特許 7418099 振動波モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-11

(45)【発行日】2024-01-19

(54)【発明の名称】振動波モータ

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/16 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

H02N2/16

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019107371

(22)【出願日】2019-06-07

(65)【公開番号】P2020202642

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-04-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】末藤 啓

(72)【発明者】

【氏名】土屋 聡司

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】実開平０２－０４９３９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０９６７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９５４８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０６Ｂ １／００－ ３／０４

Ｈ０２Ｎ ２／００－ ２／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延在する軸体と、前記軸体の軸周りに回転可能に設けられた環状の振動体と、前記振動体に接触され、前記振動体に対して相対的に移動する環状の接触体と、前記接触体と一体的に移動し、前記接触体の側から順にゴムばね部と板ばね部とを有し、前記ゴムばね部を介して前記板ばね部が前記接触体を前記振動体の側に加圧する環状の加圧部材と、を備え、
前記板ばね部は、前記環状の加圧部材の周方向において隔てられて設けられる複数のスリットと、前記複数のスリットにより隔てられ前記ゴムばね部と前記接触体とを前記軸方向に加圧する複数の加圧部と、を有し、前記ゴムばね部は前記接触体に固定されていることを特徴とする振動波モータ。

【請求項2】

前記複数のスリットと前記複数の加圧部は、前記ゴムばね部が設けられる位置に対応して設けられる請求項１に記載の振動波モータ。

【請求項3】

前記複数のスリットは、前記周方向において前記環状の接触体に存在する高低差による前記周方向の加圧力分布を軽減するように、前記板ばね部の半径方向の途中から外周の端まで放射状に設けられる請求項１または２に記載の振動波モータ。

【請求項4】

前記ゴムばね部は、接着剤または粘着剤を介して前記環状の接触体に固定されている請求項１～３のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項5】

前記接触体と接する制振ゴムと、前記制振ゴムと接する錘部材と、を含む環状の振動減衰部材をさらに有する請求項１～３のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項6】

前記振動減衰部材は、前記接触体の不要な振動を制振するように前記制振ゴムと前記錘部材とを有する請求項５に記載の振動波モータ。

【請求項7】

前記ゴムばね部は、接着剤または粘着剤を含む接着層を介して前記錘部材に固定され、前記接着層および前記錘部材を介して前記環状の接触体に固定されている請求項５または６に記載の振動波モータ。

【請求項8】

前記ゴムばね部は、前記環状の接触体に対して前記周方向に滑らないように前記環状の接触体に固定される請求項１～７のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項9】

前記周方向における、前記スリットの開口幅は、前記軸方向における、前記ゴムばね部の厚みの２倍未満であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項10】

前記周方向における、前記ゴムばね部と前記接触体の間の固着力は、前記周方向における、前記加圧部材と前記ゴムばね部の間の摩擦力より大きいことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項11】

前記周方向における、前記ゴムばね部と前記接触体の間の固着力は、前記周方向における、前記振動体と前記接触体の間の摩擦力より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項12】

軸方向に延在する軸体と、前記軸体の軸周りに回転可能に設けられた環状の振動体と、前記振動体に接触され、前記振動体に対して相対的に移動する環状の接触体と、前記接触体と共に移動し、前記接触体の側から順にゴムばね部と板ばね部とを有し、前記ゴムばね部を介して前記板ばね部が前記接触体を前記振動体の側に加圧する環状の加圧部材と、を備え、
前記板ばね部は、前記環状の加圧部材の周方向において隔てられて設けられる複数のスリットと、前記複数のスリットにより隔てられ前記ゴムばね部と前記接触体とを前記軸方向に加圧する複数の加圧部と、を有し、前記スリットの前記周方向における開口幅は、前記軸方向における前記ゴムばね部の厚みの２倍未満であることを特徴とする振動波モータ。

【請求項13】

前記ゴムばね部の厚みは、前記加圧方向に見て前記スリットと重なる前記ゴムばね部の部分の厚みであることを特徴とする請求項１２に記載の振動波モータ。

【請求項14】

前記加圧部材は、前記軸体の前記軸方向における所定位置に固定されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の振動波モータ。

【請求項15】

少なくとも２本のアームと、
前記２本のアームを接続するアーム関節部と、を備えるロボットであって、
前記関節部は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の振動波モータを有し、前記振動波モータによって前記２本のアームが交差する角度を変えられることを特徴とするロボット。

【請求項16】

アームと、
前記アームの一端に設けられる把持部と、
前記アームと前記把持部とを接続するハンド関節部と、を備えるロボットであって、
前記関節部は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の振動波モータを有し、前記振動波モータによって前記把持部を、所定角度、回転させられることを特徴とするロボット。

【請求項17】

ベース部と、
前記ベース部に連結されたヘッド部と、
前記ヘッド部と連結されたＬアングル部、を備える旋回装置であって、
前記ヘッド部は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の振動波モータを有し、前記振動波モータによって前記ヘッド部及びアングル部を、前記ベース部に対して相対的に所定角度、回転させられることを特徴とする旋回装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動波モータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、振動波モータは、進行性振動波が形成される振動体と、振動体に加圧接触される被駆動体と、を有し、被駆動体を、進行性振動波が形成された振動体により摩擦駆動することにより駆動力を得る。振動波モータは、構造が簡素で薄型であるとともに、高精度で静粛な駆動が可能であるため、雲台などの旋回駆動装置や、ＦＡなどの生産装置、ＯＡ機器などにおける駆動モータとして適用されている（たとえば、特許文献１参照）。この種の振動波モータを図１１に示す。

【0003】

図１１（ａ）において、土台９０１に固定された振動体９０２は円環状をしており、弾性体９０２ｂの上部（被駆動体側）には複数の突起９０２ｆが全周にわたって設けられている。圧電セラミックス９０２ａは、弾性体９０２ｂの底面（被駆動体側の逆側の面）に接着剤にて接着される。そして、振動波モータの駆動時に、不図示の駆動回路により、圧電セラミックス９０２ａに、位相差を有する２つの交流電圧が印加されることにより、振動体９０２に、進行性振動波が発生する。

【0004】

被駆動体９０３は、弾性部材で形成された円環状のロータ９０３ａと、制振部材９０４から構成されている。

【0005】

ロータ９０３ａは、支持部９０３ｂ、及び振動体９０２の突起９０２ｆに加圧接触される摩擦面を有する接触部９０３ｃを備えている。支持部９０３ｂ及び接触部９０３ｃは、ばね性を有する程度の厚みで形成されており、振動体９０２に対して安定した接触が可能となっている。

【0006】

制振部材９０４は、制振ゴム９０４ａと円環状のばね受け部材９０４ｂから構成されている。これにより、ロータ９０３ａに発生する不要な振動を防止し、騒音の発生や効率の低下を抑えている。

【0007】

制振部材９０４の上面（被駆動体側）には、加圧ばねゴム９０７を介して、円板状の加圧ばね９０５が取付けられている。

【0008】

加圧ばね９０５の内周部は、出力軸９０８に焼嵌めされたディスク９０６に取り付けられており、被駆動体９０３の駆動力を出力軸９０８に伝達している。ディスク９０６は、被駆動体９０３（のロータ９０３ａ）を振動体９０２（の突起９０２ｆ）に適切な力で加圧接触させることができる程度に加圧ばね９０５が変位した出力軸９０８の軸方向の位置で、出力軸９０８に対して固定されている。

【0009】

図１１（ａ）の上面図である図１１（ｂ）に示すように、加圧ばね９０５は、外周部にスリット９０５ｂが複数設けられており、板ばね部９０５ａが夫々独立して変形できるように構成されている。そのため、加圧ばねの外周部において少ないムラで被駆動体９０３に加圧力を付与（加圧）することができるので、それにより、振動波モータの安定した駆動が可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２０１１－２５４５８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、上記図１１に示す従来例のような振動波モータにおいては、つぎのような課題を有している。

【0012】

すなわち、振動波モータを適用した雲台やＯＡ機器などの装置の組み立てや設置の際に、振動波モータ（出力軸９０８）と接続する駆動対象物の姿勢の調整や位置を変更することがある。そして、その際に、駆動対象物と接続する振動波モータに回転方向の外力が作用し、振動波モータが強制的に回転されることがある。

【0013】

具体的には、土台９０１が固定され、出力軸９０８に回転方向の外力が作用し、振動波モータ（の出力軸９０８、ディスク９０６、被駆動体９０３）が強制的に回転されていた。その場合に、（被駆動体９０３を構成する）制振部材９０４と加圧ばね９０５に介在する加圧ばねゴム９０７が回転方向に滑ることがある。また、加圧ばね９０５が加圧ばねゴム９０７上で滑ることもある。そして、加圧ばね９０５のスリット９０５ｂから、加圧ばねゴム９０７が（鉛直方向に）突出することがあった。

【0014】

これにより、突出した加圧ばねゴム９０７が振動波モータの上部の装置に干渉し、その装置の動作に不具合が生じる恐れがあった。また、加圧ばねゴム９０７が突出した状態のまま駆動を続けることにより、加圧ばねゴム９０７が破断し、振動波モータの回転伝達が不安定になったり、鳴き等の異音が発生したりする恐れがあった。

【0015】

この課題に対して、加圧ばね９０５からスリット９０５ｂを無くし、外周部にスリットを有しない円板状の板ばねや皿ばねで加圧ばねを構成する対応策が考えられる。しかし、加圧ばね９０５からスリット９０５ｂを無くすと、加圧ばね９０５が接触する加圧対象物（ばね受け部材）の面の平面度が悪く高低差がある場合に、特定の位置（高い位置）に付与される加圧力が相対的に高くなってしまう。これにより、加圧ばねゴムが突出する課題は解決することができる。しかし、加圧対象物（ばね受け部材）の外周部において少ないムラで被駆動体に加圧力を付与（加圧）することができなくなることにより、鳴き等の異音が発生する課題は依然として解決することができない。

【0016】

また、スリット９０５ｂが無いと、同一の板厚の場合、スリット９０５ｂがある場合に比べて、加圧ばね９０５の変位可能な量は小さい。そのため、振動体９０２やロータ９０３ａの摩耗などの経年変化によって、加圧ばね９０５の変位量が減少すると、振動波モータに付与される加圧力が小さくなり、安定した駆動を保つことができなくなる恐れがある。

【0017】

本発明は、上記課題に鑑み、振動波モータにおいて、スリットにより隔てられた複数の加圧部を有しつつ、当該スリットから介在部材が突出することを抑制可能な振動波モータを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の実施形態に係る振動波モータは、軸方向に延在する軸体と、前記軸体の軸周りに回転可能に設けられた環状の振動体と、前記振動体に接触され、前記振動体に対して相対的に移動する環状の接触体と、前記接触体と一体的に移動し、前記接触体の側から順にゴムばね部と板ばね部とを有し、前記ゴムばね部を介して前記板ばね部が前記接触体を前記振動体の側に加圧する環状の加圧部材と、を備え、
前記板ばね部は、前記環状の加圧部材の周方向において隔てられて設けられる複数のスリットと、前記複数のスリットにより隔てられ前記ゴムばね部と前記接触体とを前記軸方向に加圧する複数の加圧部と、を有し、前記ゴムばね部は前記接触体に固定されていることを特徴としている。
また、本発明の実施形態に係る振動波モータは、軸方向に延在する軸体と、前記軸体の軸周りに回転可能に設けられた環状の振動体と、前記振動体に接触され、前記振動体に対して相対的に移動する環状の接触体と、前記接触体と共に移動し、前記接触体の側から順にゴムばね部と板ばね部とを有し、前記ゴムばね部を介して前記板ばね部が前記接触体を前記振動体の側に加圧する環状の加圧部材と、を備え、
前記板ばね部は、前記環状の加圧部材の周方向において隔てられて設けられる複数のスリットと、前記複数のスリットにより隔てられ前記ゴムばね部と前記接触体とを前記軸方向に加圧する複数の加圧部と、を有し、前記スリットの前記周方向における開口幅は、前記軸方向における前記ゴムばね部の厚みの２倍未満であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、振動波モータにおいて、スリットにより隔てられた複数の加圧部を有しつつ、当該スリットから介在部材が突出することを抑制可能な振動波モータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施例１に係る振動波モータの構成を説明する斜視図。

【図2】図１図示の振動波モータの断面図。

【図3】図１図示の振動波モータの振動体において励起される振動モードを説明するための斜視図。

【図4】（ａ）は図１図示の振動波モータの上面図。（ｂ）はその振動波モータの側面拡大図（Ａ方向視図）。

【図5】本発明の実施例１の比較例に係る振動波モータの構成を説明する図であり、（ａ）は振動波モータの側面拡大図（Ａ方向視図）。（ｂ）は、その振動波モータに外力が作用した後の側面拡大図（Ａ方向視図）。

【図6】本発明の実施例２に係る振動波モータの構成を説明する図であり、（ａ）は振動波モータの上面図。（ｂ）はその振動波モータの側面拡大図（Ａ方向視図）。

【図7】本発明の実施例３に係る振動波モータの側面拡大図。

【図8】本発明の実施例４に係る振動波モータの側面拡大図。

【図9】本発明の各実施例に係る振動波モータを搭載したロボットの概略構成を示す斜視図。

【図10】本発明の各実施例に係る振動波モータを搭載した雲台の概略構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

【図11】従来例における振動波モータの構成を説明する図であり、（ａ）は断面図。（ｂ）は上面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【実施例1】

【0022】

実施例１として、本発明を適用した回転型の振動波モータの構成例について、図１、２、３を用いて説明する。

【0023】

本実施例の振動波モータは、図１に示すように、円筒状に形成されており、出力部８の出力取出部８ｉが不図示の駆動対象と連結し、駆動対象を回転運動させる。

【0024】

図２に、図１に示す振動波モータの断面図を示す。なお中心軸Ｌ１は振動波モータの回転中心軸である。図３は、図１における振動波モータの振動体において励起される振動モードを説明するための斜視図である。

【0025】

図２において、振動体２は、電気量を機械量に変換する電気－機械エネルギ変換素子である圧電素子２ａと、この圧電素子２ａと結合された弾性体２ｂとによって形成されている。そして、圧電素子２ａに駆動電圧（交流電圧）を印加し、公知の技術により、振動体２に進行性の振動波により楕円運動を生じさせ、これによって被駆動体３を振動体２と摩擦駆動により相対的に回転させる。本実施例では、図３に示すように、回転軸方向に屈曲する面外の振動で、回転方向に９次の成分を持つ面外９次振動で被駆動体３を駆動している。なお、図３は理解を容易にするために、変位量を強調して表示している。なお、ここでは、回転方向は、被駆動体が振動体に対して相対的に移動する相対移動方向とも言い換えられる。以下においては、「被駆動体が振動体に対して相対的に移動する相対移動方向」を、単に、「相対移動方向」ともいう。

【0026】

弾性体２ｂは、基部２ｃと、基部２ｃから延出し、弾性体２ｂをハウジング１に固定するためのフランジ部２ｅから構成されている。フランジ部２ｅは、固定ねじ１ｃによって円筒状に形成されたハウジング１のベース部材１ａに締結されている。基部２ｃの被駆動体３側の面が被駆動体３との摺動面２ｄとなっている。弾性体２ｂは、金属製の弾性部材であり、本実施例ではステンレス鋼で形成されている。さらに、耐久性を高めるための硬化処理として、被駆動体３との摺動面２ｄを窒化処理している。

【0027】

被駆動体３は、弾性部材で形成された円環状のロータ３ａと、ばね受け部材４から構成されている。

【0028】

ロータ３ａは、振動体２と摩擦接触する摺動面を有する接触部３ｂを備える。本実施例では、ロータ３ａは焼入処理したステンレス鋼で形成されている。接触部３ｂは、ばね性を有する厚みで形成されており、振動体２に対して安定した接触が可能となっている。

【0029】

ばね受け部材４は、振動減衰部材である制振ゴム４ａと錘部材４ｂからなる。

【0030】

制振ゴム４ａは円環状であり、振動減衰性能が高いブチルゴムやシリコーンゴム等で形成されている。錘部材４ｂは円環状の弾性部材であり、本実施例では真鍮で形成されている。制振ゴム４ａと錘部材４ｂにより、振動波モータの駆動中に発生するロータ３ａの不要な振動の発生を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。

【0031】

被駆動体３の上面には、加圧ばねゴム（介在部材）７、加圧ばね（加圧部材）５、及び加圧ディスク６が取付けられている。加圧ばねゴムの主成分はゴムである。

【0032】

加圧ばね５は、出力部８に止めねじ６ｂにより固定された円環状のディスク部材６ａにねじによって取付けられており、被駆動体３の駆動力を出力部８に伝達している。なお、加圧ばね５の固定方法はねじによる締結だけでなく、接着等により固着してもよい。ここで、「固着」とは、あるものが他のものにくっつくことをいう。また、回転伝達できる構成にしていれば、当接しているだけの構成でもよい。いずれの場合においても、ディスク部材６ａと加圧ばね５の当接部は回転軸方向において一体的に移動可能となっている。なお、加圧力は回転軸方向に作用している。つまり、ここでは、加圧部材が介在部材を加圧する加圧方向は、回転軸方向と同じである。なお、以下においては、「加圧部材が介在部材を加圧する加圧方向」を、単に、「加圧方向」ともいう。

【0033】

出力部８は、軸受取付部８ｃを有する出力軸８ａと、出力軸８ａと螺合する内周部を備える軸受与圧部材８ｂから構成されている。

【0034】

出力軸８ａは、中空状に形成されており、軸受取付部８ｃの外周部に嵌合した内輪を有する２つの転がり軸受９によって回転可能に支持されている。本実施例においては、転がり軸受９はアンギュラ玉軸受により構成されている。

【0035】

転がり軸受９の外輪は、ハウジング１のベース部材１ａ及びホルダ部材１ｂに嵌合しハウジング１に固定されている。なお２つの転がり軸受９の間にはスペーサー１ｄが設けられている。

【0036】

転がり軸受９の内輪は、軸受与圧部材８ｂを出力軸８ａに適切な締付トルクで螺合することで予圧がかけられている。これにより、転がり軸受９の径方向のがたが抑制され、出力軸８ａの径方向の振れを抑えることができる。

【0037】

図４（ａ）に、図２に示す振動波モータの上面図を示す。また、図４（ｂ）に、図４（ａ）の矢印Ａからみた振動波モータの側面拡大図（Ａ方向視図）を示す。

【0038】

図４（ａ）、（ｂ）において、加圧ばね５は弾性部材で形成されており、板ばね部５ａと、振動波モータの回転方向に複数設けられたスリット５ｂから構成されている。本実施例では、加圧ばね５はＳＵＳ３０１－ＣＳＰやＳＵＳ３０４－ＣＳＰなどのばね用ステンレス鋼帯で形成されており、調質により硬度を高めている。また、内外径の形状やスリット５ｂは、エッチング加工によって形成されている。加圧ばね５の板厚は、加圧力に対して耐力を超えない範囲で十分に変位を確保できる厚みで形成されている。

【0039】

加圧ばね５の内径側から外径端部にわたって設けられたスリット５ｂにより、加圧ばね５の回転方向に複数形成される板ばね部５ａは、夫々独立して変形可能となっている。そのため、スリット５ｂが無く回転方向に一体的に形成されている皿ばね等に比べ、加圧ばね５が接触する加圧対象物の面の平面度などの高低差の影響を緩和し、回転方向にムラなく均一に加圧力を付与することができる。また、板ばね部５ａが夫々独立に変形可能なため、スリット５ｂが無い同一の板厚の円板状の板ばねや皿ばね等に比べ大きな変位をとることができる。そのため、振動体２やロータ３ａの摩耗などの経年変化によって加圧ばね５の変形量が増減しても、振動波モータに付与される加圧力の変化を抑制することができ、安定した駆動を保つことができる。

【0040】

加圧ばねゴム７は、加圧方向において、加圧ばね５と被駆動体３の錘部材４ｂとの間に設けられており、加圧ばねゴム７の上面部７ａが加圧ばね５と当接している。なお、加圧ばねゴム７の上面部７ａは、加圧ばね５のスリット５ｂの領域は加圧ばね５と接触していない。つまり、振動波モータの回転方向において、加圧ばねゴム７の上面部７ａは、加圧ばね５と接触している領域と、接触していない領域を有している。

【0041】

加圧ばねゴム７はブチルゴムやクロロプレンゴム等で形成されており、加圧ばねゴム７の弾性変形により、錘部材４ｂの加圧ばねゴム７が設けられている上面部４ｃの平面度の影響を緩和している。そのため、加圧ばねゴム７と加圧ばね５からの加圧力が被駆動体３に回転方向においてムラなく均一に付与され、振動体２と被駆動体３の安定した接触が保たれている。

【0042】

加圧ばねゴム７の下面部７ｂには回転方向の全周にわたって接着剤が塗布されており、錘部材４ｂとの間に接着部７ｃが形成され、加圧ばねゴム７（介在部材）と錘部材４ｂ（被駆動体）は固着している。この接着部７ｃの回転方向（相対移動方向）の固着力（介在部材と被駆動体の間の固着力）は、加圧ばね５と、加圧ばね５と当接している加圧ばねゴム７の上面部７ａ間の回転方向の摩擦力（加圧部材と介在部材の間の摩擦力）よりも大きい。また、相対移動方向における、振動体２と被駆動体３の間の摩擦力よりも大きい。

【0043】

これにより、振動波モータを強制的に回転させる外力が被駆動体３に作用しても、振動体２に対して被駆動体３が相対的に回転する前に、加圧ばねゴム７が回転方向に滑りにくくなっている。また同様に、外力作用時に、加圧ばねゴム７に対して加圧ばね５が相対的に回転する前に、加圧ばねゴム７が被駆動体３に対して相対的に回転方向に滑りにくくなっている。よって、従来構造では課題となっていた、外力作用時に加圧ばねゴム７が加圧ばね５のスリット５ｂから突出することを防止することができ、振動波モータの安定した加圧の維持を実現することが可能となる。

【0044】

ここで比較例として、図５（ａ）に加圧ばねゴム７が錘部材４ｂと固着していない従来例の振動波モータの側面拡大図を示し、図５（ｂ）に図５（ａ）の振動波モータに外力が作用した後の側面拡大図を示す。

【0045】

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、加圧ばねゴム７の下面部７ｂに接着部７ｃを設けない場合、加圧ばね５の加圧力によって加圧ばねゴム７の下面部７ｂと錘部材４ｂが密着されている。そのため、加圧力による摩擦力で被駆動体３と加圧ばねゴム７と加圧ばね５が一体的に回転可能となっている。

【0046】

このとき、加圧ばね５の板ばね部５ａが当接している領域における加圧ばねゴム７と錘部材４ｂ間の摩擦力は高く、反対に板ばね部５ａが当接していないスリット５ｂの下部の領域における加圧ばねゴム７と錘部材４ｂ間の摩擦力は低くなっている。

【0047】

この場合、振動波モータに回転方向の外力が作用すると、加圧ばねゴム７に対して回転方向のモーメントが作用し、回転方向に応じて加圧力が高い領域と低い領域が発生する。これにより、加圧ばねゴムが回転方向に伸び、摩擦力が低くなっているスリット５ｂ付近の領域の加圧ばねゴム７が錘部材４ｂに対して滑ったり、離れたりする場合がある。これにより、図５（ｂ）に示すように、加圧ばね５のスリット５ｂから加圧ばねゴム７が加圧方向に突出し、突出部７ｄが形成される。そのため、加圧ばねゴム７に引張りの力が作用し、その状態で振動波モータを駆動し続けると加圧ばねゴム７が破断し、回転伝達が不安定になったり、鳴きのような異音が発生したりする恐れがあった。

【0048】

本実施例では、加圧ばねゴム７と錘部材４ｂは接着部７ｃによって全周にわたって固着しているため、回転方向のモーメントが作用しても伸びにくくなっている。また、板ばね部５ａが当接していない領域でも加圧ばねゴム７が錘部材４ｂに対して滑ったり、離れたりしにくくなっている。

【0049】

これらにより、振動波モータを適用した装置の組立時に振動波モータに回転方向の外力が強制的に作用しても、加圧ばね５のスリット５ｂから加圧ばねゴム７が加圧方向に突出するのを防止し、振動波モータの安定した加圧を維持することができる。

【0050】

なお、本実施例において振動体３の駆動振動を面外９次としていたが、これに限定されるものではなく、次数や屈曲方向は適宜選択できるものである。

【0051】

また、加圧ばねゴム７の接着部７ｃは接着剤による接着に限定されるものではなく、加圧ばねゴム７に設けられた両面テープによる粘着剤など、加圧ばねゴム７と錘部材４ｂが回転方向において全周にわたって固着されていればよい。

【実施例2】

【0052】

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、図６を用いて説明する。本実施例は、実施例１に対して、加圧ばね、加圧ばねゴムを図６に示す構造とした点において相違する。本実施例のその他の要素は、上述した実施例１の対応するものと同一なので、図番の末尾をそろえることにより説明を省略する。

【0053】

図６（ａ）に、本実施例の振動波モータの上面図を示す。また、図６（ｂ）に、図６（ａ）の矢印Ａからみた振動波モータの側面拡大図（Ａ方向視図）を示す。

【0054】

図６（ａ）、（ｂ）において、加圧ばね１５は弾性部材で形成されており、板ばね部１５ａと、振動波モータの回転方向に複数設けられたスリット１５ｂから構成されている。

【0055】

加圧ばねゴム１７は、加圧方向において、加圧ばね１５と被駆動体１３の錘部材１４ｂとの間に設けられており、加圧ばねゴム１７の上面部１７ａが加圧ばね１５と当接している。加圧ばねゴム１７の下面部１７ｂは、接着剤等を介さずに錘部材１４ｂと密着している。そのため、加圧力による摩擦力で被駆動体１３と加圧ばねゴム１７と加圧ばね１５が一体的に回転可能となっている。

【0056】

加圧ばね１５のスリット１５ｂの回転方向の幅（間隔）Ｗは、加圧ばねゴム１７の加圧方向の厚みｔの２倍の厚みよりも小さくなるように（２倍未満に）形成されている。これは、図５（ｂ）に示したように、加圧ばねゴムが飛び出して折り返すためには、少なくとも加圧ばねゴムの厚みｔの２倍の幅が必要であり、加圧ばね１５のスリット１５ｂの幅Ｗを厚みｔの２倍よりも小さくすれば、加圧ばねゴムは突出できなくなるためである。なお、加圧ばねゴムの厚みｔは、加圧付与する前のゴムの厚みである。また、加圧ばねゴムの厚みｔは、加圧方向においてスリットと重なる部分の厚みでもある。

【0057】

これにより、振動波モータを強制的に回転させる外力が被駆動体１３に作用し、加圧ばねゴム１７が回転方向に滑ったとしても、スリット１５ｂの幅が狭いため、加圧ばねゴム１７がスリット１５ｂから突出することを防止できる。よって、振動波モータの安定した加圧の維持を実現することが可能となる。

【0058】

本実施例においても、加圧ばね１５に設けられたスリット１５ｂにより、加圧ばね１５の回転方向に複数形成される板ばね部１５ａは、夫々独立して変形可能となっている。また、スリット１５ｂの幅Ｗが小さくても、外径側端部にわたってスリット１５ｂが設けられているため、加圧ばねの変形量は十分大きくなっている。そのため、加圧ばね１５が接触する加圧対象物の面の平面度などの高低差の影響を緩和し、回転方向にムラなく均一に加圧力を付与することができるとともに、経年変化による加圧力の変化も抑制でき、安定した駆動を保つことが可能となる。

【実施例3】

【0059】

実施例３として、上記各実施例とは異なる形態の振動波モータの構成例について、図７を用いて説明する。本実施例は、実施例１に対して、被駆動体、加圧ばね、加圧ばねゴムを図７に示す構造とした点において相違する。本実施例のその他の要素は、上述した実施例１の対応するものと同一なので、図番の末尾をそろえることにより説明を省略する。

【0060】

図７（ａ）に、本実施例の振動波モータの一部を拡大した部分断面図（Ｂ－Ｂ断面図）を示す。また、図７（ｂ）に、図７（ａ）の矢印Ａからみた振動波モータの側面拡大図（Ａ方向視図）を示す。

【0061】

図７（ａ）、（ｂ）において、被駆動体２３は、弾性部材で形成された円環状のロータ２３ａのみで構成されており、ロータ２３ａの上面には、加圧ばねゴム２７、加圧ばね２５、が取付けられている。

【0062】

加圧ばね２５は弾性部材でプレス加工により形成されており、板ばね部２５ａと、振動波モータの回転方向に複数設けられたスリット２５ｂから構成されている。また、加圧部２５ａの加圧ばねゴム２７側（介在部材側）の角部（加圧ばね２５の角部）にはプレス加工によるダレによって逃げ部２５ｃが形成されている。

【0063】

加圧ばねゴム２７は、振動減衰性能が高いブチルゴムやシリコーンゴム等で形成されており、振動波モータの駆動中に発生するロータ２３ａの不要な振動の発生を抑え、振動波モータの騒音や出力の低下を防止している。

【0064】

加圧ばねゴム２７の上面部２７ａは加圧ばね２５と当接している。また、加圧ばねゴム２７の下面部２７ｂには回転方向の全周にわたって接着剤が塗布されており、被駆動体２３のロータ２３ａの上面部２３ｄとの間に接着部２７ｃが形成され、加圧ばねゴム２７とロータ２３ａは固着している。この接着部２７ｃの回転方向（相対移動方向）の固着力は、実施例１と同様に、加圧ばね２５と、加圧ばね２５と当接している加圧ばねゴム２７の上面部２７ａ間の回転方向の摩擦力よりも大きくなっている。また、振動体２２と被駆動体２３の間の摩擦力よりも大きくなっている。

【0065】

これにより、振動波モータを強制的に回転させる外力が被駆動体２３に作用しても、加圧ばねゴム２７が回転方向に滑りにくくなり、加圧ばねゴム２７が加圧ばね２５のスリット２５ｂから突出することを防止できている。

【0066】

また、強制的な外力が作用した際に、加圧ばねゴム２７が回転方向に滑ることを防止しているが、加圧ばねゴム２７に対して加圧ばね２５が相対的に回転する（加圧ばね９０５が加圧ばねゴム９０７上で滑る）ことは発生しうる。本実施例では、加圧ばね２５に逃げ部２５ｃが設けられている（角部が欠損している）。そして、それにより、加圧ばね２５の角部により加圧ばねゴム２７が損傷したり、角部が引っ掛かることによって、加圧ばねゴム２７の一部がスリットから突出したりすることを抑制できる。よって、振動波モータの安定した加圧の維持を実現することが可能となる。

【0067】

なお、本実施例において加圧ばね２５の逃げ部２５ｃをプレス加工のダレによるＲ形状で形成したが、これに限定されるものではない。例えば、角部を面取りすることによって形成したり、エッチング加工によってサイドエッチングを発生させ、円弧上に除去された逃げ部を形成したりしてもよい。

【実施例4】

【0068】

実施例４として、上記各実施例とは異なる形態の振動波モータの構成例について、図８を用いて説明する。本実施例は、実施例１に対して、加圧ばね、加圧ばねゴムを図８に示す構造とした点において相違する。本実施例のその他の要素は、上述した実施例１の対応するものと同一なので、図番の末尾をそろえることにより説明を省略する。

【0069】

図８に、本実施例の振動波モータを側面からみた振動波モータの側面拡大図を示す。

【0070】

図８において、加圧ばね３５は弾性部材で形成されており、板ばね部３５ａと、振動波モータの回転方向に複数設けられたスリット３５ｂから構成されている。

【0071】

加圧ばねゴム３７は、加圧方向において、加圧ばね３５と被駆動体３３の錘部材３４ｂとの間に設けられており、加圧ばねゴム３７の上面部３７ａが加圧ばね３５と当接している。

【0072】

加圧ばねゴム３７の下面部３７ｂには接着部３７ｃが形成され、加圧ばねゴム３７と錘部材３４ｂの上面部３４ｃは固着している。これにより、実施例１と同様に、振動波モータを強制的に回転させる外力が被駆動体３３に作用しても、加圧ばねゴム３７が回転方向に滑りにくくなり、加圧ばねゴム３７が加圧ばね３５のスリット３５ｂから突出することを防止できている。

【0073】

また、加圧ばね３５のスリット３５ｂの回転方向の幅Ｗは、加圧ばねゴム３７の加圧方向の厚みｔの２倍の厚みよりも小さくなるように形成されている。これにより、振動波モータが高温環境下に長期間さらされ、接着部３７ｃの固着力が低下し、強制的な外力により加圧ばねゴム３７が回転方向に滑ったとしても、スリット３５ｂの幅が狭いため、加圧ばねゴム３７がスリット３５ｂから突出することを防止できる。よって、振動波モータの安定した加圧の維持を実現することが可能となる。

【実施例5】

【0074】

第５実施例では、上述した各実施例に係る振動波モータを備える装置（機械）の一例としての産業用ロボットの構成について説明する。

【0075】

図９は、振動波モータを搭載したロボット１００の概略構造を示す斜視図であり、ここでは、産業用ロボットの一種である水平多関節ロボットを例示している。振動波モータは、ロボット１００において、アーム関節部１１１やハンド部１１２に内蔵される。アーム関節部１１１は、２本のアーム１２０を接続し、２本のアーム１２０が交差する角度を変えることができるように、少なくとも２本のアームを接続する。ハンド部１１２は、アーム１２０と、アーム１２０の一端に取り付けられる把持部１２１と、アーム１２０と把持部１２１とを接続するハンド関節部１２２とを有する。振動波モータは、アーム１２０同士の角度を変化させるアーム関節部１１１や、把持部１２１を、所定角度、回転させるハンド関節部１２２に用いられる。

【実施例6】

【0076】

第６の実施例では、上述の実施例の振動波モータを少なくとも２つ以上備える装置の一例として、雲台装置（旋回装置）の構成について説明する。

【0077】

図１０（ａ）は、雲台２００の外観正面図、図１０（ｂ）は雲台２００の内部を示す側面図である。

【0078】

雲台２００は、ヘッド部２１０と、ベース部２２０と、ヘッド部２１０と連結されたＬアングル部２３０と、撮像装置２４０と、を有する。

【0079】

ヘッド部２１０の内部に上述の実施例の振動波モータが２つ配置されている。

【0080】

パン用の振動波モータ２８０は、出力部がベース部２２０と連結され、振動波モータ２８０の回転駆動により、ヘッド部２１０をベース部２２０に対して相対的にパン動作（回転）させる。チルト用の振動波モータ２７０は、出力部がＬアングル部２３０と連結され、振動波モータ２７０の回転駆動により、Ｌアングル部２３０をベース部２２０に対して相対的にチルト動作（回転）させる。

【0081】

Ｌアングル部２３０に取り付けられた撮像装置２４０は、動画や静止画撮影用のカメラであり、撮影を行いながら２つの振動波モータの駆動によりパン及びチルト動作が可能となっている。また、振動波モータは無通電時にも摩擦力により姿勢を維持することができるため、雲台の姿勢を決めた後には無通電にし、消費電力を抑制した状態で撮影を続けることが可能となる。なお、本実施例の雲台装置２００は、Ｌアングル部２３０に撮像装置２４０を搭載していたが、搭載物はこの構成に限定するものではなく、適宜変更できる。

【0082】

以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施例は本発明の一実施例を示すものにすぎず、各実施例を適宜組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0083】

２ 振動体
３ 被駆動体
５，１５，２５，３５ 加圧ばね（加圧部材）
５ａ，１５ａ，２５ａ，３５ａ 加圧部
５ｂ，１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ スリット
７，１７，２７，３７ 加圧ばねゴム（介在部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】