(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動振動を発生する振動体と、
前記振動体に向けて突出し前記振動体と接触しない位置に第１の凸部が形成された移動体本体に、前記振動体に向けて突出し前記振動体と加圧接触する第２の凸部が形成されたバネ部材を固定した移動体と、を有し、
前記振動体が発生した前記駆動振動によって、前記振動体に対して前記バネ部材に形成された第２の凸部を介して加圧接触する前記移動体を移動させる振動波駆動装置の製造方法であって、
前記第１の凸部と前記第２の凸部との端面の位置を揃える加工を施した後に、所定の寸法の同一平面になるまで同時に加工を施すことを特徴とする振動波駆動装置の製造方法。
【請求項２】
前記加工前における前記第１の凸部の端面は、前記第２の凸部の端面位置よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の振動波駆動装置の製造方法。
【請求項３】
前記加工前における前記第２の凸部の端面は、前記第１の凸部の端面位置よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の振動波駆動装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の凸部の端面と前記第２の凸部との端面は、同時に平面仕上げ研磨されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の振動波駆動装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の凸部の端面と前記第２の凸部の端面は、粗研磨によって同一平面に形成後、仕上げ研磨することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の振動波駆動装置の製造方法。
【請求項６】
第１の凸部と第２の凸部とを有し、これらの第１と第２の凸部の少なくとも一方の凸部が、駆動振動の摩擦駆動部に設けられている摩擦部材に形成された振動体と、
前記摩擦部材に形成された一方の凸部と加圧接触する移動体と、を有し、
前記振動体における摩擦駆動部の駆動振動によって、前記振動体に対して前記摩擦部材に形成された一方の凸部を介して加圧接触する前記移動体を移動させる振動波駆動装置の製造方法であって、
前記第１の凸部と第２の凸部の端面を揃える加工を施した後に、所定寸法の同一平面になるまで同時に加工を施すことを特徴とする振動波駆動装置の製造方法。
【請求項７】
前記２つの凸部に施す加工は、平面仕上げ研磨であることを特徴とする請求項６に記載の振動波駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動波モータ等の振動波駆動装置の製造方法に係り、特に振動体および移動体における接触面の加工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
振動波駆動装置は、駆動振動が形成される振動体を基本的構成として有し、前記振動体は、例えば弾性体と、電気−機械エネルギー変換素子としての圧電素子とにより構成され、例えば弾性体に対して空間的に互いに９０°の位相差を持った位置に駆動相を有する圧電素子を配置し、この２つの駆動相に互いに９０°の位相差を持つ２相の交番信号を印加することによって弾性体上に進行波を発生させ、これに接触体を圧接して摩擦力により駆動力を得るようにし、前記振動体と前記接触体とを相対的に移動させるようにしており、前記振動体を固定し、前記接触体を移動体としたものとして、例えば振動波モータがある。
【０００３】
そして、従来公知の回転型振動波モータには、円環型および円板型のものと、棒状タイプのものとがあり、円環型のものと棒状タイプのものは光学機器などに搭載されている。以下、本発明の先行技術としての棒状タイプの振動波モータについて主に説明する。
【０００４】
図12に示された棒状振動波モータにおいて、振動エネルギ発生体となる振動体１は、金属等からなる弾性体９、１０および、弾性体９の先端面に接着やろう付け等によって接合された例えばアルミナセラミックスからなる摩擦リング９ｂと、該弾性体９および１０の間に挟圧保持された積層型電気-機械エネルギ変換素子としての積層圧電素子１１とで構成されている。
【０００５】
摩擦リング９ｂは、弾性体９と接合された後に、接合面と反対の面すなわち摺動面を研磨により平面度と表面粗さをおさえている。
【０００６】
モータの骨格部材となる支持棒５が弾性体９の中心軸部に形成された穴部から、積層圧電素子１１の中心軸部に形成の穴部および弾性体１０の中心軸部に形成の穴部を通して挿通され、突出する該支持棒５の外端部に形成されたネジ部５ｂに振動体ナット６が螺着され、また弾性体９の内径段部に当接の大径部５ａに押されることにより、弾性体１０との間に積層圧電素子１１を挟圧保持している。なお、支持棒５は、特開平１０−３３７０５１号公報に開示されているように、ヘッダー加工および転造加工により形成されている。
【０００７】
２は弾性体９の先端面に対向して配置されたロータ（すなわち移動体）であり、ロータ２は２つの部材で構成の２体構造で、円柱状の本環２１と、この本環２１の外周部に嵌合された接触バネ２２からなり、両者は接着あるいは溶接などで接合されている。
【０００８】
接触バネ２２は、図１３の接触部の拡大図に示すように、主に径方向にたわみ得る薄肉のバネ部２２ａと、このバネ部２２ａに連設されるフランジ部、すなわち軸方向にたわみ得る薄肉のバネ部２２ｂと、さらにこのバネ部２２ｂに連設される先端のマス部２２ｃからなっている。摩擦リング９ｂとの接触面をなすマス部２２ｃの端面は、接触バネ２２を本環２１と接合した後に研磨により、平面度と面粗さをおさえている。
【０００９】
ロータ２には出力ギヤ４が嵌着固定されており、該ギヤ４はモータ取り付け用フランジ７との間で潤滑油などを介して摺動し、該フランジ７は該支持棒５の先端ネジ部５ｃに嵌着固定されている。ロータ２の本環２１の内周穴部は段付形状に形成されたバネ受け部２１ａになっており、該バネ受け部２１ａと出力ギヤ４の端部との間には接触バネ２２を振動体１の摩擦リング９ｂに圧接させるための加圧バネ８が配置されている。
【００１０】
前記の振動波モータの駆動原理は次の通りである。積層圧電素子１１の詳細説明は省略するが、２相の交流電圧を印加すると、積層圧電素子１１の伸縮によって、振動体１には図12において紙面に水平な方向と紙面に垂直な方向の１次曲げ固有振動が励起されるようになっており、２つの振動を時間的にも９０度位相を違えて加えると、振動体には長手軸に対して右または左回りの円運動が発生する。弾性体９は変位拡大のための周溝９ａを有するため、弾性体９の先端には図12の矢印のような首振り運動が生ずる。接触面（摩擦リング上面）からみると、この振動は１波の進行波に相当する。この振動体１に、接触バネ２２を有するロータ２を加圧接触させると、ロータ２は波頭付近の１カ所のみで摩擦リング９ｂの上面と接触し、逆方向に回転する。出力はロータ２の本環２１とフランジ７に嵌着されたギヤ４により取り出される。
【００１１】
また、棒状振動波モータでは、支持棒５の先端に取り付けられたフランジ７も一体の系として、振動体の固有モードをフランジ７の振動振幅が非常に小さくなるように設計している。ロータ２の本環２１は慣性質量が十分大きく、振動体１の加振によって振動が励起されないように設計されている。また、ロータ２の接触バネ２２は固有振動数が振動体１の駆動周波数よりも十分高く、振動に追従するように設計されている。
【００１２】
なお、ロータ２の接触バネ２２はステンレス鋼に熱処理したものを用いて硬度をあげて耐摩耗性をあげており、また以前のアルミニウムにアルマイト処理した接触バネのようなエッジの欠けの心配はないが、摩擦リング９ｂの方が接触バネ２２より硬く、摩耗するのは接触バネ側が主であり、摩擦リング９ｂにはほとんどわだちができないようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、マス部２２ｃの下面は該接触バネ２２を本環２１と接合した後に研磨により平面度と面粗さをおさえているが、該接触ばね２２がプレスなどによって成形されている場合は、図14に示すように加工前のマス部２２ｃの下面は平面状になっておらず、軸方向の寸法Hもばらついている。
【００１４】
そのため、研削あるいは粗研磨によりマス部２２ｃの下面を平面状にし、かつ所定の軸方向の寸法にしてから仕上げ研磨をする必要がある。ところが、研削加工をするとマス部２２ｃは軸方向の寸法Hは精度良くできるが、下面に大きなバリが生じ、仕上げ研磨に時間をかけなければならなかった。
【００１５】
また、粗研磨をすると下面はきれいになるが、下面の幅が狭いため短時間で削れてしまい軸方向の寸法Hのばらつきが大きくなってしまっていた。
【００１６】
さらに、最初から仕上げ研磨をすると、所定の寸法になるまで追い込むのに非常に長い時間がかかりコストアップにつながっていた。
【００１７】
そして何よりも研磨面の幅が狭いと、研磨作業の際に、粗研磨、仕上げ研磨ともロータ２がはねたり、あばれたりして良好な平面度と面粗さを得ることができなかった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記振動体に向けて突出し前記振動体と接触しない位置に第１の凸部が形成された移動体本体に、前記振動体に向けて突出し前記振動体と加圧接触する第２の凸部が形成されたバネ部材を固定した移動体と、を有し、
前記振動体が発生した前記駆動振動によって、前記振動体に対して前記バネ部材に形成された第２の凸部を介して加圧接触する前記移動体を移動させる振動波駆動装置の製造方法であって、
前記第１の凸部と前記第２の凸部との端面の位置を揃える加工を施した後に、所定の寸法の同一平面になるまで同時に加工を施すことを特徴とするものである。
また、本発明は、第１の凸部と第２の凸部とを有し、これらの第１と第２の凸部の少なくとも一方の凸部が、駆動振動の摩擦駆動部に設けられている摩擦部材に形成された振動体と、
前記摩擦部材に形成された一方の凸部と加圧接触する移動体と、を有し、
前記振動体における摩擦駆動部の駆動振動によって、前記振動体に対して前記摩擦部材に形成された一方の凸部を介して加圧接触する前記移動体を移動させる振動波駆動装置の製造方法であって、
前記第１の凸部と第２の凸部の端面を揃える加工を施した後に、所定寸法の同一平面になるまで同時に加工を施すことを特徴とするものである。
【００１９】
この振動波駆動装置を構成する接触体をロータとした場合におけるロータの製造方法は、具体的には図１から図４を参照すると、接触バネ２２のマス部２２ｃの下面を粗研磨により平面状にし、かつ所定の軸方向の寸法にしてから仕上げ研磨をする方式において、粗研磨をロータ本環２０１の振動体１側の端面２０１ｂと同時に行うことによって、研磨面積をふやし、削れるスピードが適度になり軸方向の寸法Ｈのばらつきを容易に抑えることができるようにする。
【００２０】
そして、粗研磨、仕上げ研磨とも研磨面積が増えるので、研磨の際にロータ２０があばれるのを抑えることができ、良好な平面度と面粗さを得ることができるようになった。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に図１乃至図11を参照して本発明による改良された振動波モータの実施の形態について説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明を適用して構成された棒状振動波モータの第１実施の形態の接触部の拡大断面図である。図中、図13に示された符号と同じ符号で示された部分は従来例の構成要素と同じものであるから必要がない限り説明を省略する。
【００２３】
同図において、ロータ（移動体）２０の接触バネ２２のマス部２２ｃの下面、すなわち摺動面は、ロータ本環（移動体本体）２０１の振動体側端面２０１ｂと同一平面になっている。以下、最終形状になるまでの、加工の過程を説明する。
【００２４】
図２は接触バネ22とロータ本環201を接合した直後の加工前の断面図であるが、ロータ本環201の振動体側端面201bは接触バネ22のマス部22cの下面より下側に飛び出している。このロータ２０を粗研磨により、最初本環201の振動体側端面201bを削り落し（図３の斜線部）、マス部22cの下面と同面になってからは、寸法Hが所定の値になるまで両者を粗研磨する（図４の斜線部）。
【００２５】
このようにすると、従来マス部22cのみを粗研磨していたときは短時間で削れてしまい削れ量をコントロールするのが困難だったものが、研磨面積が増えてゆっくり削ることができるようになるので、寸法Hのばらつきを容易におさえることができる。また、研磨面積が増えることによって、研磨作業の際にロータ20があばれてマス部22cが変形したりエッジが欠けたりすることがなくなる。
【００２６】
そしてその後、仕上げ研磨をロータ本環201の振動体側端面201bおよびマス部22cの下面に対して同時に行う。このときも粗研磨と同様で、研磨面積が従来より大きいのでロータ20が途中であばれて平面度や面粗さを悪くしてしまうことがない。仕上げ研磨は研磨面積が増えると時間がかかり過ぎるので、従来のような自重ではなく適度な荷重を加えて行う。従来は、あまり大きな荷重をかけると接触バネ22が塑性変形してしまうおそれがあったが、本実施の形態では本環201と同時に行うのでその心配はなく自由に荷重をかけることができる。
【００２７】
また、上記のロータ20を用いると、ロータ本環201の振動体側端面201bと弾性体９とのギャップＧ（図１）が小さくなるので、ロータ20が外部から大きな衝撃力を受けたとき、幅の狭いマス部22cが大きな変形をする前に端面201bが弾性体９と接触し致命的な変形を防ぐことができるという副産物的な効果も得られる。
【００２８】
なお、ロータ本環２０１は焼結やダイカストなどで作ることができ、大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
第2実施の形態も、ロータ20の最終形状は第１実施の形態と同じであるが、研磨加工の過程が異なるので以下に説明する。
【００３０】
図５は接触バネ22とロータ本環202を接合した直後の断面図であるが、加工前の状態では、ロータ本環202の振動体側端面202bはロータ20の接触バネ22のマス部22cの下面より上側に引っ込んでいる。これは、接触バネ22をロータ本環202に接合するとき、図の下側から接触バネ22をロータ本環202に嵌合して本環突き当て面202cに突き当てるため、マス部22cの下面を上側に押圧するが、このとき、図２のようにロータ本環202の振動体側端面２０１ｂがマス部22cの下面より下側に飛び出ていると作業性が悪くなるからである。
【００３１】
この場合は、粗研磨により最初に接触バネ22のマス部22cの下面先端を削り落し（図６の斜線部）、ロータ本環202の振動体側端面202bと同面になってからは、寸法Hが所定の値になるまで両者を粗研磨して図１のような形状にする（図４の斜線部）。その後は、第１実施の形態と同様に仕上げ研磨を行う。
【００３２】
（第３の実施の形態）
図７は本発明を適用して構成された振動波モータの第３実施の形態を示す円環型振動波モータの主要部断面図である。図中、101はリング状の弾性体109の一端面に圧電素子111を接着し、もう一方の端面に、摩擦部材110を接着した振動体であり、弾性体109の内径側にはケースに固定するための支持部109bを設けている。
【００３３】
102は例えばＳｉを分散複合したアルミ合金からなるロータであり、不図示の加圧バネによって振動体101の摺動面に圧接されている。
【００３４】
このとき、振動体１０１の摩擦部材１１０が樹脂などロータより柔らかい材質からなる場合は、振動体１０１とロータ１０２との摺動によって摩擦部材１１０の方が摩耗しやすく、摩耗とともに摩擦部材１１０にわだちができて性能が劣化することがある。これを防ぐために、図８の接触部の拡大断面図に示すように、摩擦部材１１０にはロータ１０２の摺動部下面の幅より小さい幅の凸部１１０ａを設けている。
【００３５】
摩擦部材110の凸部110aの摺動面は、研磨により平面度と面粗さをおさえているが、上記の棒状振動波モータのロータと同様に、弾性体109の内径側に凸部109aを設け、２つの凸部109aと110aを同時に研磨すれば、短時間で削れすぎてしまうということが防げ、段差H1のばらつきを容易におさえることができ、研磨中の振動体のあばれも防ぐことができる。
【００３６】
（第４の実施の形態）
図９は本発明を適用して構成された振動波モータの第４実施の形態を示す円環型振動波モータの接触部の拡大断面図である。
【００３７】
本実施の形態では、弾性体129に接着された摩擦部材120にロータ１０２と接触する外径側の第１の凸部120aと、第１の凸部120aと同時に研磨される内径側の第２の凸部120bを設けている。すなわち、本実施の形態では第3実施の形態における凸部109aと同じ役目を第2の凸部120bが担っている。
【００３８】
なお、円環型振動波モータの構成としては、図10に示すように、特開平10-42579号公報に開示されているような円環型振動波モータにおけるロータ103を図９の振動体に適用でき、また図11に示すように、特開平10-75588号公報に開示されているような円環型振動波モータにおけるロータ104も図９の振動体に適用できる。
【００３９】
また、これらの種々のロータ形状（ロータ103、104）に対しても、図８に示す実施の形態の振動体を適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、移動体としてのロータを構成するバネ部材の突出部の下面（端面）の粗研磨および仕上げ研磨を、移動体本体の端面と同時に行うことによって、容易に前記突出部の軸方向の高さのばらつきをおさえることが可能になるとともに、研磨中のロータのあばれを防ぎ、良好な平面度と面粗さを得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の棒状振動波モータのロータと振動体の接触部の拡大断面図。
【図２】図１の棒状振動波モータのロータの粗研磨前の拡大断面図。
【図３】図１の棒状振動波モータのロータの粗研磨中の拡大断面図。
【図４】本発明の第１及び第２実施の形態の棒状振動波モータのロータの粗研磨後の拡大断面図。
【図５】本発明の第２実施の形態の棒状振動波モータのロータの粗研磨前の拡大断面図。
【図６】図５の棒状振動波モータのロータの粗研磨中の拡大断面図。
【図７】本発明の第３実施の形態の円環型振動波モータの主要部の断面図。
【図８】図７に示した円環型振動波モータのロータと振動体の接触部の拡大断面図。
【図９】本発明の第４実施の形態の円環型振動波モータのロータと振動体の接触部の拡大断面図。
【図１０】図９の円環型振動波モータの振動体と他のロータとの接触部の断面図。
【図１１】図９の円環型振動波モータの振動体と他のロータとの接触部の断面図。
【図１２】従来の棒状振動波モータの概略断面図。
【図１３】従来の棒状振動波モータのロータと振動体の接触部の拡大断面図。
【図１４】従来の棒状振動波モータのロータの粗研磨前の拡大断面図。
【符号の説明】
１,１０１,１２１…振動体
１１…積層圧電素子
１１１…圧電素子
９,１０,１０９,１２９…弾性体
９ｂ,１１０,１２０…摩擦部材
２,２０,１０２,１０３,１０４…ロータ
２１,２０１,２０２…ロータ本環
２２…ロータ接触バネ
２２ａ…径方向バネ部
２２ｂ…軸方向バネ部
２２ｃ…マス部
４…出力ギヤ
５…支持棒
６…振動体ナット
７…フランジ
８…ロータ加圧バネ
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004731723.tif 000010
【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図５】
0004731723.tif 000014
【図６】
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