(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の弾性体と第２の弾性体との間で第１の電気−機械エネルギー変換素子と第２の電気−機械エネルギー変換素子を挟持し、前記第１の電気−機械エネルギー変換素子と前記第２の電気−機械エネルギー変換素子への交番信号の印加により前記第１の弾性体と前記第２の弾性体の表面に円または楕円運動を形成する振動体を有する振動波装置において、
前記第１の電気−機械エネルギー変換素子と前記第２の電気−機械エネルギー変換素子との間に配置され、薄板部材で形成された支持部材を有し、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体は、前記交番信号の印加によって前記支持部材を挟んで対称な変形を行うものであることを特徴とする振動波装置。
【請求項２】
前記支持部材と前記第１の電気−機械エネルギー変換素子との間及び前記支持部材と前記第２の電気−機械エネルギー変換素子との間に、前記第１の電気−機械エネルギー変換素子と前記第２の電気−機械エネルギー変換素子と導通するフレキシブルプリント基板を配置したことを特徴とする請求項１に記載の振動波装置。
【請求項３】
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体のいずれか一方又は双方を振動エネルギーの出力部とすることを特徴とする請求項１または２に記載の振動波装置。
【請求項４】
前記振動体はリング形状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の振動波装置。
【請求項５】
前記支持部材の外周部が固定部に固定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１つに記載の振動波装置。
【請求項６】
前記支持部材の内周部が固定部に固定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１つに記載の振動波装置。
【請求項７】
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体との表面に形成される円または楕円運動は、位相が反転したものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の振動波装置。
【請求項８】
前記支持部材の外周部は、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体よりも外方に突出していることを特徴とする請求項５に記載の振動波装置。
【請求項９】
前記振動体と加圧接触する接触体を有し、前記振動体と前記接触体とを相対移動させることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の振動波装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の振動波装置を駆動源として有することを特徴とする振動波駆動装置。
【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装置および振動波装置を駆動源として有する振動波駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、振動波装置として、例えばリング状等に形成された金属製の弾性体に電気−機械エネルギー変換素子としての圧電素子を接着したものを振動体とし、前記圧電素子に駆動信号としての交番信号を印加することにより前記振動体に励起した曲げ振動を利用した進行波型振動波モータ、あるいは棒状に形成された振動体の曲げ振動を利用した棒状振動波モータが実用化されている。
【０００３】
リング状の進行波型振動波モータにおける振動体の支持固定方式としては、モータケースに配置したフエルト上に振動体を乗せて支持し、前記振動体を前記ケースに対して固定する固定部への振動の伝搬を防止する構造、あるいは振動体自体をリング形状とし、その内側に配置される固定部との振動体との間を厚みの薄い板で連結し（なお、振動体と薄板、さらに固定部をも一体で作る場合もある）、固定部への振動の伝搬を防止する構造、等が提案されている。
【０００４】
一方、棒状振動波モータにおける振動体の支持固定は、棒状振動体と同軸に細い棒（ピン）を使用して振動体と固定部を連結し、固定部への振動伝搬を防止する構造が提案されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の振動体の支持固定方式として、フェルトを使う使用してリング状の振動体を支持固定する方式では、フェルトが変形したり、フェルト上で振動体がずれたりして、強固な支持固定ができなかった。
【０００６】
また、板厚の薄い板や、細いピンを使う方式では、フェルトに比べれば強固に支持固定ができるが、振動体の振動がこの板あるいはピンを伝わって固定部に漏れていくため、振動エネルギが損失され、振動波モータの効率が悪くなったり、固定部に漏れた振動がさらに外部に伝搬して、周辺の機器に悪影響を及ぼすことも考えられる。
【０００７】
また、細いピンで振動体を固定する場合は振動波モータに大きなトルクがかかったとき、あるいは振動波モータが大きなトルクを出力したとき、細いピンに大きなねじりトルクがかかり、ねじ切れてしまうおそれもある。
【０００８】
しかし、ピンを太くすると、固定部に伝搬する振動も多くなり上述の問題がさらに大きくなってしまう。
【０００９】
本出願に係る発明の目的は、固定部への振動伝搬が皆無でかつ振動体を強固に固定できる振動波装置および振動波駆動装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の弾性体と第２の弾性体との間で第１の電気−機械エネルギー変換素子と第２の電気−機械エネルギー変換素子を挟持し、前記第１の電気−機械エネルギー変換素子と前記第２の電気−機械エネルギー変換素子への交番信号の印加により前記第１の弾性体と前記第２の弾性体の表面粒子に円または楕円運動を形成する振動体を有する振動波装置において、前記第１の電気−機械エネルギー変換素子と前記第２の電気−機械エネルギー変換素子との間に配置され、薄板部材で形成された支持部材を有し、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体は、前記交番信号の印加によって前記支持部材を挟んで対称な変形を行うことを特徴とする。
また、本願発明の振動波駆動装置は、上記振動波装置を駆動源として有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態を示す。
【００１２】
１は振動体としてのディスク状のステータで、振幅拡大用の突起５を外周部に有する一対の弾性体としての金属弾性板２、一対の電気−機械エネルギー変換素子としての圧電素子３ａ，３ｂ、圧電素子３ａ，３ｂと不図示の駆動回路とを電気的につなぐ一対のフレキシブル基板６、支持固定板４、中空ボルト７から構成されている。
【００１３】
外側から、２枚の金属弾性板２、２枚の圧電素子３ａ，３ｂ、２枚のフレキシブル基板６を配置し、その対称中心面に支持固定板４を配置して中空ボルト７でこれらの部品をはさみ、一体に固定している。なお、金属弾性板２の中心部に形成したネジ孔を中空ボルト７の外周面に形成したネジ部に螺合させることにより、一対の金属弾性板２の内側に圧電素子３ａ，３ｂ、一対のフレキシブル基板６、支持固定板４を挟持固定している。
【００１４】
一方、ロータ（不図示）は振動体１の外側の一方または両側に配置され、振幅拡大用の突起５の先端に不図示の加圧手段により加圧されて接触し、摩擦力で駆動される。
【００１５】
圧電素子３ａ，３ｂが前記した不図示の駆動回路により印加される駆動用の交番信号により、図２（ａ）、図２（ｂ）のような厚み方向の変形を繰り返したとき、金属弾性板２は図３（ａ）、図３（ｂ）のような変形を繰り返す振動を発生する。なお、図２、図３は振動の様子を理解しやすくするため、変形を誇張して描いてある。
【００１６】
この振動は、上下が対称な変形をしているので、ちょうど振動体の対称中心面に配置された支持固定板４は金属弾性板２の振動によっては全く振動しない。従って、この支持固定板４の外周部を不図示の固定部に対して支持固定しても、振動体１の振動は前記不図示の固定部に伝搬されず、したがって前述した従来のような問題が全く発生しない。
【００１７】
支持固定板４の支持固定構造は図示していないが、ビス固定、接着、溶接など、どのような方法でも良い。
【００１８】
本実施の形態における振幅拡大用の突起５は、図４（ａ）のように、ステンレス板をプレス板金でアーチ形状にしたもので、金属弾性板２上に周方向に並べて固定しており、固定方法は、接着、ろう付け、溶接、ネジ止め等どのような方法であっても良い。
【００１９】
また、振動拡大用の突起５の形状としては、図４（ｂ）に示すキャップを伏せたような形状、図４（ｃ）に示すＬ字形状、図４（ｄ）に示す台形状等の種々の形状でも良い。
【００２０】
また、突起の先端に耐摩耗性の良い材質を塗布したり、貼り付けたりして、耐摩耗性を改善することができる。
【００２１】
図５は２枚の圧電素子３ａ，３ｂの分極極性と相対位相関係を示している。このように分極処理され、位置的にずらして配置された圧電素子に、時間的に位相のずれた交番信号としての交流電圧を印加すると、図３に示したような振動が進行波となり、金属弾性板２の突起５に加圧接触する不図示のロータが回転する。
【００２２】
ここで、図５に示す分極処理された圧電素子により振動体１を駆動すると、金属弾性板２は図７（ａ）に示すような節直径を一本もつ形状に変形振動する。
【００２３】
また、図６のように分極処理され、位置的にずらして配置された圧電素子により振動体１を駆動すると、金属弾性板２は図７（ｂ）に示すような節直径を二本もつ形状に変形振動する。この場合も、上下の金属弾性板２は対称に変形するので、金属弾性板２の振動によっては支持固定板４は全く振動しない。
【００２４】
なお、上記した実施の形態は、振動体１を固定側として説明しているが、直線状のレール上に振動体１の突起５を当接させ、振動体１を前記レールに沿って移動させるようにしてもよい。
【００２５】
また、上記した実施の形態においては、支持固定板４は振動体の外径側に突出して、支持固定板４の外径部を固定する構造を説明したが、支持固定板４を振動体の内径側に突出させ、支持固定板４の内径部を固定する構造でも本発明の目的は達せられる。
【００２６】
さらに、上記した実施の形態の振動波モータを駆動源とする振動波駆動装置としては、従来使用されてきたものに適用することができ、振動伝搬のない静粛性の高い各種装置を提供することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、振動体を厚み方向に対称に振動させ、その対称中心面に支持部材を配置するので、振動体を支持固定する固定部に振動体での振動が伝搬する問題が解決でき、振動体を強固に固定でき、かつ効率の良い振動波装置及び振動波駆動装置が実現できる。
【００２８】
また、大きなトルクにも耐えられる振動波装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１の圧電素子の変形を示す図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は図１の振動体（ステータ）の振動の形態を示す図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は突起形状の例を示す斜視図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は圧電素子の分極極性と位置的位相差を示す図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は圧電素子の分極極性と位置的位相差を示す図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は弾性体の振動による変形形状を示す斜視図。
【符号の説明】
１  振動体（ステータ）
２  弾性体
３  圧電素子
４  支持固定板
５  突起
６  フレキシブルプリント基板
７  ボルト
【図１】
0004040172.tif 000002
【図２】
0004040172.tif 000003
【図３】
0004040172.tif 000004
【図４】
0004040172.tif 000005
【図５】
0004040172.tif 000006
【図６】
0004040172.tif 000007
【図７】
0004040172.tif 000008