(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子において、
前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記複数の弾性部材を電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合したことを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記電気−機械エネルギー変換素子は円環状であり、前記電気−機械エネルギー変換素子を間に挟む前記複数の弾性部材の少なくとも一つは前記電気−機械エネルギー変換素子の内径側に突起部を有しており、前記突起部と他方の弾性部材とを電気抵抗溶接により接合したことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記電気−機械エネルギー変換素子と前記突起部との間には空隙を有することを特徴とする請求項２に記載の振動子。
【請求項４】
前記突起部の先端には凸部があり、該凸部を電気抵抗溶接により溶融させ接合させたことを特徴とする請求項２又は３に記載の振動子。
【請求項５】
前記電気−機械エネルギー変換素子は前記突起部に嵌合することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の振動子。
【請求項６】
前記突起部の一部が前記電気−機械エネルギー変換素子と嵌合することを特徴とする請求項５に記載の振動子。
【請求項７】
前記電気−機械エネルギー変換素子は、前記電気抵抗溶接により接合した部位と接触しないことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の振動子。
【請求項８】
前記電気−機械エネルギー変換素子と前記弾性部材との間に前記突起部に当接する給電基板を有することを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の振動子。
【請求項９】
複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子において、
前記複数の弾性部材とは別部材である締結部材を有し、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記複数の弾性部材と前記締結部材とを電気抵抗溶接して熱収縮させ、前記締結部材を介して前記複数の弾性部材を接合したことを特徴とする振動子。
【請求項１０】
複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子において、
前記複数の弾性部材とは別部材である締結部材を有し、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記締結部材と少なくとも一つの弾性部材とを電気抵抗溶接して熱収縮させ、前記締結部材を介して前記複数の弾性部材を接合したことを特徴とする振動子。
【請求項１１】
前記締結部材または前記弾性部材には凸部があり、該凸部を電気抵抗溶接により溶融させて接合したことを特徴とする請求項９又は１０に記載の振動子。
【請求項１２】
前記電気−機械エネルギー変換素子は前記締結部材に嵌合することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の振動子。
【請求項１３】
前記電気−機械エネルギー変換素子と前記弾性部材との間に前記締結部材に当接する給電基板を有することを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の振動子。
【請求項１４】
前記振動子を支持する支持部材を有し、前記支持部材と前記締結部材とを接合したことを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の振動子。
【請求項１５】
前記支持部材は前記締結部材と嵌合して固定されていることを特徴とする請求項１４に記載の振動子。
【請求項１６】
前記電気−機械エネルギー変換素子は環状であり、該電気−機械エネルギー変換素子の内径部に前記締結部材を貫通させたことを特徴とする請求項１１に記載の振動子。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれかに記載の振動子を用いた振動波駆動装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の振動子を用いた振動波駆動装置を有する機器。
【請求項１９】
複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子の製造方法において、
前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記複数の弾性部材を電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合したことを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項２０】
複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子の製造方法において、
前記複数の弾性部材が接合する締結部を前記振動子の軸方向に加圧した後、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記締結部を電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合することを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項２１】
複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子の製造方法において、
前記複数の弾性部材とは別部材である締結部材を有し、前記締結部材を一方の弾性部材がある方向に加圧した後、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記一方の弾性部材と前記締結部材とを電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合することを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項２２】
前記締結部材を前記複数の弾性部材により加圧してから、前記複数の弾性部材と前記締結部材とを電気抵抗溶接により接合することを特徴とする請求項２１に記載の振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気−機械エネルギー変換素子と弾性部材を備え、電気−機械エネルギー変換素子に信号を供給することで弾性部材に振動を発生させる振動子とその製造方法、及びその振動子を用いた振動波駆動装置、並びにそれを搭載した機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに超音波モータ等の振動型駆動装置に関する提案が数多くなされている。
【０００３】
例えば、２つの金属等の弾性部材の間に、電気−機械エネルギー変換素子の一種である圧電素子と、この圧電素子に交流電圧を供給するためのフレキシブルプリント基板を配置し、これら各部材の中央に設けられた貫通孔にボルトを挿入し、ボルトの先端部にナットを締め付けることにより、ボルトに形成されたフランジとナットでこれら２つの弾性部材、圧電素子、及びフレキシブルプリント基板を挟み込んで固定した振動子を構成したものがある。また、弾性部材の内径部にネジがきってあり、このネジとボルトを締め付けることで、これら２つの弾性部材、圧電素子、及びフレキシブルプリント基板を挟み込んで固定した振動子を構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８４７２号公報（第３−５頁、第１図、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以前より、圧電素子を弾性体で挟み込み、ボルトで締め付けた所謂ランジュバン型の振動子は、振動波駆動装置に限らず広範な用途に用いられてきた。
【０００６】
その理由の１つは、振動子の中心部を締結することで、弾性部材の間に挟み込まれた各部材が均一に密着し、振動子の振動特性が安定するためである。圧電素子で発生した微小変位を弾性部材に効率良く伝達するためには、各部材の密着度を高める必要がある。
【０００７】
そのため、弾性部材の締結部には大きな張力が必要とされ、この張力に耐えられる締結部材として強度の高いボルトが用いられていた。
【０００８】
しかしながら、振動子を小型化すればボルトも小型化せざるを得ない。ボルトのねじれ破壊トルクはその直径の３乗に比例するので、振動子を小型化するとボルトのねじれ強度が急激に低下し、弾性部材の締め付け時にボルトが破断するおそれがある。
【０００９】
また、ボルトの締結部でネジ山同士の微小な滑りが生じれば、圧電素子の振動変位を弾性部材に伝達する効率が低下し得る。さらにネジ山は螺旋形状なので、ボルトの軸心に対して完全な対称ではなく、振動子の振動変位も対称性に欠けることが予想される。
【００１０】
振動変位が対称でないならば、この振動子を用いた振動波駆動装置では、振動子と移動子の摩擦面において不均一な加圧が生じ、摩擦面の偏磨耗や駆動効率の低下が生じることが考えられる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明は、複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子において、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記複数の弾性部材を電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合したことを特徴とするものである。
【００１２】
同様に上記課題を解決するため、本願発明は、複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子において、前記複数の弾性部材とは別部材である締結部材を有し、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記複数の弾性部材と前記締結部材とを電気抵抗溶接して熱収縮させ、前記締結部材を介して前記複数の弾性部材を接合したことを特徴とするものである。
【００１３】
同様に上記課題を解決するため、本願発明は、複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子において、前記複数の弾性部材とは別部材である締結部材を有し、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記締結部材と少なくとも一つの弾性部材とを電気抵抗溶接して熱収縮させ、前記締結部材を介して前記複数の弾性部材を接合したことを特徴とするものである。
【００１４】
同様に上記課題を解決するため、本願発明は、上記振動子を用いた振動波駆動装置、および、該振動波駆動装置を有する機器とするものである。
【００１５】
同様に上記課題を解決するため、本願発明は、複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子の製造方法において、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記複数の弾性部材を電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合したことを特徴とするものである。
【００１６】
同様に上記課題を解決するため、本願発明は、複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子の製造方法において、前記複数の弾性部材が接合する締結部を前記振動子の軸方向に加圧した後、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記締結部を電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合することを特徴とするものである。
同様に上記課題を解決するため、本願発明は、複数の弾性部材の間に電気−機械エネルギー変換素子を固定してなる振動子の製造方法において、前記複数の弾性部材とは別部材である締結部材を有し、前記締結部材を一方の弾性部材がある方向に加圧した後、前記複数の弾性部材と前記電気−機械エネルギー変換素子とに密着力を付加するように前記一方の弾性部材と前記締結部材とを電気抵抗溶接して熱収縮させ、接合することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１から図３に第１の実施の形態における振動波駆動装置の振動子を示す。
【００１８】
第１の実施の形態では、２つの弾性部材１、２の互いに対向する面にそれぞれ突起（あるいは凸部）１ａ、２ａを設け、弾性部材に電流を流して突起の先端を局部的に溶融し、２つの弾性部材を電気抵抗溶接（スポット溶接）により溶接し接合させた。
【００１９】
図１は電気抵抗溶接する前の振動子の断面および溶接用電極３１、３２を示す図である。
【００２０】
２つの弾性部材１、２は快削性のオーステナイト系ステンレス  ＪＩＳ規格  ＳＵＳ３０３を切削加工したものであって、その中心部には出力軸が配置される貫通孔を有している。
【００２１】
弾性部材の材料はオーステナイト系ステンレスに限らず、マルテンサイト系ステンレスやフェライト系ステンレスの他、黄銅などの銅合金やアルミニウム合金でも使用可能である。但し、締結部の変形強さを考慮すると、一般には、非鉄金属に比べて変形抵抗が大きいため鉄系材料のほうが好ましい。
【００２２】
また、鉄系材料の中でも後述するようにオーステナイト系ステンレスが電気抵抗溶接にとっては好ましい。比較的電気抵抗が大きく、熱伝導が小さいので溶融部（ナゲット）が局所的になって、必要な部分のみが確実に接合するからである。
【００２３】
一方、ステンレスではなく快削鋼、炭素鋼あるいは合金鋼であってもクロメート処理、ニッケルメッキあるいはクロムメッキなどの表面処理を施せば実用に耐えられる防錆効果を得られる。これらを使用するときは、溶接部の表面処理を除去するか、表面処理のまま接合可能な溶接条件を選定するとよい。
【００２４】
また、本実施の形態では弾性部材は切削加工により作製したが、プレス加工で作製するなら、ＪＩＳ規格  ＳＵＳ３０４  で代表されるオーステナイト系ステンレスが適当である。延性が大きいので絞り加工なども施しやすい上、快削成分を含有しないので溶接状態も良好だからである。
【００２５】
摩擦材６、７はマルテンサイト系ステンレス板をプレス打抜きして、焼入れ硬化処理し、その後アンモニア分解ガスを用いるガス窒化処理によりさらに表面硬さを向上させたものである。
【００２６】
ステンレスに窒化処理や浸炭処理を施すと著しく表面が硬くなり、耐磨耗性が格段に向上するので、振動波駆動装置の摩擦材として最適である。
【００２７】
通常の軟鉄に窒化処理を施しても、その表面硬さは５００Ｈｖ（ビッカース硬度）程度であるが、ステンレスにはクロムが含有されているため、窒化クロムが形成され１０００Ｈｖ以上の硬さが容易に得られる。
【００２８】
摩擦材６、７は表面硬さを向上させたあと、その端面をラップ加工した。ラップ盤は銅製であり、その上にダイヤモンド砥粒などを吹き付けて行なった。
【００２９】
以上のような処理を施した摩擦材を電気抵抗溶接により弾性部材に予め接合させておいた。但し、摩擦材が薄い場合は、弾性部材に溶接した後、摩擦材が変形することもあるため、溶接後に摩擦材の摩擦面をラップ加工することが望ましい。
【００３０】
本実施の形態では上述したように弾性部材１、２と摩擦材６、７はステンレスを用いた。２つの弾性部材１、２が同種の材料なので融点が近く、互いに溶け込みやすいため、溶接に適している。
【００３１】
また、摩擦材６、７を接合した２つの弾性部材１、２の間に、円環状の圧電素子３、圧電素子に交番信号を給電するためのフレキシブルプリント基板（給電基板）４、および振動波駆動装置全体を支持するための支持板５を図１のように配置した。
【００３２】
図２は弾性部材１、２において、互いに溶接される部分を拡大した図である。図２（Ａ）は溶接前の拡大図であり、図２（Ｂ）は溶接後の拡大図である。
【００３３】
圧電素子は高い絶縁特性を有しており、またフレキシブルプリント基板の基板部分はポリイミドフィルムなどの高絶縁性材料を用いているので、弾性部材１、２に印加した溶接電流はこれらの部材にはほとんど流れず、弾性部材１、２の締結部１ａ、２ａに集中して流れる。
【００３４】
さらに、弾性部材１の締結部である突起１ａの先端はいわゆるプロジェクションと呼ばれる凸部１ａａが設けられており、相手の締結部に圧接することで凸部１ａａの一部がつぶれて電流が流れるための一定の面積が確保される。溶接時には凸部１ａａの電流密度が大きくなり発熱も大きくなり、この部分を効果的に溶融させることができる。
【００３５】
ところで、圧電素子は加熱すると分極解除が進み、一旦キュリー温度を超えると再び室温に戻したとしても圧電特性を失ってしまう。そのため、溶接時には圧電素子に熱がなるべく加わらないように注意する必要があるが、第１の実施の形態では発生する熱が局所的であるため、圧電素子の特性劣化は生じなかった。
【００３６】
この点でも、極めて短時間に材料の溶融凝固が完了する電気抵抗溶接法は圧電素子を用いた振動子の接合に適していると言える。
【００３７】
なお、本実施の形態では締結部１ａ、２ａは弾性部材の内周部に設けられ、出力軸が貫通する孔部の周囲を覆うように構成されている。そして、締結部１ａ、２ａは圧電素子と対向する面が出力軸に対して斜めになる円錐状に形成されている。
【００３８】
そのため、圧電素子３、支持板５およびフレキシブルプリント基板４は締結部１ａ、２ａの外周面に当接することでそれらの中心位置が容易に定まる。また圧電素子３の内径部は、締結部１ａ、２ａの直径が最大である根元の部分とのみ当接する。
【００３９】
つまり、圧電素子３の内径部と締結部１ａ、２ａの溶接部との間には空隙Ｓ２が存在することになり、圧電素子３が加熱されにくくなっている。もちろん締結部１ａ、２ａの形状は図２に示したものに限られるわけではない。
【００４０】
図１における上電極３１および下電極３２はクロム銅製電極であり、溶接機に接続されている。
【００４１】
各電極の間に弾性部材１、２を挟み、電極とワークとの接触面で電気抵抗が小さくなるように接触面を加圧し電流を流す。すると弾性部材１、２の突起１ａ、２ａが溶融し、図２（ｂ）に示すように溶接直前には存在した隙間Ｓ１がなくなり、弾性部材と圧電素子、フレキシブルプリント基板および支持板が密着して溶接が完了する。
【００４２】
なお図１において、上下の各電極３１、３２の側面が弾性部材の内径部に接触して、そこに電流が流れると、電極３１、３２が弾性部材１、２に溶着したり、あるいはチリ（溶融微小金属の飛び散り片）を発生したりして不都合なので、各電極３１、３２の側面には予め絶縁塗料を塗布しておくのが好ましい。もちろん、ポリイミドフィルムのような絶縁性の高い部材を電極にかぶせておいてもよい。
【００４３】
振動子を構成する複数の弾性部材を電気抵抗溶接により接合することの効果について、以下に説明する。
【００４４】
前述したように圧電素子などの密着性を高めるためには、ボルト接合した場合のように高い締結張力が必要である。
【００４５】
本実施の形態においては振動子の直径は１２ｍｍであって、よってそれを構成する弾性部材や圧電素子の直径も１２ｍｍとしたが、この弾性部材の間に挟む圧電素子等には全体で約３００ｋｇｆ程度の挟持力が加わっていないと、良好な振動子特性が得られないことが別の測定でわかった。
【００４６】
それよりも小さい挟持力では、振動の減衰しにくさを示すＱ値や振動子のアドミッタンスが小さく、振動子の特性が優れない。
【００４７】
本実施の形態の振動子では、溶接時に各電極が弾性部材を押す力はわずか３０ｋｇｆ程度に設定した。しかし、それにもかかわらず、溶接後の振動子特性は極めて優れたものとなった。つまり、各電極による加圧力より大きな力が締結部に発生したことになる。
【００４８】
これは、弾性部材に発生している締結張力の大部分は、締結部１ａ、２ａの熱収縮により生じたと考えられる。つまり締結部の全面が溶融することで弾性部材の間の距離が急激に減少し、密着後に再度凝固し、さらに冷却する過程で強い接合張力が発生したと考えられる。締結部１ａ、２ａの一部が金属の融点温度以上になって溶融し、その周辺は金属の融点から室温までの範囲で温度分布を持っているが、それらの領域が冷却する間に熱収縮し、最終的に圧電素子に密着力が残留したと考えられる。
【００４９】
このように、弾性部材の接合手段として電気抵抗溶接を用いると、結果として小さい圧着力で大きな締結力が得られるので、弾性部材を接合させるための装置が大型化、複雑化することを避けられる。
【００５０】
それ対し、本実施の形態をレーザ溶接で行なう場合を考えてみる。レーザ溶接やアーク溶接の場合、電気抵抗溶接とは異なり、瞬間的に全体を溶かして弾性部材間の距離を縮めることが出来ないため、予め弾性部材１、２と圧電素子などの各部材は互いに密着させておく必要がある。
【００５１】
これらの溶接方法では、レーザ照射により順に溶融部を形成していくことになる。締結部の突起１ａと突起２ａの間には隙間を設け、この隙間に側面からレーザ光を照射する。レーザ光により溶かされた金属が隙間を橋渡しする格好で、順に溶接していくことになる。
【００５２】
このとき、溶融部の残渣が隙間を通って圧電素子に付着して圧電素子の温度が上昇し、その特性劣化を招くこともある。これは、レーザ光の照射方向に酸化防止用としてアルゴンなどの不活性ガスを噴射するため、ガス噴射の勢いで、溶融金属が圧電素子の内周面に飛散するためである。また、順に溶接による凝固部が形成されるので、円環状の溶接部の周方向位置によって温度分布が異なり、熱収縮により発生する締結応力にムラが生じる。その結果、振動子の振動変位にもムラが生じる。
【００５３】
また、弾性部材１、２の溶接部は金属材料の経時変化に基づく特性劣化に注意する必要がある。特にオーステナイト系ステンレスや高力アルミニウム合金では応力腐食割れに注意しなければならない。この点においても、本実施の形態では、溶接部は内部の密閉した部分にあるため腐食しにくい環境にある点で優れている。
【００５４】
電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子は、駆動効率を高めるためにも、なるべくその面積を大きくすべきである。したがって、圧電素子はなるべく外径側に配置することが望ましい。電気−機械エネルギー変換素子を弾性部材の間に挟んで、素子の内側を貫通する締結部により固定して振動子を形成する場合は、振動子の内部で溶接することになり、電気抵抗溶接以外の溶接方法では困難である。
【００５５】
電気抵抗溶接以外の溶接方法として、例えばレーザ溶接法、電子ビーム溶接法、あるいはアーク溶接法などがある。締結部をレーザ溶接する場合は、前述したように、予め外部から軸方向に力を加えて弾性部材間の各部材を密着させた状態で、互いに隙間のある締結部にレーザ光を照射する必要がある。あるいは締結部を互いに嵌合させて、その角を溶接することになる。したがって弾性部材の貫通孔の内部から溶接を行なうことになり、特に振動子を小型化した場合には作業が困難になる。これは電気抵抗溶接を除いた他の溶接方法についても同様に言えることである。
【００５６】
また、締結部の側面から溶接を行なうのでは、深い溶接を行うことができず、大きな締結張力に耐えることはできない。その点、電気抵抗溶接法であれば、締結部１ａ、２ａを同時に全周にわたりある程度の幅をもって溶融することができる。しかも、他の溶接法に比較して極めて短時間で接合できるために熱拡散が少なく、圧電素子の特性を劣化させることもない。
【００５７】
図３は図１に示した振動子の分解斜視図である。振動子を支える支持板５にはその放射方向に４本の延出部が設けられていて、後述するケースに固定するため予め折り曲げられている。この延出部は振動子として組立てられた後に折り曲げてもよい。
【００５８】
本実施の形態では、圧電素子に交番信号である交流電圧を供給すると、振動子の摩擦面には複数の曲げ振動による定在波が発生し、これらが合成されて、弾性部材の中央の貫通孔を略中心として回転する進行波が発生する。本実施の形態の振動子の弾性部材の接合部は、螺旋形状のネジ山を有するボルトで接合したものと異なり、振動子の軸心に対して対称な形状となる。したがって、振動子は軸心に対する対称に優れており、摩擦面の振動変位もより均一にすることができる。
【００５９】
また、上述したようにボルトのねじりトルクに対する破断強度は、ボルトの直径の３乗に正比例しており、直径を小さくすると破断強度は急激に小さくなる。それに対し、２つの弾性部材間における各部材の密着性を維持するために必要な締結張力は、振動子または圧電素子の直径の２乗に正比例しているとみられる。つまり振動子を小さくしていくと、振動子に必要な締結張力に対してボルトのねじりに対する破断強度のほうが急激に小さくなってしまい、ボルトの強度不足という課題が生じてしまう。
【００６０】
ボルトを締め付ける時にボルトに加わる力は、締結部の軸方向の張力以外に、ねじれトルクによる力が加わって、それらの力の合力になる。そのため、締め付け時には加わる応力が最大になって、ボルトが破断してしまう恐れがある。そこで、ボルトの強度を向上させるために、焼入れ処理を施して硬くすることが考えられる。しかし、焼き入れ処理をしたものはその材料強度は向上するが、ネジの谷部における応力集中の影響が大きくなり、脆性破壊を起こしやすいので単に硬くすればよいというわけでない。
【００６１】
これらの理由によって、ボルトを使用しての弾性部材の締結を行なう振動子は小型化に限界があった。
【００６２】
これに対し、本実施の形態の形態にかかる振動子のように２つの弾性部材を電気抵抗溶接したものは、そもそもねじりによる締め付けを行なう必要がないため、ボルトのようにねじれ力が加わって破断するという恐れがない。したがって、ボルトを用いたものよりも小型の振動子を製作することができる。
【００６３】
また、上述した従来例のように、ボルトの両側から弾性部材で締め付ける振動子では、各部材の挟持面に予め加圧力を与えることが困難であり、弾性部材が回転しながらフレキシブルプリント基板などに接触してくるので、各部材が互いにずれてしまうことがある。
【００６４】
その点、上述したように電気抵抗溶接では軸方向に小さい加圧力を加えるだけで済むので、部品が回転方向の位置ずれを起こすことがなく、組立てが容易になる。
【００６５】
また、溶接ではなく接着によって２つの弾性部材を接合することも考えられるが、接着面を多く必要とするため製造工程が増えるうえに、接着剤自体が大きな振動減衰特性を有しているため、振動子の電気−機械エネルギー変換効率の面からもあまり好ましくない。
【００６６】
この点においても電気抵抗溶接であれば、２つの弾性部材が直接溶融して接合するため、振動減衰が大きくなることもなく、変換効率の高い振動子を構成できると言える。
【００６７】
図４は本実施の形態において組立てられた振動子を用いた振動波駆動装置の分解斜視図を示す。
【００６８】
中央に配置された振動子の両端部には、ロータ側摩擦材１３、１４とロータ本体１１、１２で構成された２つのロータをそれぞれコイルバネ１５、１６により圧接する構造になっている。
【００６９】
出力軸２１は振動子、ロータ及びコイルバネを貫通して、止めネジ１９、２０によって２つの回り止め１７、１８に固定される。
【００７０】
振動子の摩擦面には圧電素子に供給された電圧により、例えば２つの２次の曲げ振動である定在波が発生し、これらが合成されて１次の進行波が発生する。その結果、振動子の両端部は首ふり運動を起こして、ロータを回転させ、ロータと嵌合する出力軸を回転させる。
【００７１】
振動子の摩擦面に発生する変位は弾性部材に設けられたくびれ部によって拡大される。このくびれ部の大きさによって、回転速さの調節が可能である。
【００７２】
図５は本実施の形態の振動子を用いた振動波駆動装置をケース内に収める時の様子を示している。上ケース２４及び下ケース２５にはそれぞれその中心部に軸受け２２、２３が設けられており、出力軸を保持する。また、振動子の外周部に延出した支持板が、上下ケースの間に挟まれて固定されている。この支持板により、出力軸の回転に伴い振動子に発生する反力を支え、振動部や駆動部が直接ケースの内側に接触することを防いでいる。
【００７３】
本発明は上記の本実施の形態の形態によってのみ実現されるものではなく、様々な形態に適用することが可能である。
【００７４】
そこで、以下に他の各実施の形態を示し、以上述べた実施の形態と構成の異なる個所を中心に説明を行なう。
【００７５】
（第２の実施の形態）
図６は第２の実施の形態における振動子の断面図を示す。図７はその一部断面図である。
【００７６】
この振動子における弾性部材は外側弾性部材１−１、２−１と内側弾性部材１−２、２−２から構成されている。
【００７７】
外側弾性部材１−１、２−１はオーステナイト系ステンレス  ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の板材をプレス加工するものである。これら外側弾性部材にはくびれ部を構成するための外周側の段付き部と、締結部となる内周側の段付き部が設けられている。この段付き部は板の反対側の面を、ポンチで半抜き加工することで成形する。
【００７８】
オーステナイト系ステンレスはマルテンサイト系ステンレスやフェライト系ステンレスに比べて延性が大きいので、このような半抜き加工も可能である。優れたせん断面が必要なら、ファインブランキング用金型を用いても良く、ファインブランキング用のプレス機械を用いることが望ましい。
【００７９】
ところで、後述する窒化をすることで、耐食性が低下するのであるが、一定の耐食性を保持するためにも、ニッケルが含有されたオーステナイト系ステンレスは適切である。また、より高級なステンレスであるＪＩＳ規格ＳＵＳ３１６Ｌは、モリブデンが含有されているので、たとえ窒化により耐食性が低下するとはいっても、日常の環境では充分な耐食性を保持している。さらに、プレス加工性はオーステナイト系ステンレスと比べると若干劣るが、クロム含有量が１７％以上の一種の耐熱鋼を用いてもよい。
【００８０】
そもそも、窒化により耐食性が低下する原因は、ステンレス中のクロムと窒素が結合してクロム窒化物を生成することで、ステンレス中に固溶しているクロム量が低下するからである。固溶しているクロム量が結晶粒界などのように、部分的でも約１３％以下になると通常の大気中では不動態皮膜が形成しづらくなり、錆が発生しやすい。そのため、元々クロムが多く含有したステンレスを用いて窒化することも、耐食性の面では有効である。
【００８１】
プレス加工の後、外側弾性部材をイオン窒化（プラズマ窒化）処理により、主に拡散層からなる約５０μの厚さの窒化膜を形成する。
【００８２】
ステンレスのように表面に原子の拡散を抑える不動態皮膜があると、通常は窒化も起こりにくいのであるが、イオン窒化ではこの不動態皮膜をスパッタ作用で除去しながら窒化が進行するので、膜形成速度が大きいので望ましい。
【００８３】
また、窒素化合物の生成を制御できるとみられ、表面の肌荒れが少ない膜形成が可能である。窒素化合物が形成されるとは、一種の相変態が起こっているわけで、それにより例えば本来のステンレスなどに生じる相（あるいは結晶粒）とは異なった相（あるいは結晶粒）が、表面に新たに生成されるので、粗い表面になると思われる。母材の硬さすなわち変形抵抗が小さくても、この程度の膜厚があれば、膜自身で摩擦接触面に加わる応力に耐えることが出来て、膜が陥没することもない。
【００８４】
摩擦材として、クロムを含有した鉄系材料に窒化したものが適している。特にステンレスに窒化したものは最適であった。
【００８５】
その理由として、次に上げる４点が考えられる。
【００８６】
第一に、ビッカース硬さで１０００以上の硬い膜が形成されることがあげられる。これは、窒素と結合しやすいクロムが極めて硬いクロム窒化物を形成するからである。
【００８７】
その上、このクロム窒化物があるおかげで、金属の焼き付きを防止しているとみられる。いわゆる、とも材（とも金）と呼ばれるように、同種の材料同士を摩擦接触させると、一般的には焼き付き（互いの相対位置が固定される状態）を生じやすい。固体拡散が盛んに起こるからである。同じ材料ではなくても、一般には全率固溶体となる金属同士や互いに固溶範囲の広い金属同士を摩擦接触させた場合も、やはりとも材の時のように焼き付きを生じやすい。
【００８８】
焼き付きを生じるより一段階軽い状態がいわゆるシビア磨耗の状態と言われている。シビア磨耗の状態とは部分的に焼き付きを生じるのではあるが、焼き付き部をせん断するための力が摩擦力より小さく、固着状態には至らないで、互いの摩擦面の分離が維持される状態と考えられる。シビア磨耗の状態では激しい磨耗をおこすだけでなく、摩擦面も凹凸が大きくなって、安定した摩擦接触をしなくなる。
【００８９】
しかし、以上のことは一般的現象であって、表面に安定な酸化膜が存在していれば、金属同士の直接接触が避けられ、焼き付きを起こさずマイルド磨耗を維持できる。だから、実際ステンレス同士の摩擦接触であっても、極めて安定してかつ磨耗量も少ない状態がある。
【００９０】
さらに、クロム窒化物が一定量存在した場合は、窒化物自身が極めて硬いという理由からだけでなく、金属結合よりも安定した結合（例えばイオン結合や共有結合）をして母相とは別の相になっているので、焼き付きも生じにくいと考えられる。
【００９１】
第二に、クロムを含有した鉄系材料の窒化膜は耐熱性が高いことがあげられる。摩擦表面は数百度の高温になっていると考えられる。摩擦摺動した面には実際ブルーイングと呼ばれる、青い膜が見られるからである。この膜は鉄系材料が数百度に熱せられた時生じる酸化皮膜である。そのような高温においても摩擦面の硬さ低下がないか、あるいは少ないことが望ましい。高温でも高い変形抵抗を維持することで、摩擦摺動面の変形が抑えられる。
【００９２】
第三に、必要な耐食性が得られることがあげられる。振動波駆動装置の摩擦材料として使用する以上、錆の発生は好ましくないのだが、ステンレスであれば日常の耐食性は得られる。但し、１３％クロムのステンレスに窒化したものは、やや耐食性に不安がある。
【００９３】
その場合、窒化によって若干耐食性が低下するものの、前述したようにニッケルやモリブデンが含有するステンレス、クロム含有量で１７％以上のステンレス、鋭敏化を防止するために炭素含有量が特に少ないＪＩＳ規格のＬ記号がついたステンレス、アルミニウムを含有したステンレスあるいは耐熱鋼に属する材料などを用いることで、耐食性の低下を補える。
【００９４】
第四の理由は初期磨耗により摩擦面になじみを与えやすいことがあげられる。その原因は窒化膜の厚さ方向の組成分布、相分布によると考えられる。窒化膜は鉄中のクロムあるいは鉄と窒化物を形成した化合物部分と、鉄格子中に窒素が侵入しているだけの拡散部分から構成されているわけである。
【００９５】
化合物部分は、クロムと窒素の割合が異なる各種クロム窒化物と、鉄と窒素の割合が異なる各種窒化鉄から構成されていると考えられる。そして、表面ほど化合物が多くなっていて、内部にいくに従って拡散部分が増加している。その結果、表面ほど硬くなる。すなわち、一種の傾斜材料になっているのである。
【００９６】
ところで、振動波駆動装置の摩擦面は、初期の段階で摩擦面の中で部分的に負担が大きくなる個所がある。いわゆる、摩擦面同士がなじむまでは極めて面圧が高くなる個所がある。そのような個所は、シビア磨耗のきっかけとなり、その後は摩擦面全体でその状態になってしまうことがある。
【００９７】
その点、クロムを含有した鉄系材料の窒化膜は表面ほど化合物が多いので都合がよい。なぜなら、化合物が多いと化学的な磨耗が先行して、磨耗量自体は決して小さいわけではないが、滑らかな磨耗状態を維持しやすいからである。そして、磨耗が進むにつれ摩擦面の形状的なじみが起こる。拡散部分の鉄が酸化膜を形成して、かつなじみが生じているため、表面の微小部分において応力が大きい所もなくなっていくので、酸化皮膜を破壊することもなく、その後は磨耗量が低下すると考えられる。化合物が多く存在する層では、酸化膜を形成する硬い鉄より化学的磨耗が顕著であるが、焼き付きは発生しにくいと考えている。そのため、ステンレスのようにクロムが一定量含有している材料が適当である。
【００９８】
なお、一般には化合物層、拡散層と言うことがあるが、実際は化合物が多い層、鉄系材料の母格子が保たれた部分の多い層ということなので、ここでは前者の用語は避けた。
【００９９】
以上、説明したように、加工性も比較的良好で、日常の耐食性もあり、硬い窒化膜が形成されるステンレスは摩擦材として最適である。
【０１００】
ところで、締結部の先端は溶接するので、その溶接性を考慮して窒化膜が形成されないようにマスキングする。マスキングは底のある孔を設けた金属板に、締結部を入れることで行なう。もっとも、窒化膜が形成された部分でも条件さえ選べば、溶接は可能であった。
【０１０１】
一方、圧電素子３と直接接触する内側弾性部材１−２、２−２は、快削型オーステナイト系ステンレス  ＪＩＳ規格  ＳＵＳ３０３を用いて切削加工した。単純な円環形状であるが、両端面部分に一定の精度を要求されるからである。プレス打抜き加工で製作した場合は、両端面を後でラップ加工などする必要があるので総工数を考慮して切削加工とした。
【０１０２】
溶接するに当たっては、２つの外側弾性部材１−１、２−１の締結部先端同士がまず突き当たる。その時、図７に示すように振動子のくびれ部のさらに内周側に隙間Ｓ３が出来る。上下電極３１、３２は溶接機に取り付けられているので、予め互いにその位置関係は定められていることになる。その上で、振動子の構成部品は互いに嵌合しているので、各部品の同軸精度を高く保つことが可能である。
【０１０３】
溶接後、隙間Ｓ３は消滅する。この外側弾性部材１−１、２−１と内側弾性部材１−２、２−２が互いに突き当たった部分の接触状態は重要である。この部分は振動子の振動において応力が高いので、接触状態が不均一であると振動子の特性にバラツキを生じる。そのため、図７からわかるように外側弾性部材１−１、２−１の内側の段差部はその外周部が先に突き当たるように、逆テーパがつけられている。接触部を逆テーパ部の外周部のみに限定し、振動子の曲げ剛性のバラツキを抑えるためである。また、圧電素子の内周側に加わる圧力が、余り大きくならないようにする効果もある。
【０１０４】
（第３の実施の形態）
図８は第３の実施の形態を示す断面図である。
【０１０５】
この振動子は摩擦面が端面ではなく、両端部より圧電素子側に一段近い、すなわち弾性部材の中間位置の面にある。
【０１０６】
くびれ部は２つ設けられているが、これは摩擦面において必要な振動方向と必要な大きさの変位を得るためである。この２つのくびれ部の間に摩擦面が存在する。
【０１０７】
第１の実施の形態や第２の実施の形態では、振動子の摩擦面は両端部にあり、その振動方向は振動子の軸心に対して内側に約４５°向いた方向であった。その点、本実施の形態の振動子の摩擦面では外側に約４５°向いた方向になっている。
【０１０８】
弾性部材１、２はオーステナイト系ステンレスである  ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０３を切削加工してから、イオン（プラズマ）窒化処理をした。通常、摩擦面はラップ加工などの平滑化処理を行なうのであるが、本実施の形態では切削加工のみである。
【０１０９】
一般には摩擦材は弾性部材に接合したり、塗布したりするため、摩擦材単独では平面度や平滑性が不足するので、後加工としてラップ加工などを加える。しかし、本実施の形態では、弾性部材の中間位置に摩擦面があるので、ラップ加工などは難しい。
【０１１０】
その点、窒化処理では条件を適切にすれば、その処理面が粗くなること、あるいは平面度が悪化することを抑えられるので、切削面をそのまま摩擦面として使用出来る。特に、イオン窒化処理では処理表面においての化合物部分の生成を制御しやすいので望ましい。化合物に相変態した部分は、その表面粗さが大きくなる場合が多いからである。
【０１１１】
弾性部材の摩擦面分は、切削加工により得られた面精度は、窒化後もほぼそのまま保つことが可能である。摩擦面については、切削加工時に先端の半径が大きいバイトを選択したり、送り速度を小さくしたりして、適切な切削条件を選択して良好な面精度に仕上げておくことが望ましい。さらに進んで、当てバイトを使用するか、場合によっては表面を押しつぶすバーニッシュ（Ｂｕｒｎｉｓｈ）をしてもよい。
【０１１２】
（第４の実施の形態）
図９に第４の実施の形態における振動波駆動装置の振動子の断面図を示す。
【０１１３】
この振動子は出力軸が貫通する孔部が形成されていない。弾性部材２にはいわゆるくびれ部と言われる小径部はなく、弾性部材１のみにくびれを構成する小径部がある。
【０１１４】
弾性部材１の弾性部材２と対向する面の中央部に突起を有する締結部１ａが設けられ、弾性部材２には弾性部材１と対向する面に締結部１ａの嵌合する凹部が設けられている。締結部１ａが弾性部材２の凹部に嵌合することで弾性部材１、２の互いの中心位置が定まる。したがって軸心位置を決めるための冶具を用いなくても、弾性部材１、２の軸心を正確な位置に固定したまま溶接することができる。
【０１１５】
また、弾性部材１、２とを溶接する際に、押さえ板３０によって支持板５を介して圧電素子３とフレキシブルプリント基板４を押し付けると、振動子の各構成部材の位置が固定され溶接の際に位置ずれを起こすことがない。
【０１１６】
なお、締結部１ａが嵌合する側面には、電流が流れないことが望ましいので、この部分には絶縁塗料などを塗布しておくとよい。
【０１１７】
弾性部材１、２を挟んでいる電極３１、３２は、それぞれ弾性部材１、２の端部を単に圧接しているだけであるが、このような構成であっても溶接電流は弾性部材１の締結部１ａと、弾性部材２において締結部１ａに対向する部位に集中し、電気抵抗溶接を行なうことができる。
【０１１８】
（第５の実施の形態）
図１０に第５の実施の形態における振動波駆動装置の振動子の断面図を示す。
【０１１９】
図１から図９に示した振動子は電気抵抗溶接によって２つの弾性部材１と２とを直接接合させていたが、図１０に示した振動子は、弾性部材１、２とは別部材である締結部材８を介して弾性部材１と２を接合する。
【０１２０】
また本実施の形態では、断熱部材として樹脂製の中空部材２６が締結部材８と圧電素子３との間に配置されている。
【０１２１】
締結部材８はフランジ部を有し、このフランジ部が中空形状の弾性部材１の内径部に設けられた段差に当接した直後に、電気抵抗溶接が完了するように形成されている。
【０１２２】
圧電素子３、フレキシブル基板４および支持板５は、中空部材を介して締結部材によって各中心軸の位置決めがなされる。
【０１２３】
中空部材２６を設けた理由は、溶接時に発生する熱から圧電素子を保護することと同時に、溶接時に発生することもある溶融チリが各部品に付着することで短絡などのような不都合な現象を回避するためでもある。
【０１２４】
締結部材８に上電極３１を加圧接触させ、弾性部材２に下電極３２を加圧接触させて電流を流すと、締結部材８と弾性部材２との間で電気抵抗溶接が行われる。
【０１２５】
弾性部材１は溶接によって直接固定されてはいないが、締結部材８に設けられたフランジ部によって弾性部材２に向かって加圧されるようになり、弾性部材１と弾性部材２との間には十分な締結張力を作用させることができる。
【０１２６】
なお、電気抵抗溶接を行なう前に、予め加圧治具３４を用いて加圧することで弾性部材１、２間に挟まれた各部材の位置関係を固定することができ、溶接時に各部材が位置ずれを起こしてしまうことを防ぐことができる。
【０１２７】
また、この加圧力の大小で、溶接後に締結部材に残留する張力を調整することも出来る。
【０１２８】
（第６の実施の形態）
図１１に第６の実施の形態における振動波駆動装置の振動子の断面図を示す。
【０１２９】
この実施の形態では締結部材８はその両端面の中心部が突出しただけの簡単な形状をしており、プレス加工によって形成できる。
【０１３０】
弾性部材１は図示していないがその端面の中央部に凹部があり、外周部の突起が摩擦摺動面になる。弾性部材２の弾性部材１に対向する部位は平面で構成されており、極めて簡単な形状であるため、両弾性部材とも丸棒から切削加工によって容易に形成できる。
【０１３１】
締結部材８の２箇所の突出した部分を、それぞれ弾性部材１、２に当接させて同時に電気抵抗溶接を行なうことで振動子を作製する。
【０１３２】
なお、図１０と同様に弾性部材１、２間に挟まれる圧電素子３等の部材は締結部材８によって中心軸の位置決めがなされている。そして、電極３１は弾性部材１の凹部に嵌合し、電極３２の外周に軽嵌合したカラー３２−１の内周部に弾性部材２が嵌合する。これにより、振動子を構成する各部材の位置合わせが容易に行なえる。
【０１３３】
なお、下側の電極３２とカラー３２−１を別部材にした理由は、電極の端面は時々メンテナンスとして研磨する必要があるからである。
【０１３４】
そのためには、電極とカラーは分離できるようにしておかなければならない。もちろん、軽嵌合でなくても、別のネジによる固定や、電極の外周にオネジを、カラーの内周にメネジを設けた構造でもよい。
【０１３５】
（第７の実施の形態）
図１２に第７の実施の形態における振動波駆動装置の振動子の断面図を示す。
【０１３６】
本実施の形態では締結部材８にはその中心部に貫通孔が設けられており、この貫通孔に支持ピン２７を貫通させて、締結部材８を弾性部材１、２に電気抵抗溶接すると同時に、支持ピン２７を弾性部材２に電気抵抗溶接する。この支持ピン２７の先端部を固定することで振動子を支持する。
【０１３７】
中空形状の締結部材８の内径部には段差が設けられており、この段差に支持ピン２７のフランジ部が当接する。支持ピン２７は締結部材８の内径に当接したフランジ部によって締結部材８と弾性部材２との間に固定されるため、電気抵抗溶接時に位置ずれを起こすことはない。
【０１３８】
なお、締結部材８はプレス加工で製作されるが、その時のダレとカエリを利用して、溶接部突起を設けている。支持ピン２７は鍛造加工の一種である圧造（アップセット）で加工し、そのネジ部は転造加工されている。このネジ部を不図示の基盤等に固定することで振動波駆動装置全体を支持している。
【０１３９】
また、この実施の形態では溶接部に電流がスムーズに流れるようにするため、弾性部材１に圧接させる２つ割れの電極３１は、弾性部材１の側面に配置した。
【０１４０】
（第８の実施の形態）
図１３に第７の実施の形態における振動波駆動装置の振動子の断面図を示す。
【０１４１】
締結部材８はＪＩＳ規格  ＳＵＳ３０４製のステンレスパイプである。
【０１４２】
中空形状の弾性部材１、２の内径部には段差が設けられており、この段差に締結部材８を当接させている。また、締結部材の端部外側には軸受け９、１０が配置されており、これらも弾性部材１、２の内径部に設けられた段差によって位置決めがなされている。
【０１４３】
ステンレスパイプである締結部材８の両端部にそれぞれ２つの弾性部材を同時に電気抵抗溶接することによって振動子を形成する。
【０１４４】
（第９の実施の形態）
図１４に、上述したいずれかの振動子を用いた振動波駆動装置を、ロボットマニュピレーターの指部分の駆動源として搭載した例を示す。
【０１４５】
指の関節部を動かすのにワイヤーやリンク機構が考えられるが、各関節を同時に動かす場合に複雑な制御が必要になる。なぜなら、他の関節、例えば腕部の関節のみを動かそうとする時にも、先端の指部の関節用モータを駆動する必要が生じるからである。
【０１４６】
図１４の振動波駆動装置６１、６２は小型化しても発生トルクが十分に大きいので、ロボットマニュピレーターの指部分の内部に直接搭載することができる。各関節は関節軸４５、４６を中心軸として振動波駆動装置６１、６２によりウォームギヤ４１、４２とウォームホイール４３、４４を介して独立して駆動できるようになる。
【０１４７】
もちろん、各関節にそれぞれ振動波駆動装置を配置すれば、各関節を完全に独立させて駆動することができ、各々の関節は他の関節の動作に影響を受けることはないので制御が容易に行なえる。なお、指の長さ方向に振動波駆動装置の軸心を向けるようにすれば、小さな指の内部にも効率よく配置できるであろう。
【０１４８】
（第１０の実施の形態）
図１５および図１６は上述したいずれかの振動子を用いた振動波駆動装置を、自動車の後方視覚確認に用いる電動式サイドミラーに搭載したものである。
【０１４９】
振動波駆動装置は、同程度の大きさであれば従来の電磁モータの１０倍以上のトルクを発生できるため減速ギヤを簡素化できる。
【０１５０】
そのため、騒音を抑えることができ省スペース化も図れる。
【０１５１】
図１５および図１６に示した電動式サイドミラーは、通常の格納式ミラーの動作に加えて、上下方向にスライドできることが特徴である。
【０１５２】
図１５に通常の電動式サイドミラーとしての使用状態を示し、図１６に電動式サイドミラー本体を下方にスライドしたときの使用状態を示す。
【０１５３】
振動波駆動装置６３は通常のミラーの格納動作を行い、振動波駆動装置６４、減速用の平歯車５１およびリードスクリュー４７によってサイドミラーに固定されたスライドテーブル４８を上下に駆動させる。
【０１５４】
ここでは、スライド機構としてリードスクリューを用いたが、ラックアンドピニオン方式などでもよい。
【０１５５】
ここで、スライド機構の意味について説明しておく。最近の自動車は、フェンダーミラーに代わりドア側面あるいはその付近に設置されるいわゆる本実施の形態のサイドミラーが主流になってきた。
【０１５６】
しかし、車種によってはこのサイドミラーが大きいものが多く、後方確認性が良好な反面、斜め前方の視野をサイドミラー自身でさえぎってしまう場合がある。
【０１５７】
特に、運転席側に曲がるとき（日本車では右折時）には横断歩道上の歩行者がサイドミラーで隠れてしまって、危険な状態がある。
【０１５８】
そこで、本実施の形態ではサイドミラーを上下にスライド可能とした。
実際に自動車を運転して気が付くのであるが、サイドミラーの位置を下げた場合であっても、運転席の横のドアパネルは視線を遮ることもなく、ガラスを通じてミラーを見ることができ、後方確認は十分に行なえる。個人の身長や座高などに合わせて、斜め前方の視野の邪魔にならず、かつ後方視野も確保できる位置にミラーを上下に移動させればよいであろう。
【０１５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば振動子の複数の弾性体を締結する際に、締結ボルトを用いずに電気抵抗溶接による締結を行ったため、ボルトのネジ山の微小滑りがなくなり、かつ、振動子の軸に対する形状の対称性を向上させることができる。そのため、振動子の電気―機械エネルギー変換効率が向上するとともに、振動子の振動変位のバラツキが改善される。
【０１６０】
また、この振動子を用いた振動波駆動装置を構成した場合、振動子と移動体との接触がより均一になるので、摩擦摺動よる駆動損失が低減され効率が高くなるとともに、摩擦材の偏磨耗が抑えられるため寿命が長くなる。さらに、摩擦面での接触が均一になるので、異音の発生が抑えられる。
【０１６１】
一方、弾性部材を接合する際に、弾性部材の締結張力に比較して相当小さな力で弾性部材を加圧すれば足りるため、接合時の工程が単純化され、精度のより優れた振動子および振動波駆動装置を提供することができる。
【０１６２】
さらに、弾性部材を固定するためのボルトが不要となり、部品点数を削減した簡易な構成の振動子を構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における振動子の断面図
【図２】図１の振動子における溶接部の拡大断面図
【図３】第１の実施の形態における振動子の分解斜視図
【図４】第１の実施の形態の振動子を用いた振動波駆動装置の分解斜視図
【図５】第１の実施の形態の振動子を用いた振動波駆動装置と、これを支持するケースを示した斜視図
【図６】第２の実施の形態における振動子の断面図
【図７】第２の実施の形態における溶接部の拡大断面図
【図８】第３の実施の形態における振動子の断面図
【図９】第４の実施の形態における振動子の断面図
【図１０】第５の実施の形態における振動子の断面図
【図１１】第６の実施の形態における振動子の断面図
【図１２】第７の実施の形態における振動子の断面図
【図１３】第８の実施の形態における振動子の断面図
【図１４】図１、図６、および、図８から図１３に示す振動子のいずれかを用いた振動波駆動装置をロボットマニュピレーターの指部に搭載した様子を説明するための図
【図１５】図１、図６、および、図８から図１３に示す振動子のいずれかを用いた振動波駆動装置を自動車の電動式サイドミラーに搭載した様子を示す図
【図１６】図１５の電動式サイドミラーを下方にスライド移動させた状態を示す図
【符号の説明】
１、２  弾性部材
１ａ、２ａ  締結部
１ａａ  凸部
３  電気―機械エネルギー変換素子
４  フレキシブルプリント基板
５  支持板
６、７  摩擦部材
８  締結部材
９、１０  振動子内軸受け
１１、１２  ロータ本体
１３、１４  ロータ側摩擦材
１５、１６  加圧バネ
１７、１８  回り止め
１９、２０  止めネジ
２１  出力軸
２２、２３  ケース用軸受け
２４  上ケース
２５  下ケース
２６  中空樹脂
２７  支持ピン
３０  押さえ板
３１  上電極
３２  下電極
３４  加圧治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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