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JP2009050041A - Friction drive actuator, and hard disc device using it - Google Patents

Friction drive actuator, and hard disc device using it Download PDF

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JP2009050041A
JP2009050041A JP2007210754A JP2007210754A JP2009050041A JP 2009050041 A JP2009050041 A JP 2009050041A JP 2007210754 A JP2007210754 A JP 2007210754A JP 2007210754 A JP2007210754 A JP 2007210754A JP 2009050041 A JP2009050041 A JP 2009050041A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
vibrating body
friction drive
drive actuator
bottomed cylindrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007210754A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeaki Tochimoto
茂昭 栃本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2007210754A priority Critical patent/JP2009050041A/en
Publication of JP2009050041A publication Critical patent/JP2009050041A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the responsiveness, in an ultrasonic motor which is used for the drive, etc. of the magnetic recording head of an HDD. <P>SOLUTION: In the ultrasonic motor 1, the vibration of a vibrator 2 is transmitted to a rotor 3 that contacts it by friction and the rotor 3 rotates by containing the vibrator 2 which performs in-plane vibration in the rotor 3, the rotor 3 is constituted in combination of first and second members 31 and 32 forming a pair with a top and a bottom which have rigidity and are made in the shape of bottomed cylinders, and the vibrator 2 is pinched and retained between these bottom plates 31a and 32a by the snapping force generated by a coil spring 4, and also conical tapered faces 31c and 32c are formed on the bottom plates 31a and 32a. Accordingly, it can improve the responsiveness by dispensing with the bearing of a rotor 3, and also can stabilize the driving performance by stabilizing more the frictional force between the vibrator (stator) 2 and the rotor 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハードディスク装置(以下HDD)の磁気記録ヘッド駆動用として好適に用いられ、超音波アクチュエータと称される摩擦駆動アクチュエータおよび前記ハードディスク装置に関する。   The present invention relates to a friction drive actuator called an ultrasonic actuator, which is suitably used for driving a magnetic recording head of a hard disk device (hereinafter referred to as HDD), and the hard disk device.

前記HDDの磁気記録ヘッド駆動用の超音波アクチュエータには、高精度な位置決め性や高速応答性が要求される。そこで、このような用途に適用できそうな典型的な従来技術が、特許文献1や特許文献2で示されている。図5は、特許文献1の従来技術による超音波アクチュエータの断面図である。この超音波アクチュエータは、一般的な進行波型回転アクチュエータの典型例であり、円板状の振動体101に貼付けられた圧電素子102で発生された円板の周方向に進行する超音波振動が、ライナー103を介して移動体104(ロータ)に伝搬されることで該移動体104が回転するようになっている。   The ultrasonic actuator for driving the magnetic recording head of the HDD is required to have high precision positioning and high speed response. Therefore, Patent Documents 1 and 2 show typical prior arts that can be applied to such applications. FIG. 5 is a cross-sectional view of an ultrasonic actuator according to the prior art of Patent Document 1. This ultrasonic actuator is a typical example of a general traveling wave type rotary actuator, and ultrasonic vibrations traveling in the circumferential direction of a disk generated by a piezoelectric element 102 attached to a disk-shaped vibrating body 101 are generated. The mobile body 104 is rotated by being propagated to the mobile body 104 (rotor) via the liner 103.

しかしながら、この従来技術では、移動体104は、ボールベアリングから成る軸受105で位置決めされる。したがって、ボールベアリングはボールと内輪および外輪との間にわずかではあるがガタを有するので、その分、ロータ(移動体104)の位置変動や不要な共振が生じ、高精度化、したがって前記HDDの場合には記録密度の向上に限界がある。また、それらのガタに、ボールベアリングの慣性質量、軸受の摩擦抵抗や軸受潤滑剤の粘性抵抗による軸受負荷が、応答性向上の制約になるという問題もある。詳しくは、HDDの磁気記録ヘッド駆動用の超音波アクチュエータとしての駆動応答性は、アーム部の共振周波数、軸受部の共振周波数、先端に取付けられるサスペンションの共振周波数などによって決定される。HDDのサイズの小型化に伴い、アーム部およびサスペンションの共振周波数は比較的高く設計できるようになっており、このため軸受け部における前記ガタ、慣性質量および軸受負荷が前記応答性の制約になっている。   However, in this prior art, the moving body 104 is positioned by a bearing 105 formed of a ball bearing. Accordingly, since the ball bearing has a slight backlash between the ball and the inner ring and the outer ring, the position change of the rotor (moving body 104) and unnecessary resonance occur, and the accuracy is increased. In some cases, there is a limit to improving the recording density. In addition, there is a problem that the bearing load due to the inertial mass of the ball bearing, the frictional resistance of the bearing, and the viscous resistance of the bearing lubricant becomes a restriction on the improvement of the response. Specifically, the drive response as an ultrasonic actuator for driving the magnetic recording head of the HDD is determined by the resonance frequency of the arm portion, the resonance frequency of the bearing portion, the resonance frequency of the suspension attached to the tip, and the like. As the HDD size is reduced, the resonance frequency of the arm portion and the suspension can be designed to be relatively high. For this reason, the backlash, inertial mass, and bearing load at the bearing portion are the constraints on the response. Yes.

同様に、図6で示す特許文献2の従来技術でも、ボールベアリングから成る軸受111,112を使用している。   Similarly, in the prior art of Patent Document 2 shown in FIG. 6, the bearings 111 and 112 made of ball bearings are used.

そこで、このような問題を解決できる他の従来技術として、特許文献3が挙げられる。その従来技術では、図7で示すように、面内振動する振動体(ステータ)131を、上下一対のリング状のロータ132,133で挟み込み、かつ接触面132a,133aをテーパ形状とすることで、上下の挟み込みによって振動体131に径方向の押圧を行っている。このような構成で、固定された振動体131にロータ132,133を押圧接触させるので、軸受ガタがなく、したがって回転中心にブレがなく、高い応答性も得ている。
特開平6−78570号公報 特開平7−178370号公報 特開平6−276763号公報
Therefore, Patent Document 3 is given as another conventional technique that can solve such a problem. In the prior art, as shown in FIG. 7, a vibrating body (stator) 131 that vibrates in a plane is sandwiched between a pair of upper and lower ring-shaped rotors 132 and 133, and the contact surfaces 132a and 133a are tapered. The vibrator 131 is pressed in the radial direction by sandwiching the top and bottom. With such a configuration, the rotors 132 and 133 are pressed and contacted with the fixed vibrating body 131, so that there is no bearing play, and therefore there is no blurring at the center of rotation, and high responsiveness is obtained.
JP-A-6-78570 JP 7-178370 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-276663

上述の特許文献3では、ロータに環状の上下2つのロータ132,133を使用しており、さらにそれらの結合にボルト134およびナット135を使用している。したがって、板状で剛性の低いロータ132,133の結合部分とそうでない部分とで、締付け(摩擦)力にはらつきが生じ、結果としてロータ132,133の駆動に、速度ムラ、トルクムラが発生する。   In the above-described Patent Document 3, two upper and lower rotors 132 and 133 are used as rotors, and bolts 134 and nuts 135 are used for coupling them. Accordingly, the tightening (friction) force varies between the plate-like, low-rigid rotors 132 and 133 where they are joined, and the parts that are not so. As a result, the driving of the rotors 132 and 133 has uneven speed and torque. .

この点、図8で示す別の実施例では、ロータ132,133の枠部分と振動体131を挟持する部分との間に薄肉の弾性ヒンジ部137を設けることで、ロータ132,133の弾性を利用して押圧する構成が示されている。しかしこの構成では、肉厚の僅かな違いでバネ定数が大きく変化し、駆動トルクに差が生じるという問題がある。   In this regard, in another embodiment shown in FIG. 8, by providing a thin elastic hinge portion 137 between the frame portion of the rotors 132 and 133 and the portion sandwiching the vibrating body 131, the elasticity of the rotors 132 and 133 is improved. The structure which utilizes and presses is shown. However, with this configuration, there is a problem that the spring constant changes greatly due to a slight difference in wall thickness, resulting in a difference in driving torque.

本発明の目的は、面内振動を行う振動体(ステータ)をロータに内包し、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが回転することで、ロータを軸受け不要に支持する摩擦駆動アクチュエータにおいて、前記振動体とロータとの間の摩擦力を安定させることができる摩擦駆動アクチュエータおよびそれを用いるハードディスク装置を提供することである。   An object of the present invention is to support a rotor without bearings by enclosing a vibrating body (stator) that performs in-plane vibration in a rotor, and transmitting the vibration of the vibrating body to a rotor in frictional contact and rotating the rotor. Another object of the present invention is to provide a friction drive actuator capable of stabilizing the friction force between the vibrating body and the rotor, and a hard disk device using the same.

本発明の摩擦駆動アクチュエータは、固定部材に固着され、面内振動を行う振動体と、前記振動体を内包するロータとを備えて構成され、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが回転する摩擦駆動アクチュエータにおいて、前記ロータは、剛性を有し、前記振動体を一方の側から覆う第1の部材および他方の側から覆う第2の部材と、前記第1および第2の部材を相互に近接変位させるように付勢する付勢部材とを備えて構成され、前記第1および第2の部材は有底円筒状に形成されて、第1の部材内に第2の部材が嵌め込まれることで、それらの底板間に前記振動体が挟圧保持され、前記第1および第2の部材の少なくとも一方において、前記底板の振動体対向面に、すり鉢状のテーパ面を有することを特徴とする。   The friction drive actuator of the present invention includes a vibrating body that is fixed to a fixed member and performs in-plane vibration, and a rotor that includes the vibrating body, and the vibration of the vibrating body is transmitted to the rotor that is in frictional contact. In the friction drive actuator in which the rotor rotates, the rotor has rigidity, a first member that covers the vibrating body from one side, a second member that covers the vibrating body from the other side, and the first and first members The first member and the second member are formed in a bottomed cylindrical shape, and a second member is formed in the first member. Is fitted between the bottom plates, and the mortar-shaped tapered surface is formed on the vibration plate-facing surface of the bottom plate in at least one of the first and second members. It is characterized by having

上記の構成によれば、HDDの磁気記録ヘッド駆動用として好適に用いられ、超音波アクチュエータと称される摩擦駆動アクチュエータにおいて、先ず該摩擦駆動アクチュエータを、面内振動を行い、ステータとなる振動体と、前記振動体を内包するロータとを備えて構成し、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが回転するようにする。   According to the above configuration, in a friction drive actuator called an ultrasonic actuator, which is preferably used for driving a magnetic recording head of an HDD, first, the friction drive actuator performs in-plane vibration, and a vibrating body serving as a stator And a rotor containing the vibrating body, and the vibration of the vibrating body is transmitted to the rotor in frictional contact so that the rotor rotates.

そして、板状の前記振動体がたとえば水平状態にあるとすると、前記ロータを上下一対の第1および第2の部材の組合わせで構成し、第1の部材は前記振動体を一方の表面側から覆い、第2の部材は他方の表面側から覆い、それらは付勢部材によって相互に近接変位されて、間に前記振動体を挟圧保持する。さらに、前記第1および第2の部材は有底円筒状(帽状)に形成されて、シリンダーとピストンとのように第1の部材内に第2の部材が嵌め込まれることで、それらの底板間に前記のように振動体が挟圧保持され、外側の第1の部材が出力伝達部材となり、HDD装置の場合にはヘッド・アームが取付けられることになる。   If the plate-like vibrating body is, for example, in a horizontal state, the rotor is configured by a combination of a pair of upper and lower first and second members, and the first member has the vibrating body on one surface side. The second member covers from the other surface side, and they are displaced close to each other by the urging member to hold the vibrating body between them. Further, the first and second members are formed in a bottomed cylindrical shape (cap shape), and the second member is fitted into the first member like a cylinder and a piston, so that their bottom plates As described above, the vibrating body is held between the two, and the first outer member serves as an output transmission member. In the case of an HDD device, a head arm is attached.

一方、前記第1および第2の部材の少なくとも一方において、前記底板の振動体対向面には、すり鉢状のテーパ面が形成される。すなわち、前記第1および第2の部材の少なくとも一方がドーム状に形成されて、前記振動体の先端(前記板状の端縁)部分に前記テーパ部が斜めに接触し、両者の接触部分の加圧(摩擦)力が前記付勢部材によって発生される。   On the other hand, in at least one of the first and second members, a mortar-shaped taper surface is formed on the vibrating body facing surface of the bottom plate. That is, at least one of the first and second members is formed in a dome shape, and the tapered portion is in contact with the tip (plate-like edge) portion of the vibrating body obliquely, A pressing (friction) force is generated by the biasing member.

したがって、面内振動を行う振動体を、少なくとも一方にテーパ部を有する上下一対の第1および第2の部材で挟み込むことで、ロータの回転軸方向および軸直角方向への位置決め(センタリング)が共に行われて、該ロータの軸受けを不要にした構成とするとともに、付勢部材で発生された力が、前記第1および第2の部材における有底円筒状(帽状)の剛性を有する円筒部分の回転軸方向への摺動によって、前記接触部分の周方向に対して均等に、かつ回転軸に対して対称な加圧(摩擦)力を与えるようになる。これによって、振動体やロータに寸法上の製造誤差があっても、その誤差量に対する加圧力の変動を小さく抑えることがでる。また、温度変化や摩耗などによって振動体やロータに寸法変化が生じても、加圧力の変動を小さく抑えることが可能となり、該加圧力が安定する。こうして、加圧力の寸法に対する誤差感度を低減でき、振動体(ステータ)とロータとの間の摩擦力をより安定させ、駆動性能を安定させることができる。   Accordingly, by sandwiching a vibrating body that performs in-plane vibration between a pair of upper and lower first and second members having a tapered portion at least one, positioning (centering) of the rotor in the rotation axis direction and the axis perpendicular direction is both performed. A cylindrical portion having a configuration in which the bearing of the rotor is unnecessary and the force generated by the biasing member has a bottomed cylindrical (cap-shaped) rigidity in the first and second members. By sliding in the direction of the rotation axis, a pressure (friction) force that is even with respect to the circumferential direction of the contact portion and symmetrical with respect to the rotation axis is applied. As a result, even if there is a manufacturing error in the dimensions of the vibrating body or the rotor, it is possible to suppress fluctuations in the applied pressure with respect to the error amount. Further, even if a dimensional change occurs in the vibrating body or the rotor due to a temperature change or wear, it is possible to suppress a change in the applied pressure, and the applied pressure is stabilized. Thus, the error sensitivity with respect to the dimension of the applied pressure can be reduced, the frictional force between the vibrating body (stator) and the rotor can be further stabilized, and the driving performance can be stabilized.

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータは、前記第2の部材における円筒部分の外周面において、中間部分は周方向に連なる溝が形成されていることを特徴とする。   The friction drive actuator according to the present invention is characterized in that, on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the second member, a groove that is continuous in the circumferential direction is formed in the intermediate portion.

上記の構成によれば、前記ピストンとなる前記第2の部材における円筒部分の外周面において、回転軸方向の中央部分が周方向に連なる溝が形成されて凹んでおり、両端だけが前記第1の部材の内周面上を摺動するスライダーとなる。   According to said structure, in the outer peripheral surface of the cylindrical part in the said 2nd member used as the said piston, the center part of a rotating shaft direction is dented by the groove | channel formed in the circumferential direction, and only both ends are said 1st. The slider slides on the inner peripheral surface of the member.

したがって、前記回転軸方向への摺動にガタを生じることなく、摺動抵抗を減少させて、前記摩擦力をより安定させることができる。前記溝内にグリスなどを保持させてもよい。   Therefore, the sliding resistance can be reduced and the frictional force can be made more stable without causing play in the sliding in the rotation axis direction. Grease or the like may be held in the groove.

さらにまた、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記有底円筒状の前記第1の部材の内周面に回転軸方向に延びる溝または突起の一方が形成され、前記第2の部材の外周面に前記溝または突起の他方が形成されることを特徴とする。   Furthermore, in the friction drive actuator of the present invention, one of a groove or a protrusion extending in the rotation axis direction is formed on an inner peripheral surface of the bottomed cylindrical first member, and an outer peripheral surface of the second member is formed. The other of the groove or the protrusion is formed.

上記の構成によれば、前記第1の部材と第2の部材とは、周方向にずれなく、一体で回転するようになる。   According to said structure, a said 1st member and a 2nd member come to rotate integrally, without shifting | deviating to the circumferential direction.

したがって、安定した回転を行うことができる。   Therefore, stable rotation can be performed.

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記振動体を、前記第1の部材は前記固定部材とは反対側から覆い、前記第2の部材は前記固定部材の側から覆い、前記有底円筒状の前記第1の部材の開放端には、半径方向内方側に延びる端板が嵌め込まれ、前記付勢部材は、前記固定部材の回りに巻回され、前記有底円筒状の前記第2の部材の底板と前記端板との間に介在される巻ばねから成ることを特徴とする。   In the friction drive actuator according to the aspect of the invention, the vibrating body may be configured such that the first member covers the opposite side of the fixed member, the second member covers the fixed member, and the bottomed cylindrical shape. An end plate extending radially inward is fitted into the open end of the first member of the first member, and the biasing member is wound around the fixing member to form the bottomed cylindrical second member. It comprises a coil spring interposed between the bottom plate of the member and the end plate.

上記の構成によれば、前記のように板状の振動体が水平状態にあるとすると、下方の固定部材上に振動体が固定され、それを第1の部材が上側から覆い、第2の部材が、前記固定部材が遊挿する開口を有して下側から覆うことになる。そして、前記付勢部材が前記固定部材の回りに巻回される巻ばねから成る場合、該巻ばねが前記有底円筒状の前記第2の部材の底板と固定部材との間に設けられるのではなく、前記有底円筒状の前記第1の部材の開放端に設けられ、半径方向内方側に延びて形成される端板との間に設けられる。   According to the above configuration, if the plate-like vibrating body is in a horizontal state as described above, the vibrating body is fixed on the lower fixing member, and the first member covers the upper side from the upper side, and the second member The member has an opening into which the fixing member is loosely inserted and covers from below. And when the said urging | biasing member consists of a winding spring wound around the said fixing member, this winding spring is provided between the bottom plate of the said bottomed cylindrical said 2nd member, and a fixing member. Instead, it is provided at the open end of the first member having the bottomed cylindrical shape, and is provided between the end plate formed to extend inward in the radial direction.

したがって、前記巻ばねも第1および第2の部材と一体で回転することになり、安定した付勢力を発揮させ、安定した回転を行うことができる。   Therefore, the winding spring also rotates integrally with the first and second members, and a stable urging force can be exhibited and stable rotation can be performed.

さらにまた、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記有底円筒状の前記第2の部材の底板と前記端板との少なくとも一方に、前記巻ばねの径方向へのずれを阻止する環状の凹溝または突起が形成されていることを特徴とする。   Furthermore, in the friction drive actuator of the present invention, an annular concave groove that prevents radial displacement of the winding spring is provided in at least one of the bottom plate and the end plate of the bottomed cylindrical second member. Alternatively, a protrusion is formed.

上記の構成によれば、前記巻ばねの径方向へのずれが無くなり、より安定した回転を行うことができる。   According to said structure, the shift | offset | difference to the radial direction of the said winding spring is lose | eliminated, and more stable rotation can be performed.

また、本発明のハードディスク装置は、以上のように、前記の摩擦駆動アクチュエータを用いる。   The hard disk device of the present invention uses the friction drive actuator as described above.

それゆえ、軸受けが不要で、振動体(ステータ)とロータとの間の摩擦力をより安定させることができるヘッドアクチュエータを有するハードディスク装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a hard disk device having a head actuator that does not require a bearing and can further stabilize the frictional force between the vibrating body (stator) and the rotor.

本発明の摩擦駆動アクチュエータは、以上のように、面内振動を行う振動体と、前記振動体を内包するロータとを備えて構成され、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが回転する摩擦駆動アクチュエータにおいて、前記ロータを、剛性を有し、有底円筒状の第1および第2の部材を嵌め併せで構成し、それらの底板間に前記振動体を挟圧保持し、少なくとも一方の底板の振動体対向面に、すり鉢状のテーパ面を形成する。   As described above, the friction drive actuator of the present invention includes a vibrating body that performs in-plane vibration and a rotor that includes the vibrating body, and the vibration of the vibrating body is transmitted to the rotor that is in frictional contact. In the friction drive actuator in which the rotor rotates, the rotor is configured by fitting the rigid first and second members having a bottomed cylindrical shape and holding the vibrating body between the bottom plates. Then, a mortar-shaped taper surface is formed on the vibration body facing surface of at least one bottom plate.

それゆえ、ロータの軸受けを不要にした構成とするとともに、有底円筒状の第1および第2の部材の筒状部分の剛性によって、振動体(ステータ)とロータとの間の摩擦力をより安定させ、駆動性能を安定させることができる。   Therefore, the bearing of the rotor is not required, and the frictional force between the vibrating body (stator) and the rotor is further increased by the rigidity of the cylindrical portions of the bottomed cylindrical first and second members. It is possible to stabilize the driving performance.

また、本発明のハードディスク装置は、以上のように、前記の摩擦駆動アクチュエータを用いる。   The hard disk device of the present invention uses the friction drive actuator as described above.

それゆえ、軸受けが不要で、振動体(ステータ)とロータとの間の摩擦力をより安定させることができるヘッドアクチュエータを有するハードディスク装置を実現することができる。   Therefore, it is possible to realize a hard disk device having a head actuator that does not require a bearing and can further stabilize the frictional force between the vibrating body (stator) and the rotor.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の一形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ1の構造を示す縦断面図である。この超音波モータ1は、大略的に、面内振動を行う振動体2と、前記振動体2を内包するロータ3と、付勢部材である巻ばね4と、前記振動体2を支持する固定部材15とを備えて構成される。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of an ultrasonic motor 1 that is a friction drive actuator according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic motor 1 generally includes a vibrating body 2 that performs in-plane vibration, a rotor 3 that includes the vibrating body 2, a winding spring 4 that is an urging member, and a fixed body that supports the vibrating body 2. And a member 15.

図2は、前記振動体2の一構成例である振動体21,22,23の平面図である。これらの振動体21,22,23は、単板の圧電素子の両面に電極24,25を貼付けて成る振動体本体21a,22a,23a、または両面に電極を貼付けた薄板状の圧電素子を複数積層した振動体本体の端縁部に、図1で示すように、ロータ3の回転軸方向の断面が円弧形状の接触部分を有するチップ部材21b,22b,23bが固着されて構成される。   FIG. 2 is a plan view of vibrating bodies 21, 22, and 23 that are one configuration example of the vibrating body 2. These vibrators 21, 22, and 23 are a plurality of vibrator main bodies 21a, 22a, and 23a each having electrodes 24 and 25 attached to both surfaces of a single-plate piezoelectric element, or a plurality of thin plate-like piezoelectric elements having electrodes attached to both surfaces. As shown in FIG. 1, chip members 21 b, 22 b, and 23 b each having a contact portion whose cross-section in the rotation axis direction of the rotor 3 has an arc shape are fixed to the edge of the laminated vibrator main body.

前記チップ部材21b,22b,23bには、耐磨耗性の材料、たとえばWC(タングステンカーバイト)系の超硬合金、アルミナ等の硬度の高いセラミックを用いることができ、あるいはステンレスなどの金属の表面を、焼き入れ、窒化処理、または硬質セラミックコーティングなどで硬化処理を行った部材が使用される。これらのチップ部材21b,22b,23bは、チップ部材21b,23bのように3ヶ所設けられれば幾何学的には安定にロータ3を支えることができる。また、チップ部材22bのように4ヶ所以上設けられることで、全体としての加圧力を保ったまま、1ヶ所当りで支える加圧力を小さくすることが可能になり、磨耗に対して有利になる。   The chip members 21b, 22b, and 23b can be made of wear-resistant material, for example, WC (tungsten carbide) -based cemented carbide, high-hardness ceramic such as alumina, or metal such as stainless steel. A member whose surface is hardened by quenching, nitriding, hard ceramic coating or the like is used. If these tip members 21b, 22b, and 23b are provided at three places like the tip members 21b and 23b, the rotor 3 can be supported geometrically and stably. Further, by providing four or more places like the tip member 22b, it is possible to reduce the pressurizing force supported at one place while maintaining the pressurizing force as a whole, which is advantageous for wear.

前記振動体21は、正三角形の頂点を削り落とした形状の振動体本体21aにおいて、その削り落とした頂点部分に前記チップ部材21bが固着されて成り、振動の節となる重心位置が、前記固定部材15に、ねじ止めまたは接着(図1の例では固定ねじ16を用いて)などで固定される。単板の圧電素子から成る振動体21の場合、その一方の表面には、図2(a)で示すように、前記重心から各頂点を結ぶ線に対して左右対称に前記電極24が形成されており、他方の表面には共通電極が形成されており、これらの電極に図示しないFPCを介して図示しない駆動信号生成部から所定の駆動信号が入力されると、該振動体21の各頂点(チップ部材21bの先端部分)には、圧電素子が伸縮および屈曲変位することで、ロータ3の軸直角断面において参照符号17で示すような、それぞれ同じ方向に回転する高周波の楕円振動が励起され、定在波モータとして機能する。この三角形振動体3による振動生成過程は、本件出願人による特願2007−184175号に詳しく説明されている。   The vibrating body 21 is formed by fixing the tip member 21b to the shaved vertex portion of the vibrating body main body 21a having a shape obtained by scraping the vertex of an equilateral triangle, and the position of the center of gravity serving as a vibration node is fixed. The member 15 is fixed by screwing or bonding (using the fixing screw 16 in the example of FIG. 1). In the case of the vibrating body 21 made of a single-plate piezoelectric element, the electrode 24 is formed on one surface of the vibrating body 21 symmetrically with respect to a line connecting each vertex from the center of gravity, as shown in FIG. A common electrode is formed on the other surface, and when a predetermined drive signal is input to these electrodes from a drive signal generator (not shown) via an FPC (not shown), each vertex of the vibrating body 21 As the piezoelectric element expands and contracts and bends (the tip portion of the chip member 21b), high-frequency elliptical vibrations rotating in the same direction as indicated by reference numeral 17 in the cross section perpendicular to the axis of the rotor 3 are excited. Functions as a standing wave motor. The vibration generation process by the triangular vibrator 3 is described in detail in Japanese Patent Application No. 2007-184175 by the applicant of the present application.

また、前記振動体22,23は、矩形の振動体本体22a,23aの隅角部または中央部に前記チップ部材22b,23bが固着されて成り、同様に振動の節となる重心位置が前記固定部材15に固定ねじ16で固定される。そして、単板の圧電素子から成る振動体22,23の場合、その一方の表面には、図2(b)および図2(c)で示すように、前記重心から各辺の中央部を結ぶ線に対して左右対称に前記電極25が形成されており、他方の表面には共通電極が形成されており、これらの電極に所定の駆動信号が入力されると、該振動体22,23の各頂点(チップ部材22b,23bの先端部分)には、圧電素子が前記伸縮および屈曲変位することで、ロータ3の軸直角断面において前記参照符号17で示すような、それぞれ同じ方向に回転する高周波の楕円振動が励起される。   The vibrators 22 and 23 are formed by fixing the tip members 22b and 23b to corners or central parts of rectangular vibrator bodies 22a and 23a, and similarly, the center of gravity position serving as a vibration node is fixed. The member 15 is fixed with a fixing screw 16. In the case of the vibrating bodies 22 and 23 made of a single-plate piezoelectric element, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the center portion of each side is connected to the one surface from the center of gravity. The electrode 25 is formed symmetrically with respect to the line, and a common electrode is formed on the other surface. When a predetermined drive signal is input to these electrodes, the vibrating bodies 22 and 23 At each apex (tip portions of the chip members 22b and 23b), the piezoelectric element is expanded and bent and displaced, so that the high frequency rotates in the same direction as indicated by the reference numeral 17 in the cross section perpendicular to the axis of the rotor 3. Is excited.

前記楕円振動が時計回りであるときにはロータ3は時計回りに回転し、反時計回りであるときには反時計回りに回転し、こうして該超音波モータ1は定在波モータとして機能する。前記楕円振動の大きさを変えることでロータ3の回転速度やトルクを変化することができる。前記矩形の振動体22,23による振動生成過程は、本件出願人による特願2007−48787号に詳しく説明されている。   When the elliptical vibration is clockwise, the rotor 3 rotates clockwise, and when it is counterclockwise, the rotor 3 rotates counterclockwise. Thus, the ultrasonic motor 1 functions as a standing wave motor. The rotational speed and torque of the rotor 3 can be changed by changing the magnitude of the elliptical vibration. The vibration generating process by the rectangular vibrating bodies 22 and 23 is described in detail in Japanese Patent Application No. 2007-48787 by the applicant of the present application.

本実施の形態には、前記特許文献4のように、円板状の振動体131(図8および図12で示す)を有し、その振動体131の周方向に振動が回転してゆく進行波モータとしての構成も用いることができる。   In this embodiment, as in Patent Document 4, a disk-shaped vibrating body 131 (shown in FIGS. 8 and 12) is provided, and the vibration progresses in the circumferential direction of the vibrating body 131. A configuration as a wave motor can also be used.

図1を参照して、注目すべきは、本実施の形態では、ロータ3は、前記振動体2を、前記固定部材15とは反対側から覆う第1の部材31と、前記固定部材15側から覆う第2の部材32とを備えて構成され、それぞれ剛性を有し、有底円筒状(帽状)に形成されて、シリンダーとピストンとのように、第1の部材31内に第2の部材32が嵌め込まれることで、それらの底板31a,32a間に前記振動体2が内包されることである。そして、前記有底円筒状の前記第1の部材31の開放端31bには、半径方向内方側に延びる端板6が嵌め込まれ、前記巻ばね4が、前記固定部材15の回りに巻回され、前記有底円筒状の前記第2の部材31の底板31aとこの端板6との間に介在され、第2の部材32を第1の部材31側に近接変位させるように付勢することで、前記底板間31a,32aに前記振動体2が挟圧保持されている。   Referring to FIG. 1, it should be noted that in the present embodiment, the rotor 3 includes a first member 31 that covers the vibrating body 2 from the side opposite to the fixing member 15, and the fixing member 15 side. And a second member 32 that covers each other, each having rigidity, formed in a bottomed cylindrical shape (cap shape), and in the first member 31 like a cylinder and a piston. This means that the vibrating body 2 is included between the bottom plates 31a and 32a. An end plate 6 extending radially inward is fitted into the open end 31 b of the bottomed cylindrical first member 31, and the winding spring 4 is wound around the fixing member 15. And is interposed between the end plate 6 and the bottom plate 31a of the bottomed cylindrical second member 31, and urges the second member 32 to be displaced close to the first member 31 side. Thus, the vibrating body 2 is sandwiched and held between the bottom plates 31a and 32a.

さらに、前記第1の部材31および第2の部材32の少なくとも一方(図1の例では両方に)、前記底板31a,32aの振動体2の対向面に、すり鉢状のテーパ面31c,32cが形成されている。すなわち、前記第1および第2の部材31,32の少なくとも一方がドーム状に形成されて、前記振動体2(前記チップ部材21b,22b,23b)の先端部分に、前記テーパ面31c,32cが斜めに接触し、両者の接触部分の加圧(摩擦)力が前記巻ばね4によって発生されるようになっている。前記テーパ面31c、32cと、チップ部材21b,22b,23bの円弧形状とで生じた空間7a,7bには、グリスが充填される。   Further, at least one of the first member 31 and the second member 32 (both in the example of FIG. 1), mortar-shaped tapered surfaces 31c and 32c are formed on the opposing surfaces of the vibrating body 2 of the bottom plates 31a and 32a. Is formed. That is, at least one of the first and second members 31 and 32 is formed in a dome shape, and the tapered surfaces 31c and 32c are formed at the tip of the vibrating body 2 (the tip members 21b, 22b, and 23b). The winding spring 4 generates pressure (friction) force in contact with each other at an angle. Spaces 7a and 7b formed by the tapered surfaces 31c and 32c and the arc shapes of the chip members 21b, 22b and 23b are filled with grease.

したがって、ロータ3には、金属材料が用いられる。そして、振動体2との接触による磨耗を防ぐために、事前に表面には焼き入れ、窒化処理などの硬化処理が施されている。また、CrNやTiCNなどのセラミックコーティングが行われてもよい。   Therefore, a metal material is used for the rotor 3. In order to prevent wear due to contact with the vibrating body 2, the surface is previously subjected to hardening treatment such as quenching and nitriding treatment. Further, a ceramic coating such as CrN or TiCN may be performed.

また、前記ピストンとなる前記第2の部材32における円筒部分32dの外周面において、回転軸方向の中央部分は周方向に連なる溝32eが形成されて凹んでおり、両端32f、32gだけが前記第1の部材の円筒部分31dの内周面上を摺動するスライダーとなっている。さらに、前記有底円筒状の前記第1の部材31における円筒部分31dの内周面には、1または複数箇所において(図1の例では少なくとも2つ)、回転軸方向に延びる溝または突起の一方(図1では溝)31hが形成され、前記第2の部材32における円筒部分32dの外周面には、前記溝または突起の他方(図1では突起)32hが形成されている。   Further, on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32d of the second member 32 serving as the piston, the central portion in the rotation axis direction is recessed with a groove 32e continuous in the circumferential direction, and only both ends 32f and 32g are the first. It is a slider that slides on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31d of one member. Furthermore, the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31d of the first member 31 having the bottomed cylindrical shape has grooves or protrusions extending in the direction of the rotation axis at one or a plurality of locations (at least two in the example of FIG. 1). One (groove in FIG. 1) 31h is formed, and the other of the grooves or protrusions (projection in FIG. 1) 32h is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32d of the second member 32.

前記振動体2のロータ3への組込みは、前記第1の部材31と第2の部材32とが相互に分離した状態で、上下反転させた第1の部材31内に該振動体2を収容した後、前記第2の部材32を、その突起32hが溝31hに一致するようにして第1の部材31内に嵌め込み、前記第2の部材32の底板32a上に巻ばね4を搭載して端板6を嵌め込むことで完了する。端板6は、接着、かしめ、溶接等で適宜第1の部材31に接合されてもよい。なお、前記振動体21,22,23の電極24,25に対するFPCは、適宜接続され、第2の部材32の底板32aの中央において、固定部材15との接続のために形成された前記開口32jから引出されている。その後、前記第1の部材31の底板31aの中央部に形成された開口31jを挿通した固定ねじ16が固定部材15に螺着されることで、該超音波モータ1が固定部材15に固定されて、図1で示すように完成する。   Incorporating the vibrator 2 into the rotor 3 accommodates the vibrator 2 in the first member 31 that is turned upside down with the first member 31 and the second member 32 separated from each other. After that, the second member 32 is fitted into the first member 31 such that the projection 32h thereof matches the groove 31h, and the winding spring 4 is mounted on the bottom plate 32a of the second member 32. It is completed by fitting the end plate 6. The end plate 6 may be appropriately joined to the first member 31 by adhesion, caulking, welding, or the like. The FPCs for the electrodes 24 and 25 of the vibrators 21, 22 and 23 are appropriately connected, and the opening 32 j formed for connection to the fixing member 15 at the center of the bottom plate 32 a of the second member 32. Has been drawn from. Then, the ultrasonic motor 1 is fixed to the fixing member 15 by screwing the fixing screw 16 inserted through the opening 31j formed in the central portion of the bottom plate 31a of the first member 31 to the fixing member 15. As shown in FIG.

このようにロータ3をテーパ面31c,32cを有する第1および第2の部材31,32から構成し、前記テーパ面31c,32cで構成する円環状のV字形状の溝内に振動体2のチップ部材21b,22b,23bの先端部分が嵌まり込むようにするとともに、巻ばね4によって第2の部材32を第1の部材31側に弾発的に付勢することで、ロータ3は振動体2に対して、回転軸方向および半径方向の移動が、共にガタなく規制され(センタリングが共に行われて)、回転のみが可能となる。さらに巻ばね4で発生された力が、前記第1および第2の部材31,32における有底円筒状(帽状)の剛性を有する円筒部分31d,32dの回転軸方向への摺動によって、前記チップ部材21b,22b,23bの接触部分の周方向に対して均等に、かつ回転軸に対して対称な加圧(摩擦)力を与えるようになる。   Thus, the rotor 3 is constituted by the first and second members 31 and 32 having the tapered surfaces 31c and 32c, and the vibrating body 2 is placed in the annular V-shaped groove formed by the tapered surfaces 31c and 32c. The tip portions of the tip members 21b, 22b, and 23b are fitted, and the rotor 3 is vibrated by elastically urging the second member 32 toward the first member 31 by the winding spring 4. The movement in the rotation axis direction and the radial direction with respect to the body 2 are both regulated without backlash (both centering is performed), and only rotation is possible. Further, the force generated by the coil spring 4 is caused by the sliding of the cylindrical portions 31d and 32d having the bottomed cylindrical (cap-shaped) rigidity in the first and second members 31 and 32 in the rotation axis direction. A pressing (friction) force is applied equally to the circumferential direction of the contact portion of the tip members 21b, 22b, and 23b and symmetrical with respect to the rotation axis.

これによって、振動体2やロータ3に寸法上の製造誤差があっても、その誤差量に対する加圧力の変動を小さく抑えることがでる。また、温度変化や摩耗などによって振動体2やロータ3に寸法変化が生じても、加圧力の変動を小さく抑えることが可能となり、該加圧力が安定する。こうして、従来のボールベアリングなどの軸受不要にしても、加圧力の寸法に対する誤差感度を低減でき、振動体(ステータ)2とロータ3との間の摩擦力をより安定させ、駆動性能を安定させることができる。なお、前記振動体2におけるチップ部材21b,22b,23bの先端部分は、図1で示すような円弧状断面(R形状)に形成されていなくてもよいが、直角断面の場合、ロータ3との接触で摩耗が生じ易くなる。   As a result, even if there are dimensional manufacturing errors in the vibrating body 2 and the rotor 3, fluctuations in the applied pressure with respect to the error amount can be suppressed to a small level. Further, even if a dimensional change occurs in the vibrating body 2 or the rotor 3 due to a temperature change, wear, or the like, it is possible to suppress a change in the applied pressure, and the applied pressure is stabilized. Thus, even if a conventional ball bearing or the like is not required, the error sensitivity to the applied pressure can be reduced, the frictional force between the vibrating body (stator) 2 and the rotor 3 is further stabilized, and the driving performance is stabilized. be able to. The tip portions of the chip members 21b, 22b, and 23b in the vibrating body 2 do not have to be formed in an arcuate cross section (R shape) as shown in FIG. Wear is likely to occur due to contact.

また、前記第2の部材32における円筒部分32dの外周面に周方向に連なる溝32eを形成しておくことで、前記回転軸方向への摺動にガタを生じることなく、摺動抵抗を減少させて、前記摩擦力をより安定させることができる。前記溝内にグリスなどを保持させてもよい。   Further, by forming a circumferentially extending groove 32e on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32d of the second member 32, sliding resistance is reduced without causing backlash in sliding in the rotational axis direction. Thus, the frictional force can be further stabilized. Grease or the like may be held in the groove.

さらにまた、前記第1の部材31の円筒部分31dの内周面に溝31hを形成し、前記第2の部材32の円筒部分32dの外周面にそれに対応する突起32hを形成しておくことで、前記第1の部材と第2の部材とは、周方向にずれなく、一体で回転するようになり、より安定した回転を行うことができる。   Furthermore, a groove 31h is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 31d of the first member 31, and a corresponding projection 32h is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32d of the second member 32. The first member and the second member rotate integrally without being displaced in the circumferential direction, and can perform more stable rotation.

また、前記第2の部材32を第1の部材31側へ付勢する巻ばね4を、第2の部材32の底板32aと、固定部材15との間に設けるのではなく、第1の部材31の円筒部分31dの開放端31bに嵌め込まれた端板6との間に設けるので、前記巻ばね4も第1および第2の部材31,32と一体で回転することになり、安定した付勢力を発揮させ、安定した回転を行うことができる。   Further, the coil spring 4 that biases the second member 32 toward the first member 31 is not provided between the bottom plate 32a of the second member 32 and the fixing member 15, but the first member. 31 is provided between the end plate 6 fitted in the open end 31b of the cylindrical portion 31d of the cylinder 31d. Therefore, the winding spring 4 also rotates integrally with the first and second members 31 and 32, and is stably attached. Power can be exerted and stable rotation can be performed.

図3は、前記図1で示す超音波モータ1をHDD磁気記録ヘッド11の駆動に応用したHDD装置12の概略構成図である。従来のHDD磁気記録ヘッド駆動アクチュエータの構成としては、前記磁気記録ヘッド11が取付けられたヘッド・アーム13をピボットベアリングで回転支持し、VCM(ボイスコイルモータ)で駆動を行っている。これに対して、本実施の形態では、前記ヘッド・アーム13を前記超音波モータ1で回転支持するとともに、駆動も行う。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an HDD device 12 in which the ultrasonic motor 1 shown in FIG. 1 is applied to drive the HDD magnetic recording head 11. As a conventional HDD magnetic recording head drive actuator, the head arm 13 to which the magnetic recording head 11 is attached is rotatably supported by a pivot bearing and driven by a VCM (voice coil motor). In contrast, in the present embodiment, the head arm 13 is rotationally supported by the ultrasonic motor 1 and is also driven.

具体的には、回転駆動されるディスク14の側方に前記超音波モータ1が配置されており、この超音波モータ1を回転軸として、前記有底円筒状(帽状)に形成されて剛性を有し、出力伝達部材となる前記第1の部材31の外周面や、前記円筒部分31dの端部に前記ヘッド・アーム13が固着され、そのヘッド・アーム13の先端に取付けられたHDD磁気記録ヘッド11が前記回転駆動されるディスク14上を周方向に走行することで、記録内容の書込み、消去、読出し等が行われる。このように有底円筒状(帽状)で剛性を有する第1の部材31を出力伝達部材として用いることで、出力の取出しが容易になる。   Specifically, the ultrasonic motor 1 is disposed on the side of the disk 14 to be rotationally driven, and is formed into the bottomed cylindrical shape (cap shape) with the ultrasonic motor 1 as a rotation axis and is rigid. The head arm 13 is fixed to the outer peripheral surface of the first member 31 serving as an output transmission member and the end portion of the cylindrical portion 31d, and the HDD magnet is attached to the tip of the head arm 13. The recording head 11 travels in the circumferential direction on the rotationally driven disk 14 so that recording contents are written, erased, read out, and the like. By using the first member 31 having a bottomed cylindrical shape (cap shape) and rigidity in this manner as an output transmission member, it becomes easy to take out the output.

そして、図示しない制御手段によって前記超音波モータ1が駆動され、HDD磁気記録ヘッド11がディスク14の径方向に移動されることでサーチ動作が実現され、所望とする記録位置へ前記書込み、消去、読出し等が行われる。   Then, the ultrasonic motor 1 is driven by a control means (not shown), and the HDD magnetic recording head 11 is moved in the radial direction of the disk 14, whereby a search operation is realized, and the writing, erasing, Reading is performed.

このようなHDDヘッド駆動の場合、高速で回転するディスク14上のトラックのうねりなどに追従しながら位置決め制御を行う必要があり、アクチュエータには、非常に高い応答性と分解能が要求される。本実施の形態のように前述の超音波モータ1を磁気記録ヘッド11の駆動に使用すると、軸受ガタに軸受慣性や軸受負荷が全くなく、振動体(ステータ)2とロータ3との間の摩擦力をより安定させられるので、高い応答性を得ることができ、記録密度を向上することができる。   In the case of such an HDD head drive, it is necessary to perform positioning control while following the waviness of the track on the disk 14 rotating at high speed, and the actuator is required to have very high responsiveness and resolution. When the above-described ultrasonic motor 1 is used to drive the magnetic recording head 11 as in the present embodiment, there is no bearing inertia or bearing load in the bearing backlash, and the friction between the vibrating body (stator) 2 and the rotor 3 does not occur. Since the force can be further stabilized, high responsiveness can be obtained and the recording density can be improved.

[実施の形態2]
図4は、本発明の実施の他の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータ1’の構造を示す縦断面図である。この超音波モータ1’は、前述の超音波モータ1に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この超音波モータ1’では、ロータ3’において、前記有底円筒状の第2の部材32’の底板32aと、端板6’との少なくとも一方(図4では両方)に、前記巻ばね4の径方向へのずれを阻止する環状の凹溝または突起(図1の例では突起)32k,6kが形成されていることである。このように構成することで、前記巻ばね4の径方向へのずれが無くなり、より安定した回転を行うことができる。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the structure of an ultrasonic motor 1 ′ which is a friction drive actuator according to another embodiment of the present invention. This ultrasonic motor 1 ′ is similar to the above-described ultrasonic motor 1, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. It should be noted that in this ultrasonic motor 1 ′, at least one of the bottom plate 32a of the bottomed cylindrical second member 32 ′ and the end plate 6 ′ (both in FIG. 4) is provided in the rotor 3 ′. The annular grooves or protrusions (protrusions in the example of FIG. 1) 32k and 6k that prevent the winding spring 4 from shifting in the radial direction are formed. By comprising in this way, the shift | offset | difference to the radial direction of the said winding spring 4 is lose | eliminated, and more stable rotation can be performed.

なお、上述のように巻ばね4が第2の部材32,32’の底板32aと、端板6,6’との間に設けられ、第1および第2の部材31,32と一体で回転するので、前記巻ばね4の両端の座4a,4bの部分が、前記底板32aや端板6,6’と接着剤などで固定されていてもよい。また、付勢部材は、前記巻ばね4に限らず、ゴム筒などの底板32aの周方向に対して均等に加圧するものであれば、他の構成が用いられてもよい。   As described above, the winding spring 4 is provided between the bottom plate 32a of the second members 32 and 32 ′ and the end plates 6 and 6 ′, and rotates together with the first and second members 31 and 32. Therefore, the portions of the seats 4a and 4b at both ends of the winding spring 4 may be fixed to the bottom plate 32a and the end plates 6 and 6 ′ with an adhesive or the like. Further, the urging member is not limited to the winding spring 4, and other configurations may be used as long as the urging member uniformly pressurizes the circumferential direction of the bottom plate 32 a such as a rubber cylinder.

本発明の実施の一形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on one Embodiment of this invention. 超音波モータにおける振動体の一構成例の平面図である。It is a top view of an example of 1 composition of a vibrating body in an ultrasonic motor. 図1で示す超音波モータをHDD磁気記録ヘッドの駆動に応用したHDD装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the HDD apparatus which applied the ultrasonic motor shown in FIG. 1 to the drive of HDD magnetic recording head. 本発明の実施の他の形態に係る摩擦駆動アクチュエータである超音波モータの構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the ultrasonic motor which is a friction drive actuator which concerns on other forms of implementation of this invention. HDDの磁気記録ヘッド駆動用の典型的な従来技術による超音波アクチュエータの断面図である。1 is a cross-sectional view of a typical conventional ultrasonic actuator for driving a magnetic recording head of an HDD. FIG. 他の従来技術の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of another prior art. さらに他の従来技術の平面図である。It is a top view of other prior art. さらに他の従来技術の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of other prior art further.

符号の説明Explanation of symbols

1,1’ 超音波モータ
2,21,22,23 振動体
3,3’ ロータ
4 巻ばね
4a,4b 座
6,6’ 端板
6k,32k 突起
11 磁気記録ヘッド
12 HDD装置
13 ヘッド・アーム
14 ディスク
15 固定部材
16 固定ねじ
24,25 電極
21a,22a,23a 振動体本体
21b,22b,23b チップ部材
31 第1の部材
31a,32a 底板
31b 開放端
31c,32c テーパ面
31d,32d 円筒部分
31h 溝
32,32’ 第2の部材
32e 溝
32f,32g 両端
32h 突起
1, 1 'Ultrasonic motor 2, 21, 22, 23 Vibrator 3, 3' Rotor 4 Winding springs 4a, 4b Seat 6, 6 'End plate 6k, 32k Protrusion 11 Magnetic recording head 12 HDD device 13 Head arm 14 Disc 15 Fixing member 16 Fixing screw 24, 25 Electrodes 21a, 22a, 23a Vibrating body main bodies 21b, 22b, 23b Tip member 31 First member 31a, 32a Bottom plate 31b Open end 31c, 32c Tapered surface 31d, 32d Cylindrical portion 31h Groove 32, 32 'second member 32e groove 32f, 32g both ends 32h protrusion

Claims (6)

固定部材に固着され、面内振動を行う振動体と、前記振動体を内包するロータとを備えて構成され、前記振動体の振動が摩擦接触するロータに伝達されて該ロータが回転する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
前記ロータは、剛性を有し、前記振動体を一方の側から覆う第1の部材および他方の側から覆う第2の部材と、前記第1および第2の部材を相互に近接変位させるように付勢する付勢部材とを備えて構成され、
前記第1および第2の部材は有底円筒状に形成されて、第1の部材内に第2の部材が嵌め込まれることで、それらの底板間に前記振動体が挟圧保持され、前記第1および第2の部材の少なくとも一方において、前記底板の振動体対向面に、すり鉢状のテーパ面を有することを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。
Friction drive that is configured to include a vibrating body that is fixed to a fixed member and that performs in-plane vibration and a rotor that includes the vibrating body, and that the vibration of the vibrating body is transmitted to a rotor that is in frictional contact to rotate the rotor. In the actuator
The rotor has rigidity so that the first member that covers the vibrating body from one side and the second member that covers the vibrating body from the other side, and the first and second members are displaced in proximity to each other. A biasing member that biases,
The first and second members are formed in a bottomed cylindrical shape, and the second member is fitted into the first member, whereby the vibrating body is sandwiched and held between the bottom plates. At least one of the first member and the second member has a mortar-shaped taper surface on the vibration member-facing surface of the bottom plate.
前記第2の部材における円筒部分の外周面において、中間部分は周方向に連なる溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載の摩擦駆動アクチュエータ。   The friction drive actuator according to claim 1, wherein a groove that is continuous in a circumferential direction is formed in an intermediate portion of the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the second member. 前記有底円筒状の前記第1の部材の内周面に回転軸方向に延びる溝または突起の一方が形成され、前記第2の部材の外周面に前記溝または突起の他方が形成されることを特徴とする請求項1または2記載の摩擦駆動アクチュエータ。   One of a groove or a protrusion extending in the rotation axis direction is formed on the inner peripheral surface of the bottomed cylindrical first member, and the other of the groove or the protrusion is formed on an outer peripheral surface of the second member. The friction drive actuator according to claim 1 or 2. 前記振動体を、前記第1の部材は前記固定部材とは反対側から覆い、前記第2の部材は前記固定部材の側から覆い、
前記有底円筒状の前記第1の部材の開放端には、半径方向内方側に延びる端板が嵌め込まれ、
前記付勢部材は、前記固定部材の回りに巻回され、前記有底円筒状の前記第2の部材の底板と前記端板との間に介在される巻ばねから成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩擦駆動アクチュエータ。
The vibrating member, the first member covers from the side opposite to the fixing member, the second member covers from the side of the fixing member,
An end plate extending inward in the radial direction is fitted into the open end of the first member having the bottomed cylindrical shape,
The urging member is a winding spring wound around the fixed member and interposed between a bottom plate and the end plate of the bottomed cylindrical second member. Item 4. The friction drive actuator according to any one of Items 1 to 3.
前記有底円筒状の前記第2の部材の底板と前記端板との少なくとも一方に、前記巻ばねの径方向へのずれを阻止する環状の凹溝または突起が形成されていることを特徴とする請求項4記載の摩擦駆動アクチュエータ。   An annular concave groove or protrusion for preventing displacement of the winding spring in the radial direction is formed on at least one of the bottom plate and the end plate of the bottomed cylindrical second member. The friction drive actuator according to claim 4. 前記請求項1〜5のいずれか1項に記載の摩擦駆動アクチュエータを用いることを特徴とするハードディスク装置。   6. A hard disk drive using the friction drive actuator according to claim 1.
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