振動子の接触面が楕円運動することによって移動体を駆動する振動波モータの例を説明したが、この構成に限られない。例えば、振動子の接触面が往復運動し、移動体を突っつく(例えば伸縮運動により一方向に複数回押す運動)ことで移動体を駆動する振動波モータでもよい。   In the present embodiment, the example of the vibration wave motor that drives the moving body by the elliptical movement of the contact surface of the vibrator has been described, but the configuration is not limited thereto. For example, a vibration wave motor that drives the moving body by reciprocating the contact surface of the vibrator and pushing the moving body (for example, a motion that pushes the moving body multiple times in one direction by an expansion / contraction motion) may be used.

変形例7を説明する。   Modification 7 will be described.

本実施例では、摩擦駆動中の複数の接触面の発熱量を調整する方法として、加圧力を調整する方法を説明したが、この方法に限られない。例えば、摩擦駆動中の接触面の滑り量や滑り速度を複数の接触面で異なるようにしておくことで、複数の接触面の発熱量を調整することができる。   In the present embodiment, the method of adjusting the applied pressure has been described as a method of adjusting the heat generation amount of the plurality of contact surfaces during friction driving, but is not limited to this method. For example, the amount of heat generated by the plurality of contact surfaces can be adjusted by making the amount of sliding and the sliding speed of the contact surfaces different during friction driving differ between the plurality of contact surfaces.

[実施例2]
実施例2として、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説明する。実施例1では、変形例も含め、複数の接触面における加圧の方向が対向した振動波モータを説明した。実施例2では、複数の接触面における加圧の方向が同一である場合を説明する。
[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. In the first embodiment, the vibration wave motor in which the directions of pressurization on the plurality of contact surfaces face each other, including the modification, has been described. In Example 2, a case where the directions of pressurization on the plurality of contact surfaces are the same will be described.

本実施例の振動波モータは、図7に示すように、第1の部品群と第2の部品群が平行に重なって構成される。   As shown in FIG. 7, the vibration wave motor according to the present embodiment is formed by overlapping a first component group and a second component group in parallel.

振動波モータは、2つの接触面を形成し、加圧部材107a、107bによる接触面の加圧の方向は同一である。   The vibration wave motor forms two contact surfaces, and the pressing directions of the contact surfaces by the pressure members 107a and 107b are the same.

振動波モータの2つの接触面の加圧調整方法について説明する。   A method for adjusting the pressure applied to the two contact surfaces of the vibration wave motor will be described.

本実施例の振動波モータは、2つの接触面の加圧力を異ならせる方法として、実施例1のように、出力軸201に外力を与えて変位させ、出力軸201の位置を固定するだけでは不十分である。   In the vibration wave motor of this embodiment, as a method of making the applied pressures of the two contact surfaces different, as in the first embodiment, an external force is applied to the output shaft 201 to displace it, and the position of the output shaft 201 is simply fixed. It is insufficient.

さらに、第1と第2の加圧部材107a、107bにばね剛性の異なるものを使用する必要がある。   Furthermore, it is necessary to use the first and second pressure members 107a and 107b having different spring rigidity.

それにより、出力軸201に外力を与え、軸方向に変位させることで第1と第2の接触面の加圧力を異ならせることができる。   Thereby, an external force is given to the output shaft 201, and the applied pressure on the first and second contact surfaces can be made different by displacing in the axial direction.

出力軸201に外力が働かない状態で、第1と第2の接触面の加圧力が等しい場合について説明する。   A case where the pressure applied to the first and second contact surfaces is equal in a state where no external force is applied to the output shaft 201 will be described.

振動波モータの2つの接触面の加圧調整するためには、出力軸201に外力を与え、第2のケース110b側から第1のケース110a側に変位させる。   In order to adjust the pressurization of the two contact surfaces of the vibration wave motor, an external force is applied to the output shaft 201 to displace it from the second case 110b side to the first case 110a side.

すると、第1および第2の加圧部材107a、107bの撓み量は両方とも増加するが、ばね剛性の差により2つの接触面の加圧力に差が発生する。   Then, the amount of bending of both the first and second pressure members 107a and 107b increases, but a difference occurs in the applied pressure between the two contact surfaces due to the difference in spring rigidity.

ばね剛性の大きい加圧部材に加圧される接触面の加圧力が大きくなる。   The pressure applied to the contact surface pressed by the pressure member having a large spring rigidity is increased.

この位置で、出力軸201の第1のケース110aの外側に加圧調整部材202を固定する。加圧調整部材202はEリングが考えられる。   At this position, the pressure adjusting member 202 is fixed to the outside of the first case 110a of the output shaft 201. The pressure adjusting member 202 may be an E-ring.

出力軸201の固定位置、つまり、加圧調整部材202の取り付ける位置は、設定すべき第1と第2の接触面の加圧力の差と、第1と第2の加圧ばねのばね剛性から定められる。   The fixed position of the output shaft 201, that is, the position where the pressure adjusting member 202 is attached depends on the difference between the applied pressures of the first and second contact surfaces to be set and the spring rigidity of the first and second pressure springs. Determined.

以上の本実施例の効果について説明する。   The effects of the present embodiment will be described.

第1の加圧部材107aのばね剛性が、第2の加圧部材107bのばね剛性よりも小さい場合について説明する。   A case where the spring rigidity of the first pressure member 107a is smaller than the spring rigidity of the second pressure member 107b will be described.

第1の接触面の加圧力は第2接触面の加圧力よりも小さくなる。振動波モータを摩擦駆動した場合に、第2の接触面と比較し、加圧力の低い第1の接触面における摩擦力が小さくなり、発熱量が小さくなる。つまり、第2の部品群100bと比較し、第1の部品群100aの温度上昇が小さくなる。   The pressure applied to the first contact surface is smaller than the pressure applied to the second contact surface. When the vibration wave motor is driven by friction, the frictional force on the first contact surface having a lower pressure is smaller than that of the second contact surface, and the amount of generated heat is reduced. That is, the temperature rise of the first component group 100a is smaller than that of the second component group 100b.

このような形態の振動波モータを図1に示すように装置筐体203に取り付ける場合、装置筐体203に囲われた側では冷却ファンなどの熱対策の実施が困難である。   When the vibration wave motor having such a form is attached to the apparatus housing 203 as shown in FIG. 1, it is difficult to implement a heat countermeasure such as a cooling fan on the side surrounded by the apparatus housing 203.

そこで、自己発熱による温度上昇が小さい第1の部品群100aを放熱上不利な位置に配置し、自己発熱による温度上昇が大きい第2の部品群100bを放熱上有利な位置に配置することにより、振動波モータ全体の温度分布の差を抑制することができる。   Therefore, by disposing the first component group 100a having a small temperature rise due to self-heating at a disadvantageous position for heat dissipation, and disposing the second component group 100b having a large temperature rise due to self-heating at a position advantageous for heat dissipation, A difference in temperature distribution of the entire vibration wave motor can be suppressed.

これにより、振動波モータの構成部材の局所的な異常昇温による耐久性低下を改善した振動波モータを実現することができる。   Thereby, the vibration wave motor which improved the durability fall by the local abnormal temperature rise of the structural member of a vibration wave motor is realizable.

図7に示す本実施例の変形例を説明する。   A modification of this embodiment shown in FIG. 7 will be described.

変形例1を説明する。   Modification 1 will be described.

本実施例の振動波モータの駆動中に接触面の加圧力を積極的に随時変化させることで、振動波モータの駆動中に周辺環境が変化に対応することができる。   By actively changing the pressure on the contact surface as needed during the driving of the vibration wave motor of this embodiment, the surrounding environment can cope with the change during the driving of the vibration wave motor.

具体的には、出力軸201と被駆動体204の間に加圧調整用圧電素子205を挟み、圧電素子205に通電することで出力軸201の軸方向位置を変化させて、2つの接触面の加圧力を同時に変化させる方法が考えられる。   Specifically, the pressure adjusting piezoelectric element 205 is sandwiched between the output shaft 201 and the driven body 204, and the piezoelectric element 205 is energized to change the axial position of the output shaft 201, thereby two contact surfaces. It is conceivable to change the pressure of the two at the same time.

より具体的には、摩擦駆動によって複数の接触面に発生する発熱による温度及び/又は周辺環境の温度を検知する温度検知センサを構成する。   More specifically, a temperature detection sensor that detects the temperature due to heat generated on the plurality of contact surfaces by friction driving and / or the temperature of the surrounding environment is configured.

そして、この温度検知センサの検知結果に基づいて加圧調整用圧電素子205を作動させ出力軸201を軸方向に変位させるようにした構成を採ることができる。また、本変形例では、出力軸の軸方向変位手段として、圧電素子を挙げたが、それに限られない。他の手段として、磁歪素子や空気圧アクチュエータ等が考えられる。   A configuration in which the pressure adjusting piezoelectric element 205 is operated based on the detection result of the temperature detection sensor to displace the output shaft 201 in the axial direction can be employed. In this modification, a piezoelectric element is used as the axial displacement means for the output shaft, but the present invention is not limited to this. As other means, a magnetostrictive element, a pneumatic actuator, etc. can be considered.

変形例2を説明する。   Modification 2 will be described.

本実施例では、振動波モータの出力軸201の固定方法として、加圧調整部材202を用いる方法を説明した。   In the present embodiment, the method using the pressure adjusting member 202 has been described as the method for fixing the output shaft 201 of the vibration wave motor.

変形例として、振動波モータを装置筐体203に取り付けた後、被駆動体204と出力軸201を固定する際に、出力軸201の位置を、第1および第2の接触面の加圧力が等しくなる位置からずらして固定する方法が挙げられる。   As a modification, when the driven body 204 and the output shaft 201 are fixed after the vibration wave motor is attached to the apparatus housing 203, the position of the output shaft 201 is determined by the applied pressure on the first and second contact surfaces. There is a method of fixing by shifting from an equal position.

変形例3を説明する。   Modification 3 will be described.

本実施例では、ばね剛性が異なる2つの加圧部材107a、107bを使用し、且つ出力軸の位置を外力により変位させることで2つの接触面の加圧力を異ならせる方法を説明した。   In the present embodiment, a method has been described in which the two pressing members 107a and 107b having different spring stiffnesses are used, and the position of the output shaft is displaced by an external force so that the applied pressures of the two contact surfaces are different.

変形例として、ばね剛性が等しい2つの加圧部材107a、107bを用い、予め2つの加圧部材107a、107bの撓み量を異ならせておく方法が考えられる。   As a modification, two pressure members 107a and 107b having the same spring rigidity are used, and a method in which the bending amounts of the two pressure members 107a and 107b are made different in advance can be considered.

変形例4を説明する。   Modification 4 will be described.

本実施例では、2つの振動子101a、101bと2つの移動体104a、104bを備える振動波モータを説明したが、この構成に限らず、複数の加圧の方向が同一である振動波モータであればどのような構成でもよい。   In the present embodiment, the vibration wave motor including the two vibrators 101a and 101b and the two moving bodies 104a and 104b has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and a plurality of vibration wave motors having the same direction of pressurization are used. Any configuration is possible.

変形例として、図8に示すように、1つの振動子101に対し2つの移動体104a、104bを持ち、2つの移動体104a、104bの軌道が同心円状である構成が挙げられる。   As a modification, as shown in FIG. 8, there is a configuration in which two vibrators 104a and 104b are provided for one vibrator 101, and the trajectories of the two mobile bodies 104a and 104b are concentric.

変形例5を説明する。   Modification 5 will be described.

図9に示すように、本実施例の変形例4を、1つの振動子101に対し同心円状に配置された2つの移動体104a、104bを持つ部品群を第1部品群とし、振動子固定部材を中心に対称に折り返した構成も考えられる。   As shown in FIG. 9, in Modification 4 of this embodiment, a component group having two moving bodies 104a and 104b concentrically arranged with respect to one transducer 101 is defined as a first component group, and the transducer is fixed. A configuration in which the members are folded back symmetrically about the member is also conceivable.

この場合では1つの振動子と4つの移動体104a、104b、104c、104dを持ち、4つの接触面の加圧の方向が対向と同一のものが混在している。
この場合でも、4つの接触面の加圧力を全て同一にしておかないことにより、本発明の効果が得られる。
In this case, one vibrator and four moving bodies 104a, 104b, 104c, and 104d are included, and the four contact surfaces are pressed in the same direction as the facing direction.
Even in this case, the effect of the present invention can be obtained by not making the pressures of the four contact surfaces all the same.

変形例6を説明する。   Modification 6 will be described.

本実施例では、回転型の振動波モータの例を説明したが、この構成に限らず、複数の接触面を持ち、複数の加圧の方向が同一である振動波モータであれば直動型の振動波モータでもよい。   In the present embodiment, an example of a rotary vibration wave motor has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and a direct acting type is possible as long as the vibration wave motor has a plurality of contact surfaces and a plurality of pressurization directions are the same. The vibration wave motor may be used.

変形例7を説明する。   Modification 7 will be described.

本実施例では振動子の接触面が楕円運動することによって移動体を駆動する振動波モータの例を説明したが、この構成に限らず、振動子の接触面が往復運動し、移動体を突っつくことで移動体を駆動する振動波モータでもよい。   In this embodiment, the example of the vibration wave motor that drives the moving body by the elliptical movement of the contact surface of the vibrator has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and the contact surface of the vibrator reciprocates and sticks the moving body. Thus, a vibration wave motor that drives the moving body may be used.

変形例8を説明する。   Modification 8 will be described.

本実施例では、摩擦駆動中の複数の接触面の発熱量を調整する方法として、加圧力を調整する方法を説明したが、この方法に限らない。例えば、摩擦駆動中の接触面の滑り量や滑り速度を複数の接触面で異なるようにしておくことで、複数の接触面の発熱量を調整することができる。   In the present embodiment, the method of adjusting the applied pressure has been described as the method of adjusting the heat generation amount of the plurality of contact surfaces during friction driving, but is not limited to this method. For example, the amount of heat generated by the plurality of contact surfaces can be adjusted by making the amount of sliding and the sliding speed of the contact surfaces different during friction driving differ between the plurality of contact surfaces.

100a、100b 部品群
101、101a、101b 振動子
102、102a、102b 弾性体
103、103a、103b 圧電素子
104、104a、104b、104c、104d 移動体
105、105a 振動減衰部材
106、106a 摩擦部材
107、107a、107b 加圧部材
108、108a、108b 加圧ばね固定部材
109 振動子固定部材
110、110a、110b ケース
111、111a、111b 軸受
201 出力軸
202 加圧調整部材
203 装置筐体
100a, 100b Parts group 101, 101a, 101b Vibrator 102, 102a, 102b Elastic body 103, 103a, 103b Piezoelectric element 104, 104a, 104b, 104c, 104d Moving body 105, 105a Vibration damping member 106, 106a Friction member 107, 107a, 107b Pressure member 108, 108a, 108b Pressure spring fixing member 109 Vibrator fixing member 110, 110a, 110b Case 111, 111a, 111b Bearing 201 Output shaft 202 Pressure adjusting member 203 Device housing

本発明の一様態は、電気−機械エネルギー変換素子が接合された弾性体を有する振動子と、前記振動子と接触する移動体と、前記振動子と前記移動体を加圧する加圧部材と、
前記加圧部材による加圧力を調整可能に構成された加圧調整部材と、を備え、前記振動子と前記移動体は、加圧部材により加圧されて複数の接触面を有し
前記電気−機械エネルギー変換素子への電気信号の印加により前記複数の接触面に生じる運動によって前記移動体を摩擦駆動するように構成されている振動波モータに関する。
One aspect of the present invention includes a vibrator having an elastic body to which an electromechanical energy conversion element is bonded, a moving body that contacts the vibrator, a pressurizing member that pressurizes the vibrator and the moving body,
And a pressure adjustment member adjustably configure the pressing force of the pressing member, the movable member and the vibrator is pressurized with a plurality of contact surfaces by the pressure member,
The present invention relates to a vibration wave motor configured to frictionally drive the movable body by movement generated on the plurality of contact surfaces by applying an electric signal to the electro-mechanical energy conversion element.

Claims (6)

電気−機械エネルギー変換素子が接合された弾性体を有する振動子と、前記振動子と接触する移動体を備え、前記振動子と前記移動体とが加圧部材により加圧されて複数の接触面を構成しており、
前記電気−機械エネルギー変換素子への電気信号の印加により前記複数の接触面に生じる運動によって前記移動体を摩擦駆動し、該複数の接触面による複数の駆動力を共通の出力軸により出力させる振動波モータであって、
前記摩擦駆動によって発生する発熱量を前記複数の接触面間で異なるように調整可能に構成されていることを特徴とする振動波モータ。
A vibrator having an elastic body to which an electro-mechanical energy conversion element is bonded; and a moving body that contacts the vibrator, wherein the vibrator and the moving body are pressurized by a pressure member to form a plurality of contact surfaces. Comprising
Vibration that frictionally drives the movable body by motion generated on the plurality of contact surfaces by applying an electric signal to the electro-mechanical energy conversion element, and outputs a plurality of driving forces by the plurality of contact surfaces by a common output shaft. A wave motor,
A vibration wave motor configured to be capable of adjusting a heat generation amount generated by the friction drive so as to be different between the plurality of contact surfaces.
前記加圧部材による加圧力を調整する加圧調整部材を備え、
前記加圧調整部材は、前記複数の接触面間の加圧力を調整することによって、前記発熱量を調整可能に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。
A pressure adjusting member for adjusting the pressure applied by the pressure member;
2. The vibration wave motor according to claim 1, wherein the pressure adjusting member is configured to be able to adjust the heat generation amount by adjusting a pressing force between the plurality of contact surfaces.
1つの前記振動子及び2つの前記移動体あるいは2つの前記振動子及び1つの前記移動体と、これらをそれぞれ加圧する2つの前記加圧部材と、を備え、
前記2つの加圧部材は前記共通の出力軸に連結され、前記出力軸の軸方向への変位によって前記2つの加圧部材の加圧力が同時に調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動波モータ。
One vibrator and two movable bodies or two vibrators and one movable body, and two pressure members that pressurize each of the vibrator and two movable bodies,
The two pressure members are connected to the common output shaft, and the pressurizing force of the two pressure members can be adjusted simultaneously by displacement of the output shaft in the axial direction. The vibration wave motor according to claim 1 or 2.
前記摩擦駆動中のモータ温度及び/又は周辺環境の温度を検知する温度検知センサと、前記温度検知センサの検知結果に基づいて検知された温度によって前記出力軸を軸方向に変位させる加圧調整用部材と、
を有することを特徴とする請求項3に記載の振動波モータ。
A temperature detection sensor for detecting the temperature of the motor during the friction drive and / or the temperature of the surrounding environment, and a pressure adjustment for displacing the output shaft in the axial direction by the temperature detected based on the detection result of the temperature detection sensor Members,
The vibration wave motor according to claim 3, further comprising:
前記2つの加圧部材は、前記振動子と前記移動体との接触面における加圧の方向が対向するように設けられていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の振動波モータ。   5. The vibration wave according to claim 3, wherein the two pressure members are provided so that pressure directions on a contact surface between the vibrator and the moving body are opposed to each other. motor. 前記2つの加圧部材は、前記振動子と前記移動体との接触面における加圧の方向が同一となるように設けられていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の振動波モータ。   5. The vibration according to claim 3, wherein the two pressurizing members are provided such that the directions of pressurization on the contact surface between the vibrator and the moving body are the same. Wave motor.
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