JPH11113272A - Vibration-type driving device and device with the same - Google Patents

Vibration-type driving device and device with the same

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JPH11113272A
JPH11113272A JP9266108A JP26610897A JPH11113272A JP H11113272 A JPH11113272 A JP H11113272A JP 9266108 A JP9266108 A JP 9266108A JP 26610897 A JP26610897 A JP 26610897A JP H11113272 A JPH11113272 A JP H11113272A
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JP
Japan
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vibration
contact
driving device
type driving
sliding contact
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JP9266108A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Shirasaki
隆之 白崎
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Canon Inc
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the aging of driving performance, by providing a press part for operating applied pressure for driving for pressing a vibration body to a contact body and a tapered sliding contact surface, and by taper-machining the sliding contact surface while applied pressure for machining is being operated at a machining part. SOLUTION: A moving body 7 is constituted of an annular support 5 consisting of aluminum alloy or the like and a composite resin layer 6. In the support 5, a connection part of a thin part is formed and flexibility is applied in an axial direction. When machining the sliding contact surface of the moving body 7 being brought into press contact with a vibration body, a rotary flat surface plate 20 made of resin including abrasive is provided, the moving body 7 is supported by an annular support tool 1 with an outer diameter of ϕd, and an applied pressure F for machining is applied to a fixing part with an outer diameter of ϕD. In this case, the moving body 7 is elastically deformed, the rotary flat surface plate 20 is rotated while the internal diameter side part of the surface of the composite resin layer 6 is being strongly pressed, and a tapered sliding contact surface that inclines toward the inside of a diameter direction is formed on the composite resin layer 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は振動体駆動装置に関
し、さらに詳しくは、振動体駆動装置の構成部材である
振動体および接触体の摺接面の加工に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrating body driving device, and more particularly, to processing of a vibrating body which is a component of the vibrating body driving device and a sliding surface of a contacting member.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動型モータ等と称される振動型駆動装
置は、振動体とこれに圧接する接触体との間の摩擦を利
用して、振動体の高周波振動の運動エネルギーを接触体
(以下、移動体という)の連続的な機械運動エネルギー
に変換させる形式の動力発生源である。このため両者の
摺接面の接触状態が特に重要であり、摺接面は耐摩耗性
の高い材質で構成されることが必要である。
2. Description of the Related Art A vibration type driving device called a vibration type motor or the like utilizes the friction between a vibrating body and a contact body pressed against the vibrating body to transfer the kinetic energy of the high frequency vibration of the vibrating body to the contact body. (Hereinafter, referred to as a moving body). For this reason, the state of contact between the two sliding contact surfaces is particularly important, and the sliding contact surfaces must be made of a material having high wear resistance.

【0003】従来の振動型駆動装置において、振動体の
摺接面は軸方向と直角で、その平面度は2μm以下で加
工されており、一方の移動体は円環状の摺動部と出力軸
等との固定部およびこれら両部を連結する円環状の薄肉
部で構成され、摺動部の摺接面はやはり軸方向直角であ
り、その平面度は3μm以下で加工されていた。
In a conventional vibration type driving device, a sliding surface of a vibrating body is perpendicular to an axial direction and has a flatness of 2 μm or less, and one moving body has an annular sliding portion and an output shaft. The sliding part of the sliding part is also perpendicular to the axial direction, and has a flatness of 3 μm or less.

【0004】ところで、従来の振動型駆動装置は、それ
ぞれ軸方向に可撓性を有する振動体と移動体とを同心的
に支持し、両者の摺接面同士を接触させた状態で、移動
体の固定部に軸方向の所定加圧力(駆動用加圧力)を与
えて組み立てる。このとき、上記駆動用加圧力が作用し
た状態では、振動体の摺接面に対して、移動体の摺接面
は内径側で接触し、外径側は隙間があり無接触の状態と
なる。
A conventional vibration-type driving device supports a vibrating body and a moving body, each of which has flexibility in the axial direction, concentrically, and moves the moving body in a state where the sliding surfaces of the two are in contact with each other. A predetermined pressing force (driving pressing force) in the axial direction is applied to the fixing portion of the assembling. At this time, in a state in which the driving pressure is applied, the sliding contact surface of the moving body comes into contact with the sliding contact surface of the vibrating body on the inner diameter side, and there is a gap on the outer diameter side and there is no contact. .

【0005】なお、振動体の摺接面には、自己潤滑性を
目的として、フッ素樹脂(PTFE)を重量比で2.5
%程度共折した、厚さが約30μmの無電解ニッケルメ
ッキ(Ni−P)の硬化膜が形成され、これを300℃
で加熱硬化してビッカース硬さ(Hv)が850の摺接
面としている。
The sliding surface of the vibrator is coated with a fluororesin (PTFE) in a weight ratio of 2.5 for the purpose of self-lubrication.
%, And a cured film of electroless nickel plating (Ni-P) having a thickness of about 30 [mu] m is formed.
To form a sliding contact surface having a Vickers hardness (Hv) of 850.

【0006】一方、移動体の摺接面は、熱可塑性樹脂で
あるポリエーテルニトリル(PEN)に、強化材として
平均粒径が12μm程度の粒状のガラス状カーボンを重
量比で25%、固体潤滑剤としてフッ素樹脂(PTF
E)を5%充填した複合樹脂層で形成される。
On the other hand, the sliding surface of the moving body is made of a thermoplastic resin, polyether nitrile (PEN), as a reinforcing material, 25% by weight of granular glassy carbon having an average particle size of about 12 μm, and a solid lubricant. Fluororesin (PTF
It is formed of a composite resin layer filled with 5% of E).

【0007】このように、振動体の摺接面を自己潤滑性
を有する硬化膜とし、移動体の摺接面を耐熱性および耐
摩耗性に優れた複合樹脂層としたのは、両者の摺接面間
の摩擦係数が定常的に安定し、また両者の摩耗を極力小
さくするすることが可能と考えられるためであった。
As described above, the sliding surface of the vibrating body is a cured film having self-lubricating properties, and the sliding surface of the moving body is a composite resin layer having excellent heat resistance and abrasion resistance. This is because it is considered that the friction coefficient between the contact surfaces is constantly stabilized, and it is possible to minimize the wear of both.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の振動型駆動装置において、回転負荷を5k
gfとし、64rpmの回転数で1800時間の連続運
転テストを行ったところ、移動体の摺接面の複合樹脂層
の摩耗は少なかったが、振動体の摺接面の硬化膜には円
周方向に摩耗痕が生じ、その断面は内径側が深く、外径
側が浅い傾斜状の摩耗形態であった。このため、摩耗量
と摩耗形態の改良が必要であることがわかった。
However, in the above-described conventional vibration type driving device, the rotational load is reduced by 5 k.
gf and a continuous operation test at a rotation speed of 64 rpm for 1800 hours showed that the abrasion of the composite resin layer on the sliding surface of the moving body was small, but the cured film on the sliding surface of the vibrating body had a circumferential direction. Abrasion marks were formed on the inner surface, and the cross section of the surface was deeper on the inner diameter side and the outer diameter side was shallow. For this reason, it was found that the amount of wear and the form of wear needed to be improved.

【0009】また、連続運転の経過で、振動型駆動装置
の駆動性能を測定すると、時間とともにトルク等の駆動
性能が変動するという問題もあった。すなわち、駆動性
能は運転初期で最も大きく、時間が進むにつれ小さくな
り、500時間あたりが最も小さく、そのあとも180
0時間迄ゆるやかな傾きで低下していった。
Further, when the driving performance of the vibration type driving device is measured in the course of the continuous operation, there is a problem that the driving performance such as torque varies with time. In other words, the driving performance is the largest at the beginning of the operation, becomes smaller as time progresses, becomes the smallest around 500 hours, and then becomes 180%.
Until 0 hours, it declined with a gentle slope.

【0010】この原因は、運転初期では振動体と移動体
のそれぞれの摺接面は内径部近辺のみで接触しており、
この接触部分の単位面積あたりの加圧力が設定値より大
きくなるため高い駆動性能が得られるが、500時間を
経過すると、それぞれの摺接面がなじんで所定の摺接面
全面で接触するようになり、単位面積あたりの加圧力は
設定値通りとなるが、駆動性能は低下するからと考えら
れる。
[0010] This is because in the initial stage of operation, the respective sliding contact surfaces of the vibrating body and the moving body are in contact only near the inner diameter part,
Since the pressing force per unit area of the contact portion is larger than the set value, high driving performance can be obtained. However, after 500 hours, the respective sliding contact surfaces are adapted to be in contact with the entire predetermined sliding contact surface. That is, the pressing force per unit area is as set, but it is considered that the driving performance is reduced.

【0011】そこで、本発明は、連続運転における駆動
性能の時間的変動を小さくすることができ、また、振動
体および接触体の摺接面の摩耗を極力小さくでき、特に
硬化膜が形成された摺接面の摩耗形態を改善できるよう
にした振動型駆動装置を提供することを目的としてい
る。
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the temporal fluctuation of the driving performance in the continuous operation, and to minimize the wear of the oscillating body and the sliding contact surface of the contacting body. It is an object of the present invention to provide a vibration-type driving device capable of improving a wear form of a sliding contact surface.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、振動が励起される振動体とこの振動体
に圧接する接触体とが相対摺動する振動型駆動装置にお
いて、振動体と接触体のうち一方の部材に、振動体と接
触体とを圧接させるための駆動用加圧力を作用させる加
圧部とテーパ状の摺接面とを設け、この摺接面を、上記
加圧部に駆動用加圧力よりも大きな加工用加圧力を作用
させた状態で、研摩剤を含む回転平定盤等によりテーパ
加工するようにしている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration type driving apparatus in which a vibrating body for which vibration is excited and a contact body which presses against the vibrating body relatively slide. One of the body and the contact body is provided with a pressurizing portion for applying a driving pressure for bringing the vibrating body and the contact body into pressure contact with each other, and a tapered sliding contact surface. In a state where a processing pressure greater than the driving pressure is applied to the pressurizing portion, taper processing is performed by a rotary flat plate or the like containing an abrasive.

【0013】すなわち、振動体および移動体がリング状
で可撓性を有する場合、加工用加圧力が駆動用加圧力以
下であると、浅いテーパ角度のテーパ摺接面が平面摺接
面に対して内径側から接触することになる。しかし、加
工用加圧力が駆動用加圧力より大きいと、深いテーパ角
度のテーパ摺接面が平面摺接面に対して外径側から接触
するため、接触半径が大きくなる。このため、内径側か
ら接触する場合に比べて、大きな駆動トルクを得ること
が可能になり、運転時間が長くても駆動性能の変動を小
さくなる。
That is, in the case where the vibrating body and the moving body are ring-shaped and flexible, if the processing pressure is equal to or less than the driving pressure, the tapered sliding contact surface having a small taper angle is in contact with the flat sliding contact surface. And come into contact from the inner diameter side. However, if the processing pressure is larger than the driving pressure, the taper sliding contact surface having a deep taper angle comes into contact with the planar sliding contact surface from the outer diameter side, so that the contact radius increases. For this reason, it is possible to obtain a large driving torque as compared with the case where the contact is made from the inner diameter side, and the fluctuation of the driving performance is reduced even if the operation time is long.

【0014】なお、上記駆動装置において、接触体にテ
ーパ摺接面を設ける場合には、この接触体の基材をアル
ミ合金とし、テーパ摺接面を樹脂又は樹脂組成物に少な
くとも強化材を含有する複合樹脂層で形成する他、テー
パ摺接面にフッ素樹脂を共析した無電解ニッケルメッキ
の硬化膜を形成したり、テーパ摺接面にタングステンカ
ーバイドおよびコバルトを溶射したりして、摺接面の耐
摩耗性を向上させるようにしてもよい。
In the above-mentioned drive device, when the contact body has a tapered sliding contact surface, the base of the contact body is made of an aluminum alloy, and the tapered sliding contact surface contains at least a reinforcing material in a resin or a resin composition. In addition to forming a composite resin layer, a hardened film of electroless nickel plating with eutectoid fluorine resin is formed on the tapered sliding surface, and tungsten carbide and cobalt are sprayed on the tapered sliding surface to make sliding contact. The wear resistance of the surface may be improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)図1には、本発明の第1実施形態であ
る振動波モータ(振動型駆動装置)の全体構成を示して
おり、図2には、この振動波モータを構成する振動体と
移動体(接触体)を拡大して示している。
(First Embodiment) FIG. 1 shows an overall configuration of a vibration wave motor (vibration type driving device) according to a first embodiment of the present invention, and FIG. The body and the moving body (contact body) are shown in an enlarged manner.

【0016】これらの図において、1は薄いリング状の
圧電素子である。2は弾性材料により作られた振動体で
あり、この振動体2の摺接面側には、λ/2あたり4個
の突起(くし歯)が等間隔で全周にわたって形成されて
いる。そして、各くし歯の表面(摺接面)には、従来の
振動波モータと同等の、すなわちフッ素樹脂(PTF
E)を重量比で2.5%程度共折した厚さが約30μm
の無電解ニッケルメッキ(Ni−P)の硬化膜で、これ
を300℃で加熱硬化してビッカース硬さ(Hv)が8
50の硬化膜が形成されている。
In these figures, reference numeral 1 denotes a thin ring-shaped piezoelectric element. Reference numeral 2 denotes a vibrating body made of an elastic material, and four protrusions (comb teeth) per [lambda] / 2 are formed on the sliding surface side of the vibrating body 2 at equal intervals over the entire circumference. The surface (sliding contact surface) of each comb tooth is the same as that of the conventional vibration wave motor, that is, a fluororesin (PTF).
E) is about 30% in thickness by joint bending about 2.5% by weight
Is a cured film of electroless nickel plating (Ni-P), which is cured by heating at 300 ° C. to have a Vickers hardness (Hv) of 8
Fifty cured films are formed.

【0017】また、振動体2の摺接面と反対側の面には
圧電素子1の電極面全面が固着されており、両者でステ
ータを構成している。なお、振動体2は軸方向に可撓性
を有する。
Further, the entire surface of the electrode surface of the piezoelectric element 1 is fixed to the surface of the vibrating body 2 opposite to the sliding contact surface, and the two constitute a stator. Note that the vibrating body 2 has flexibility in the axial direction.

【0018】3はこの振動波モータの筐体であり、この
筐体3には、振動体2がビス4によって同心的に固定さ
れている。また、筐体3の中心部には、第1ボール軸受
11の外輪が固着されている。10は回転軸であり、こ
の回転軸10の軸方向中間部には中間部材15が、例え
ば焼ばめ等の方法により固着されている。回転軸10の
一端は、第1ボール軸受11の内輪に軸方向に摺動可能
に支持され、他端は第2ボール軸受12の内輪に軸方向
に摺動可能に支持されている。なお、第2ボール軸受1
2の外輪は、筐体3にネジ9により固定された筐体カバ
ー8の中心に固着されている。
Reference numeral 3 denotes a housing of the vibration wave motor, and a vibrating body 2 is fixed to the housing 3 concentrically by screws 4. The outer ring of the first ball bearing 11 is fixed to the center of the housing 3. Reference numeral 10 denotes a rotating shaft, and an intermediate member 15 is fixed to an axially intermediate portion of the rotating shaft 10 by, for example, shrink fitting. One end of the rotating shaft 10 is axially slidably supported by the inner ring of the first ball bearing 11, and the other end is axially slidably supported by the inner ring of the second ball bearing 12. The second ball bearing 1
The outer ring 2 is fixed to the center of a housing cover 8 fixed to the housing 3 with screws 9.

【0019】中間部材15の外周部には、リング状の移
動体7が同心的に嵌合して設けられている。この移動体
7は、アルミ合金等から環状に作られた支持体5と、こ
の支持体5の表面に接着剤により同心的に固着された従
来の振動波モータと同等の、すなわち熱可塑性樹脂であ
るポリエーテルニトリル(PEN)に強化材として平均
粒径が12μm程度の粒状のガラス状カーボンを重量比
で25%、固体潤滑剤としてフッ素樹脂(PTFE)を
5%充填した複合樹脂層6とから構成されている。な
お、支持体5は、軸方向に可撓性を有する。
On the outer peripheral portion of the intermediate member 15, a ring-shaped moving body 7 is provided to fit concentrically. The moving body 7 is made of an annular support made of an aluminum alloy or the like, and a thermoplastic resin equivalent to a conventional vibration wave motor fixed concentrically to the surface of the support 5 with an adhesive, that is, a thermoplastic resin. A composite resin layer 6 in which a certain polyether nitrile (PEN) is filled with 25% by weight of granular glassy carbon having an average particle size of about 12 μm as a reinforcing material and 5% of a fluororesin (PTFE) as a solid lubricant. It is configured. The support 5 has flexibility in the axial direction.

【0020】また、支持体5は、図2に示すように、中
間部材15のフランジ部に連結される固定部(請求の範
囲にいう加圧部)5bと、複合樹脂層6が接着される摺
動部5aと、これら摺動部5aおよび固定部5bを連結
する、薄肉部分を有する連結部5cとを有して構成され
ている。
As shown in FIG. 2, the support 5 has a fixing portion (pressing portion) 5b connected to the flange portion of the intermediate member 15 and the composite resin layer 6 bonded to each other. It has a sliding portion 5a and a connecting portion 5c having a thin portion for connecting the sliding portion 5a and the fixed portion 5b.

【0021】また、支持体5における固定部5bと中間
部材15のフランジ部との間には、ゴム製の弾性シート
材17が介在しており、中間部材15と第2ボール軸受
12の内輪との間に設けられた圧縮ばね部材14が発生
する軸方向加圧力がこの弾性シート部材17を介して支
持体5に軸方向に作用する構成となっている。この軸方
向加圧力により、移動体7の摺接面(複合樹脂層6の表
面)は、振動体2の摺接面に圧接される。
An elastic sheet material 17 made of rubber is interposed between the fixing portion 5b of the support 5 and the flange portion of the intermediate member 15, so that the intermediate member 15 and the inner ring of the second ball bearing 12 The axial pressing force generated by the compression spring member 14 provided between them acts on the support 5 in the axial direction via the elastic sheet member 17. By this axial pressure, the sliding contact surface of the moving body 7 (the surface of the composite resin layer 6) is pressed against the sliding contact surface of the vibrating body 2.

【0022】なお、圧縮ばね部材14が発生する軸方向
加圧力(駆動用加圧力)は、第2ボール軸受12の内輪
と圧縮ばね部材14との間に設けられた不図示のスペー
サ部材によって調整することができる。
The axial pressure (driving pressure) generated by the compression spring member 14 is adjusted by a spacer member (not shown) provided between the inner ring of the second ball bearing 12 and the compression spring member 14. can do.

【0023】次に、このように構成される振動波モータ
のうち、移動体7の摺接面(複合樹脂層6の表面)の加
工について、図3を用いて説明する。
Next, the processing of the sliding contact surface (the surface of the composite resin layer 6) of the moving body 7 in the vibration wave motor thus configured will be described with reference to FIG.

【0024】図3(a)において、20は加工機の回転
平定盤である。この回転平定盤20は、研摩剤を含むレ
ジン製であり、例えば#2000相当の面粗さを有す
る。この回転平定盤20は500rpmで回転する。
In FIG. 3A, reference numeral 20 denotes a rotary platen of a processing machine. The rotary platen 20 is made of a resin containing an abrasive and has a surface roughness of, for example, # 2000. The rotary platen 20 rotates at 500 rpm.

【0025】21は外径がφdであるリング状の支持治
具である。この支持治具21は、移動体7を支持して、
外径がφDである固定部5bに荷重(加工用加圧力)F
を与えている。なお、図示の通り、支持治具21の外径
φdは、固定部5bの外径φDより小さい。
Reference numeral 21 denotes a ring-shaped support jig having an outer diameter of φd. This support jig 21 supports the moving body 7,
A load (processing pressure) F is applied to the fixed portion 5b having an outer diameter of φD.
Is given. As shown, the outer diameter φd of the support jig 21 is smaller than the outer diameter φD of the fixing portion 5b.

【0026】ここで、荷重Fは、組立後の振動波モータ
において圧縮ばね部材14により付与される加圧力より
大きく設定されている。荷重Fの具体的値は振動体2の
可撓性を考慮して設定されるが、例えば、圧縮ばね部材
14による加圧力が19kgfである場合には、荷重F
を22kgfに設定する。。
Here, the load F is set to be larger than the pressing force applied by the compression spring member 14 in the assembled vibration wave motor. The specific value of the load F is set in consideration of the flexibility of the vibrating body 2. For example, when the pressing force of the compression spring member 14 is 19 kgf, the load F
Is set to 22 kgf. .

【0027】こうして、移動体7が上向き凹状に弾性変
形し、複合樹脂層6の表面が内径側部分ほど強く回転平
定盤20に押圧された状態で回転平定盤20を回転させ
ると、図3(b)に示すように、複合樹脂層6に径方向
内方に向かって傾斜するテーパ状の摺接面が形成され
る。ここで、摺接面の傾き(テーパ角度)はθ=9分
(0.15度)であり、軸方向の高低差hは2.6μm
程度である。
In this manner, when the movable platen 7 is elastically deformed upwardly and concavely, and the rotary platen 20 is rotated in a state where the surface of the composite resin layer 6 is more strongly pressed against the rotary platen 20 toward the inner side, FIG. As shown in b), a tapered sliding contact surface that is inclined inward in the radial direction is formed on the composite resin layer 6. Here, the inclination (taper angle) of the sliding contact surface is θ = 9 minutes (0.15 degrees), and the height difference h in the axial direction is 2.6 μm.
It is about.

【0028】そして、このように22kgfの荷重Fを
固定部5bに作用させた状態で摺接面のテーパ加工を行
った移動体7を振動波モータに組込み、圧縮ばね部材1
4により固定部5bに19kgfの加圧力を作用させる
と、摺接面の傾き(9分)が、19kgfの荷重状態で
テーパ加工した場合の傾き(7.2分)より大きいの
で、移動体7のテーパ摺接面は、振動体2の平面摺接面
に対して外径側部分で接触し、内径側部分には0.5μ
m程度の非常に小さい隙間が形成される。
Then, the movable body 7 having the tapered surface of the sliding contact surface with the load F of 22 kgf applied to the fixed portion 5b is assembled in the vibration wave motor, and the compression spring member 1 is mounted.
When a pressing force of 19 kgf is applied to the fixed portion 5b by the step 4, the inclination (9 minutes) of the sliding contact surface is larger than the inclination (7.2 minutes) of the taper processing under the load of 19 kgf. Is in contact with the flat sliding contact surface of the vibrating body 2 on the outer diameter side, and 0.5 μm on the inner diameter side.
A very small gap of about m is formed.

【0029】ここで、表1には、本実施形態の振動波モ
ータの目標性能を示し、表2には、設計仕様を示してい
る。
Here, Table 1 shows target performance of the vibration wave motor of the present embodiment, and Table 2 shows design specifications.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】そして、図4〜図6にはそれぞれ、上記設
計仕様に従って製作された振動波モータの連続運転テス
トの結果を示している。なお、テストは、モータの回転
軸10の出力側にパーマトルク(工進製作所製)を連結
し、回転負荷を5kgcmに設定し、回転軸10の他端
にエンコーダの回転板を取り付け、64rpm一定で回
転制御して行った。また、モータの性能は100時間或
は300時間間隔で測定し、1800時間迄のモータ性
能の時間変動を確認した。さらに、摺接面の摩耗量は3
00時間或は900時間の間隔をおいて測定した。
FIGS. 4 to 6 show the results of a continuous operation test of the vibration wave motor manufactured according to the above design specifications. In the test, a perm torque (manufactured by Kojin Seisakusho) was connected to the output side of the rotating shaft 10 of the motor, the rotating load was set to 5 kgcm, the rotating plate of the encoder was attached to the other end of the rotating shaft 10, and the rotation was fixed at 64 rpm. The rotation was controlled. The motor performance was measured at intervals of 100 hours or 300 hours, and the time variation of the motor performance up to 1800 hours was confirmed. Furthermore, the wear amount of the sliding contact surface is 3
Measurements were taken at intervals of 00 hours or 900 hours.

【0033】図4には、モータの振動振幅を一定にし、
64rpmで回転駆動したときのモータトルク値の時間
変動を示している。なお、図中実線が本実施形態の振動
波モータのトルク値を示し、点線は従来の振動波モータ
のトルク値を示している。また、振動振幅の設定は、振
動体2に固着した圧電素子1の2つの検出電極からの出
力電圧を同じ一定電圧値にして行った。
FIG. 4 shows that the vibration amplitude of the motor is constant,
The time variation of the motor torque value when the motor is driven to rotate at 64 rpm is shown. In the drawing, the solid line indicates the torque value of the vibration wave motor of the present embodiment, and the dotted line indicates the torque value of the conventional vibration wave motor. The setting of the vibration amplitude was performed by setting the output voltages from the two detection electrodes of the piezoelectric element 1 fixed to the vibrating body 2 to the same constant voltage value.

【0034】図4から分かるように、従来のモータで
は、運転スタート時は10kgcmのトルクを発生して
いたが、500時間後は8kgcm弱と大幅なトルク値
の低下があり、その後はゆるやかにトルク値が低下し
て、1800時間後は7kgcm程度まで低下した。
As can be seen from FIG. 4, in the conventional motor, a torque of 10 kgcm was generated at the start of the operation, but after 500 hours, the torque value dropped to a little less than 8 kgcm, and thereafter the torque was gradually reduced. The value decreased, and after 1800 hours, decreased to about 7 kgcm.

【0035】これに対し、本実施形態のモータでは、運
転スタート時に7kgcmのトルクを発生し、100時
間後は8kgcm、300時間後は9kgcm弱とな
り、その後1800時間迄は9kgcm前後となった。
すなわち、従来のモータに比べて、トルク値の時間変動
がきわめて小さくなった。
On the other hand, in the motor of this embodiment, a torque of 7 kgcm was generated at the start of the operation, 8 kgcm after 100 hours, slightly less than 9 kgcm after 300 hours, and after that, it was around 9 kgcm until 1800 hours.
That is, the time variation of the torque value is extremely small as compared with the conventional motor.

【0036】なお、スタート時にトルク値が小さいの
は、移動体7の加工精度が不十分で、振動体2の摺接面
に対する移動体7の外径側の摺接面の接触が不完全なた
めであったと考えられる。
The reason why the torque value is small at the start is that the working accuracy of the moving body 7 is insufficient and the contact of the sliding surface on the outer diameter side of the moving body 7 with the sliding surface of the vibrating body 2 is incomplete. Probably because of.

【0037】次に、図5には、回転数64rpm、回転
負荷5kgcmで連続運転したときの移動体7の複合樹
脂層6の摩耗量を時間との関連で示している。図中実線
が本実施形態の振動波モータの摩耗量を示し、点線は従
来の振動波モータの摩耗量を示している。
Next, FIG. 5 shows the amount of wear of the composite resin layer 6 of the moving body 7 in relation to time during continuous operation at a rotation speed of 64 rpm and a rotation load of 5 kgcm. In the figure, the solid line indicates the wear amount of the vibration wave motor of the present embodiment, and the dotted line indicates the wear amount of the conventional vibration wave motor.

【0038】図5から分かるように、従来のモータで
は、1800時間で18μmの摩耗量が生じ、時間あた
りの摩耗率は0.01μmであった。
As can be seen from FIG. 5, in the conventional motor, a wear amount of 18 μm was generated in 1800 hours, and a wear rate per hour was 0.01 μm.

【0039】これに対し、本実施形態のモータでは、9
00時間で5μmの摩耗量で、1800時間では8μm
となり、摩耗率は0.004μmと従来のモータに対し
てきわめて小さくなった。
On the other hand, in the motor of this embodiment, 9
5 μm wear amount at 00 hours, 8 μm at 1800 hours
The wear rate was 0.004 μm, which was extremely smaller than that of the conventional motor.

【0040】次に、図6には、振動体2の硬化膜の摩耗
量を時間との関連で示している。なお、図中実線が本実
施形態の振動波モータの摩耗量を示し、点線は従来の振
動波モータの摩耗量を示している。
Next, FIG. 6 shows the amount of wear of the cured film of the vibrating body 2 in relation to time. In the drawing, the solid line indicates the amount of wear of the vibration wave motor of the present embodiment, and the dotted line indicates the amount of wear of the conventional vibration wave motor.

【0041】図6から分かるように、従来のモータで
は、900時間での硬化膜における円周方向の摩耗痕
は、幅が1mm、内径側深さが0.7μm、外径側深さ
が0μmという傾斜状の摩耗形態を示しており、180
0時間になると内径側深さが2μm、外径側深さが1μ
m程度の傾斜状の摩耗形態となった。
As can be seen from FIG. 6, in the conventional motor, the wear marks in the circumferential direction of the cured film after 900 hours are 1 mm in width, 0.7 μm in inner diameter side and 0 μm in outer diameter side. 180, which is 180 degrees.
At 0 hours, the inner diameter side depth is 2 μm and the outer diameter side depth is 1 μm
m was obtained.

【0042】これに対し、本実施形態のモータでは、9
00時間での硬化膜における円周方向の摩耗痕は、幅が
1mm、内径側深さが0.3μm、外径側深さが0.4
μmという摩耗形態であったが、1800時間では内径
側深さが0.5μmで外径側深さが0.6μmと、外径
側がわずかに深いゆるやかな傾斜状の摩耗形態となっ
た。つまり、明らかに従来のモータより摩耗量が小さ
く、傾斜度のゆるい摩耗形態となった。
On the other hand, in the motor of this embodiment, 9
The circumferential wear marks on the cured film at 00 hours were 1 mm in width, 0.3 μm in inner diameter side and 0.4 μm in outer diameter side.
In 1800 hours, the inner diameter side depth was 0.5 μm and the outer diameter side depth was 0.6 μm. In other words, the wear amount is clearly smaller than that of the conventional motor, and the wear mode has a gentle inclination.

【0043】(第2実施形態)図7には、本発明の第2
実施形態である振動波モータの振動体と移動体を示して
いる。なお、本実施形態の振動体と移動体の組合せは、
第1実施形態の振動波モータの振動体2と移動体7の組
合せと互換性があり、これを第1実施形態の振動波モー
タに組込むことで、第2実施形態の振動波モータを構成
することができる。
(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
2 illustrates a vibrating body and a moving body of the vibration wave motor according to the embodiment. The combination of the vibrating body and the moving body according to the present embodiment is as follows.
The vibration wave motor of the second embodiment is compatible with the combination of the vibrating body 2 and the moving body 7 of the vibration wave motor of the first embodiment, and is incorporated in the vibration wave motor of the first embodiment to constitute the vibration wave motor of the second embodiment. be able to.

【0044】図7において、51は圧電素子、52はこ
の圧電素子51が固着された振動体である。この振動体
52は、第1実施形態の振動体2と同じ材料で同じ形状
に作られている。
In FIG. 7, reference numeral 51 denotes a piezoelectric element, and reference numeral 52 denotes a vibrating body to which the piezoelectric element 51 is fixed. The vibrating body 52 is made of the same material and in the same shape as the vibrating body 2 of the first embodiment.

【0045】56は振動体52のくし歯表面に接着され
た複合樹脂層である。この複合樹脂層56は、ベース樹
脂又は樹脂組成物に強化材又は強化材と潤滑剤との混合
物を充填した複合樹脂で形成される。
Reference numeral 56 denotes a composite resin layer adhered to the surface of the comb teeth of the vibrator 52. The composite resin layer 56 is formed of a composite resin obtained by filling a base resin or a resin composition with a reinforcing material or a mixture of a reinforcing material and a lubricant.

【0046】57は移動体であり、第1実施形態の移動
体7(支持体5)と同様にアルミ合金製で、形状寸法も
同等である。移動体7の摺接面(複合樹脂層56との摺
接面)には、フッ素樹脂を重量比で1.5〜8.5%共
折した無電解ニッケルメッキ(Ni−P)の硬化膜を厚
さ30μm程度に形成してある。
A moving body 57 is made of an aluminum alloy and has the same shape and dimensions as the moving body 7 (support 5) of the first embodiment. On the sliding contact surface of the moving body 7 (the sliding contact surface with the composite resin layer 56), a cured film of electroless nickel plating (Ni-P) in which a fluorine resin is co-folded in a weight ratio of 1.5 to 8.5%. Is formed to a thickness of about 30 μm.

【0047】なお、移動体57の摺接面に、タングステ
ンカーバイトおよびコバルトからなる超硬材料を30μ
m程度の厚さに溶射して硬化膜を形成してもよい。タン
グステンカーバイトおよびコバルトの硬化膜は硬度が高
く、靱性が高いため、摩耗痕の減少に有効である。
A super hard material made of tungsten carbide and cobalt is coated on the sliding surface of the moving body 57 by 30 μm.
A cured film may be formed by spraying to a thickness of about m. Since the hardened films of tungsten carbide and cobalt have high hardness and high toughness, they are effective in reducing wear marks.

【0048】本実施形態においても、第1実施形態の移
動体7と同様の加工法によって、移動体57の摺接面
(硬化膜)のテーパ加工を行い、厚さ30μm程度の硬
化膜を傾きがθで、軸方向の高低差がhのテーパ状摺接
面とする。
Also in this embodiment, the sliding contact surface (cured film) of the moving body 57 is tapered by the same processing method as the moving body 7 of the first embodiment, and the cured film having a thickness of about 30 μm is inclined. Is θ, and the height difference in the axial direction is h.

【0049】そして、本実施形態のモータを連続運転し
た場合、第1実施形態と同様に、シルク値変動や摺接面
の摩耗量が従来のモータに比べて小さくなるという効果
が得られる。
When the motor of this embodiment is continuously operated, the effect of reducing the silk value fluctuation and the amount of wear on the sliding contact surface is smaller than that of the conventional motor, as in the first embodiment.

【0050】なお、本発明の振動型駆動装置の各部形状
は、第1実施形態および第2実施形態における各部形状
と同等でなくてもよい。例えば移動体においては、摺動
部と固定部を薄肉部分を有する連結部で連結する構成で
あって、駆動用加圧力の負荷点(固定部等)に加工用加
圧力を与えて、摺接面を平定盤上で研削又は研摩加工す
ることにより、摺接面がテーパ角度がθで軸方向の寸法
差がhのテーパ状に形成されたものであればよい。
The shape of each part of the vibration type driving device according to the present invention may not be the same as the shape of each part in the first and second embodiments. For example, in a moving body, a sliding portion and a fixed portion are connected by a connecting portion having a thin-walled portion, and a working press force is applied to a load point (a fixed portion or the like) of a drive press force to make sliding contact. The surface may be ground or polished on a flat surface plate so that the sliding contact surface has a tapered shape with a taper angle θ and an axial dimensional difference h.

【0051】また、上記各実施形態においては、移動体
(接触体)にテーパ状摺接面を形成した場合について説
明したが、本発明は、振動体にテーパ状摺接面を形成し
た振動型駆動装置にも適用することができる。
In each of the above embodiments, the case where the tapered sliding contact surface is formed on the moving member (contact member) has been described. The present invention can be applied to a driving device.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動体又は接触体の駆動用加圧力を作用させる部分に、
加工用加圧力を作用させて振動体又は接触体にテーパ状
摺接面を形成するので、摺動面同士のなじみが早く、単
位接触面積あたりの所定の加圧力が早く得られる。この
ため、各摺接面の摩耗の軽減が可能となり、また駆動性
能の時間的変動が小さく安定した振動型駆動装置を実現
することができる。
As described above, according to the present invention,
In the part where the pressing force for driving the vibrating body or contact body is applied,
Since the tapered sliding contact surface is formed on the vibrating body or the contact body by applying the working pressing force, the sliding surfaces are quickly adapted to each other, and a predetermined pressing force per unit contact area can be obtained quickly. For this reason, it is possible to reduce the wear of each sliding contact surface, and to realize a stable vibration type driving device in which the driving performance varies little over time.

【0053】さらに、テーパ状摺接面を回転平定盤を用
いて短時間で多数の加工が可能であるため、球面盤上で
の研摩加工によってテーパ状摺接面を加工する場合に比
べて量産性に優れ、コストダウンに有効である。
Further, since a large number of processings can be performed on the tapered sliding contact surface in a short time by using the rotary flat surface plate, mass production is possible as compared with the case where the tapered sliding contact surface is processed by polishing on a spherical disk. Excellent in cost and effective for cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態である振動波モータの断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a vibration wave motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記振動波モータを構成する振動体と移動体の
部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a vibrating body and a moving body constituting the vibration wave motor.

【図3】上記移動体の摺接面加工の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of processing of a sliding surface of the moving body.

【図4】上記モータのトルク値の時間変動を示すグラフ
図である。
FIG. 4 is a graph showing a time variation of a torque value of the motor.

【図5】上記モータの時間あたりの移動体の摩耗量を示
すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing the amount of wear of the moving body per unit time of the motor.

【図6】上記モータの時間あたりの振動体の摩耗量を示
すグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing a wear amount of a vibrating body per time of the motor.

【図7】本発明の第2実施形態である振動波モータの断
面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a vibration wave motor according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51 圧電素子 2,52 振動体 5 支持体 6,56 複合樹脂層 7,57 移動体 20 平定盤 21 支持治具 Reference Signs List 1,51 Piezoelectric element 2,52 Vibrator 5 Support 6,56 Composite resin layer 7,57 Moving body 20 Flat surface plate 21 Support jig

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振振動が励起される振動体とこの振動体
に圧接する接触体とが相対摺動する振動型駆動装置にお
いて、 前記振動体と前記接触体のうち一方の部材が、前記振動
体と前記接触体とを圧接させるための駆動用加圧力を作
用させる加圧部とテーパ状の摺接面とを有しており、 前記摺接面が、前記加圧部に加工用加圧力を作用させた
状態でテーパ加工されたことを特徴とする振動型駆動装
置。
1. A vibration-type driving device in which a vibrating body in which vibration is excited and a contact body that is in pressure contact with the vibrating body relatively slide, wherein one of the vibrating body and the contact body includes the vibrating body. A pressurizing portion for applying a driving pressurizing force for pressing the body and the contact body against each other, and a tapered sliding contact surface; A vibration type driving device characterized in that it is tapered in a state where it is operated.
【請求項2】 前記加工用加圧力が前記駆動用加圧力よ
り大きいことを特徴とする請求項1に記載の振動型駆動
装置。
2. The vibration-type driving device according to claim 1, wherein the processing pressure is larger than the driving pressure.
【請求項3】 前記摺接面のテーパ加工が、研摩剤を含
む回転平定盤を用いて行われたことを特徴とする請求項
1又は2に記載の振動型駆動装置。
3. The vibration-type driving device according to claim 1, wherein the tapering of the sliding contact surface is performed using a rotary platen containing an abrasive.
【請求項4】 前記一方の部材が前記接触体であり、 この接触体の基材がアルミ合金であることを特徴とする
請求項1から3のいずれかに記載の振動型駆動装置。
4. The vibration type driving device according to claim 1, wherein the one member is the contact body, and a base material of the contact body is an aluminum alloy.
【請求項5】 前記一方の部材が前記接触体であり、 この接触体の摺接面が、樹脂に少なくとも強化材を含有
する複合樹脂層で形成されていることを特徴とする請求
項1から4のいずれかに記載の振動型駆動装置。
5. The method according to claim 1, wherein the one member is the contact body, and a sliding surface of the contact body is formed of a composite resin layer containing at least a reinforcing material in a resin. 5. The vibration-type driving device according to any one of 4.
【請求項6】 前記一方の部材が前記接触体であり、 この接触体の摺接面が、樹脂組成物に少なくとも強化材
を含有する複合樹脂層で形成されていることを特徴とす
る請求項1から4のいずれかに記載の振動型駆動装置。
6. The contact member, wherein the one member is the contact member, and a sliding surface of the contact member is formed of a composite resin layer containing at least a reinforcing material in a resin composition. 5. The vibration type driving device according to any one of 1 to 4.
【請求項7】 前記一方の部材が前記接触体であり、 この接触体の摺接面に、フッ素樹脂を共析した無電解ニ
ッケルメッキの硬化膜を形成したことを特徴とする請求
項1から4のいずれかに記載の振動型駆動装置。
7. The method according to claim 1, wherein the one member is the contact body, and a cured film of electroless nickel plating formed by eutectoid of a fluorine resin is formed on a sliding contact surface of the contact body. 5. The vibration-type driving device according to any one of 4.
【請求項8】 前記一方の部材が前記接触体であり、 この接触体の摺接面に、タングステンカーバイドおよび
コバルトを溶射したことを特徴とする請求項1から4の
いずれかに記載の振動型駆動装置。
8. The vibration mold according to claim 1, wherein the one member is the contact body, and tungsten carbide and cobalt are sprayed on a sliding surface of the contact body. Drive.
【請求項9】 請求項1から8のいずれかに記載の振動
型駆動装置を駆動源として備えたことを特徴とする装
置。
9. A device comprising the vibration type driving device according to claim 1 as a driving source.
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