JP2009159744A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＤＤの磁気記録ヘッドの駆動などのために用いられる超音波モータにおいて、応答性を向上する。
【解決手段】面内振動を行い、ステータとなる振動体２をロータ３に内包することで、前記振動体２の振動が摩擦接触するロータ３に伝達されて該ロータ３が予め規定された範囲の回転角度内で往復動する超音波モータ１０において、略円筒状や有底円筒状に形成される前記ロータ３の周壁を挟んで、振動体２の当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの反対側の位置に弾性部材１３を設けるとともに、その弾性部材１３にリング１２を被せて、前記ロータ３の回転に伴い略前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが当接する範囲を振動体２側に加圧（バイアス）する。したがって、ロータ３の全周を緊縛するのではなく、部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。
【選択図】図１

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。

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で示されている。図１３は、そ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。

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。

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２が挙げられる。図１４は、その従来技術の微小駆動装置を用いた情報記憶装置の平面図である。この情報記憶装置では、ヘッド・アーム１１１の基端側に円筒状の部材１１２を固着し、その部材１１２の周りに３個以上配置した圧電振動体１１３が、屈曲と伸縮とを組合わせた運動を行うことで楕円振動を行って前記部材１１２を回転させ、その部材１１２を回転軸として前記ヘッド・アーム１１１を揺動させている。これによって、前記ボールベアリングなどの軸受を用いずに、圧電振動体１１３のみでヘッド・アーム１１１の位置決めを行っているので、軸受によるガタがなく、また軸受の慣性および軸受負荷が低減されている。

しかしながら、この従来技術では、ヘッド・アーム１１１を加圧する圧電振動体１１３が、適度な加圧（摩擦）力を発生するために、バネ１１４によって加圧方向に可動となるように保持されており、これによって該圧電振動体１１３もヘッド・アーム１１１の回転方向に揺動可能であり、それが応答性を高める上での課題となる。すなわち、駆動側も動いてしまい、移動側の移動にオーバーシュートやアンダーシュートが生じて、なかなか目的位置に収束しない。

そこで、このような問題を解決できるさらに他の従来技術として、特許文献３が挙げられる。図１５は、その従来技術の超音波モータの断面図である。この超音波モータでは、円筒状の圧電体１２１の内外周に電極を設けてステータ１２２が構成され、その径方向に発生した凹凸が周方向に進行して進行波となり、そのステータの外周にロータ１２３，１２４，１２５が嵌め込まれている。この従来技術では、ロータ１２３，１２４，１２５が、図１５で示す軸線方向断面で湾曲してステータ１２２に加圧接触するので、軸受ガタがなく、したがって回転中心ブレがなく、応答性も高いとなっている。また、ロータとステータとの接触圧は、加圧手段がロータを前記軸線方向に押し潰すことで発生している。
特開平６−７８５７０号公報 特開２０００−２２４８７６号公報 特開平５−２６８７７９号公報

上述の特許文献３では、ロータの内周全周とステータの外周全周とが接触加圧するので、ロータは全周内側へ均一な変形をする必要があり、ロータの変形剛性は非常に高いものとなる。その結果、加圧力は振動体へは充分伝達されず、応答性が低いとともに、駆動性能に大きく影響する振動体−ロータ間の接触圧を安定化させることは困難である。

本発明の目的は、面内振動を行う振動体（ステータ）をロータに内包または外包し、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とともに、応答性を向上す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。

本発明の摩擦駆動アクチュエータは、面内振動を行う振動体と、環状に形成され、その内周面または外周面において前記振動体の当接部が複数箇所で半径方向に当接するロータとを備えて構成され、前記ロータが弾性変形することで当接部に加圧力が生じるよう前記振動体が組み込まれ、前記加圧力により、前記振動体の振動が摩擦接触しているロータに伝達されて該ロータが予め規定された範囲の回転角度内で往復動する摩擦駆動アクチュエータにおいて、前記ロータを挟んで前記当接部の反対側で、前記ロータの回転に対して略前記当接部が当接する範囲に設けられ、前記ロータを前記振動体側に加圧する加圧部材を備えることを特徴とする。

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、前記振動体を内包または外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予め規定された範囲の回転角度内で往復動するようにする。

そして、略円筒状や有底円筒状に形成される前記ロータの周壁を挟んで前記当接部の反対側の位置に加圧部材を設け、その加圧部材が、前記ロータの回転に伴い略前記当接部が当接する範囲を振動体側に加圧（バイアス）する。

したがって、面内振動を行う振動体をロータの加圧（バイアス）力によって挟み込むことで、該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ことができるとともに、振動体やロータに寸法上の製造誤差があっても、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、当接部の加圧（摩擦）力を常に一定に保つことができる。こうして、駆動性能を安定させることができる。また、ロータの全周を緊縛するのではなく、ロータの回転に伴い、略当接部が当接する範囲を部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。さらにまた、前記ロータが弾性変形するように振動体を組み込むにあたって、前記当接部が前記加圧部材の設けられていない箇所に位置している状態で組み込むことで、容易に組み込むこともできる。

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータに接触する介在部材と、前記介在部材に外嵌めまたは内嵌めされ、半径方向に縮小または拡大するようにバイアス力を発生することで、前記介在部材に前記ロータを加圧させるコイルばねとを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、コイルばねによって容易に発生させることができる。また、コイルばねは板ばねに比べてばね定数を小さくできるので、加圧力を発生させるための初期チャージ量を大きくとることができ、寸法誤差による加圧力の変動を低減することができる。

さらにまた、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、前記リングとロータとの間に介在され、それらの径の差よりも厚く形成されることで前記ロータを加圧する樹脂製の介在部材とを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、介在部材の厚みによって容易に発生させることができる。また、振動アクチュエータでは、しばしばロータ共振による性能低下が課題となるのに対して、樹脂製の介在部材がロータ共振に対する振動減衰を行うので、ロータ共振が低減され、さらなる駆動性能の向上・安定化を図ることができる。前記介在部材は、前記リングと一体と別体とのどちらであってもよい。

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心のＣ字状に形成されるリングと、前記リングとロータとの間に介在される介在部材と、前記リングの遊端部間を締付ける力を加減することで、前記介在部材の加圧力を調整可能にする加圧力調整手段とを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、締付けねじなどの加圧力調整手段によって調整可能に発生させることができる。

したがって、さらなる駆動性能の安定化を図ることができる。

さらにまた、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、前記リングとロータとの間に圧縮された状態で介在されることで弾発力を発生し、前記ロータを加圧する弾性部材とを備えて構成されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、スポンジなどの弾性部材の弾発力によって容易に発生させることができる。

また、本発明の摩擦駆動アクチュエータでは、前記加圧部材は、前記ロータと同心で、２種類の径を有する円弧部を半径方向に延びる連結部で接続した略環状に形成され、前記連結部が大径の円弧部とロータとの径の差よりも長く形成されることで小径の円弧部が前記ロータを加圧するリング部材から成ることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記加圧（バイアス）力を、段差を有するリング部材の前記段差の部分によって容易に発生させることができる。

さらにまた、本発明のハードディスク装置は、前記の摩擦駆動アクチュエータを用いることを特徴とする。

上記の構成によれば、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とともに、応答性を向上す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。

本発明の摩擦駆動アクチュエータは、以上のように、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、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、前記振動体を内包または外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予め規定された範囲の回転角度内で往復動するようにし、さらに略円筒状や有底円筒状に形成される前記ロータの周壁を挟んで前記当接部の反対側の位置に加圧部材を設け、その加圧部材が、前記ロータの回転に伴い略前記当接部が当接する範囲を振動体側に加圧（バイアス）する。

それゆえ、面内振動を行う振動体をロータの加圧（バイアス）力によって挟み込むことで、該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ことができるとともに、振動体やロータに寸法上の製造誤差があっても、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、当接部の加圧（摩擦）力を常に一定に保つことができる。こうして、駆動性能を安定させることができる。また、ロータの全周を緊縛するのではなく、ロータの回転に伴い、略当接部が当接する範囲を部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。

さらにまた、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。

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とともに、応答性を向上す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。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１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１０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ１０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、前記振動体２を支持する固定部材４と、前記振動体２から引出されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）５と、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる本発明の実施の第１の形態に係る加圧部材１１とを備えて構成される。

図２は、前記振動体２を拡大して示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面図である。この振動体２は、矩形のバルク圧電素子２ｃの正面側に、４分割した対角線線上に一対のＡ相電極２ａとＢ相電極２ｂとが貼付けられ、裏面側に共通のＧＮＤ電極２ｄが貼付けられ、長手方向両端部にチップ部材２ｅ，２ｆが設けられ、そのチップ部材２ｅ，２ｆに実際にロータ３の内周面に当接する当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが設けられて成る。そして、振動体２の中央部に形成された孔２ｊに固定ねじ６が挿通され、前記固定部材４に螺着されることで該振動体２が固定部材４にねじ止め固定される。

この振動体２は、矩形に形成されるけれども、三角形等、他の形状が用いられてもよく、また薄い圧電素子の層を複数積層して構成することで、低電圧化を図ることができる。前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉは、ロータ３の支持のために３点設けられるけれども、４点以上設けられてもよい。前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉは、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックや超硬合金などから成り、前記チップ部材２ｅ，２ｆとの結合には、接着強度が高く、比較的剛性の高いエポキシ系接着剤などが用いられる。

前記Ａ相電極２ａ、Ｂ相電極２ｂおよびＧＮＤ電極２ｄはＦＰＣ５に接続され、図示しない駆動回路から、前記Ａ相電極２ａとＢ相電極２ｂとに相互に位相の９０度ずれた共振周波数の駆動信号が印加されることで、図３（ａ）で示す縦１次振動モードの振動と、図３（ｂ）で示す屈曲２次振動モードの振動とを励起させ、それらを合成することで、それぞれ同じ方向に回転する高周波の楕円振動が得られるようになっている。この楕円振動が、前記当接部２ｇ；２ｈ、２ｉで当接しているロータ３に伝搬され、該ロータ３が回転する。前記駆動信号の位相を反転させることで、前記楕円振動の回転方向、すなわちロータ３の回転方向が反転する。前記電極２ａ，電極２ｂに与える電圧の大きさを変化することで前記楕円振動の大きが変化し、速度やトルクが変化する。前記バルク圧電素子２ｃの縦横比、チップ部材２ｅ，２ｆの重量などを調整することで、前記２つのモードでの共振周波数が略一致されている。

前記振動体２の３点の当接部２ｇ；２ｈ，２ｉに外接している円筒形状のロータ３は、弾性を有するステンレスなどの金属材料から成り、磨耗を防ぐため、その表面には、窒化処理などの硬化処理が施される。或いは、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。

上述のように構成される超音波モータ１０において、注目すべきは、本実施の形態では、前記加圧部材１１は、前記ロータ３と同心の環状に形成されるステンレス製のリング１２と、前記リング１２とロータ３との間に圧縮された状態で介在されることで弾発力を発生し、スポンジなどから成り、前記ロータ３を加圧（バイアス）する弾性部材１３とを備えて構成されることである。

ここで、図４で示すように、ロータ３は、予め規定された範囲の回転角度内で往復動する。図４の例では、前記ロータ３は、中心位置から時計回り、反時計回りにそれぞれθだけ回転することを表しており、その中心位置で前記各当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの中心と回転中心Ｐとを結ぶ線を参照符号Ｌｇ；Ｌｈ，Ｌｉで示し、各当接部２ｇ；２ｈ，２ｉのロータ３との当接範囲（稼動範囲）を参照符号Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉで示している。近接して２つ設けられる当接部２ｈ、２ｉでは、そのロータ３との当接する範囲Ｗｈ，Ｗｉが角度θ１だけ重なっている。前記角度θは、たとえば２０度の範囲であり、後述するＨＤＤのヘッドアームの駆動には充分な回転量である。

したがって、ロータ３に振動体２を組み込む前は、図１および図４で示すように環状のロータ３の略対向位置に設けられる弾性部材１３によって、該ロータ３は楕円形状に変形しており、図５で示すように、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが前記弾性部材１３の設けられていない箇所に位置している状態、すなわち前記矩形の振動体２の長手方向を該ロータ３の長径方向に一致させた状態で組み込むことで、容易に組み込むことができる。

前記組込みが行われた後、前記図１および図４で示すように、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉを前記弾性部材１３の設けられている箇所、すなわち前記矩形の振動体２の長手方向を該ロータ３の短径方向に一致させた状態（前記中心位置）までロータ３を回転させることで、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉはロータ３に内周側から当接して、ロータ３を半径方向外方に変形させる。これによって、該当接部２ｇ；２ｈ，２ｉにはロータ３の弾性変形による初期接触圧力に前記弾性部材１３による加圧力が加わり、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉとロータ３の内周面との接触圧は所定の値となる。

これら３箇所の当接によって、ロータ３は振動体２に対して半径方向の移動がガタつきなく規制（センタリング）される。また、図１（ｂ）や図１（ｃ）で示すロータ３の軸線方向断面には、Ｖ形状の溝３ａが設けられ、Ｒ形状の前記各当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが嵌まり込むので、ロータ３の回転軸方向および軸倒れ方向の移動も規制（センタリング）される。こうして、従来のボールベアリングなどの軸受けを不要にした構成とすることができるとともに、回転軸方向および軸直角方向共に軸受ガタが全くなく、剛性が高まり、モータの応答性を向上できる。

また、振動体２やロータ３に寸法上の製造誤差があっても、さらに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、弾性部材１３によって当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの加圧（摩擦）力を常に略一定に保つことができ、駆動性能を安定させることができる。さらにまた、図６で示すバンド１１’のように、ロータ３の全周を緊縛するのではなく、ロータ３の回転に伴い、略当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが当接する範囲Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉを部分的に加圧するので、加圧力を効果的に伝えることができ、応答性を向上することができる。また、前記加圧（バイアス）力を、スポンジなどの弾性部材１３の弾発力によって容易に発生させることができる。なお、前記弾性部材１３による加圧範囲は、前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉが当接する範囲Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉに一致していることが望ましい。

図７は、前記図１〜図５で示す超音波モータ１０をＨＤＤ磁気記録ヘッド１５の駆動に応用したＨＤＤ装置１６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１５が取付けられたヘッド・アーム１７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１７を前記超音波モータ１０で回転支持するとともに、駆動も行う。

具体的には、回転駆動されるディスク１８の側方に前記超音波モータ１０が配置されており、この超音波モータ１０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、その周壁が前記リング１２となる出力伝達部材１９において、前記リング１２の外周面や、底部に前記ヘッド・アーム１７が固着され、そのヘッド・アーム１７の先端に取付けられたＨＤＤ磁気記録ヘッド１５が前記回転駆動されるディスク１８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）の出力伝達部材１９を用いることで、前記リング１２の剛性が向上し、また該リング１２に直接ヘッド・アーム１７を取付ける場合に比べて、出力の取出しが容易になる。

そして、図示しない制御手段によって前記超音波モータ１０が駆動され、ＨＤＤ磁気記録ヘッド１５がディスク１８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。また、そのサーチ動作や、書込み、消去、読出し等の動作時には、トラックＮｏが管理されており、前記制御手段は、ロータ３が前記当接範囲（稼動範囲）Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉを逸脱しないように振動体２を駆動する。さらにまた、電源遮断時に前記ヘッド・アーム１７が拘束されるホームポジションなどには、前記ロータ３の前記当接範囲（稼動範囲）Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉからの逸脱を機械的に防止するストッパ１４が設けられている。

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１８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とが要求される。本実施の形態のように前述の超音波モータ１０を磁気記録ヘッド１５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。

［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の第２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２０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ２０は、前述の超音波モータ１０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、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる加圧部材２１が、前記ロータ３と同心の環状に形成されるリング２２と、前記リング２２とロータ３との間に介在され、それらの径の差Δｒよりも厚く形成されることで前記ロータ３を加圧する樹脂製の介在部材２３とを備えて構成されることである。前記リング２２も樹脂製で、図８で示すように介在部材２３と一体で構成されてもよい。

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、介在部材２３の厚みによって容易に発生させることができる。また、振動アクチュエータで問題となりやすい振動体２からの加振力によるロータ３の不要な共振に対して、加圧部材２１が金属に比べて振動減衰効果が高い樹脂製であるので、制振作用が働き、共振を低減し、さらなる駆動性能の向上・安定化を図ることができる。

［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の第３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３０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。この超音波モータ３０は、前述の超音波モータ１０，２０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。先ず注目すべきは、本実施の形態では、振動体２’は、３つに分割され、ロータ３を外囲するように、前記軸直角断面での形状が略三角形状の位置に配置されていることである。前記振動体２’は、前記軸直角断面がくの字状の圧電素子２ｃ’の屈曲部分に当接部２ｋが取付けられ、遊端部がブラケット３４を介して固定位置のフレーム３５に取付けられて構成されており、前記圧電素子２ｃ’の伸縮および屈曲動作によって、前記楕円振動が発生する。このように、本発明では、ロータ３は、振動体２，２’に対して、外嵌めと内嵌めとのどちらで設けられてもよい。

また注目すべきは、本実施の形態では、前記ロータ３を加圧する加圧部材３１は、ロータ３の内方からロータ３を加圧し、該ロータ３と同心のＣ字状に形成されるリング３２と、前記リングとロータとの間に介在される介在部材３３とを備えて構成されることである。前記リング３２は、板ばねから成り、ロータ３内に収容される際に、縮小方向に加圧（バイアス）され、組付けられると、拡大方向に弾発力を発生する。このように構成することで、ロータ３を振動体２’に対して、内嵌めすることができる。

［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の第４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４０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図である。この超音波モータ４０は、前述の超音波モータ１０，２０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、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられる加圧部材４１が、前記ロータ３と同心のＣ字状に形成されるステンレス板ばねから成るリング４２と、前記リング４２とロータ３との間に介在される前記介在部材２３と、前記リング４２の遊端部間を締付ける力を加減することで、前記介在部材２３の加圧力を調整可能にする締付けねじ４４とを備えて構成されることである。

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、締付けねじ４４によって調整可能に発生させることができ、加圧力のより細かい設定調整が可能になり、振動体２の当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの接触圧力がより安定し、駆動性能を安定させることができる。

［実施の形態５］
図１１は、本発明の実施の第５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５０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ５０は、前述の超音波モータ１０，２０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、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる加圧部材５１が、前記ロータに接触する介在部材５２と、前記介在部材５２に外嵌めされ、半径方向に縮小するようにバイアス力を発生することで、前記介在部材５２に前記ロータ３を加圧させるコイルばね５３とを備えて構成されることである。

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、コイルばね５３によって容易に発生させることができる。また、コイルばね５３は板ばねに比べてばね定数を小さくできるので、加圧力を発生させるための初期チャージ量を大きくとることができ、寸法誤差による加圧力の変動を低減することができる。

［実施の形態６］
図１２は、本発明の実施の第５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６０の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）および（ｃ）は縦断面図である。この超音波モータ６０は、前述の超音波モータ１０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、本実施の形態では、前記ロータ３に被せられ、出力伝達部材となる加圧部材６１が、前記ロータ３と同心で、２種類の径を有する円弧部６２，６３；６４，６５を半径方向に延びる連結部６６，６７で接続した略環状に形成され、前記連結部６６，６７が大径の円弧部６２，６３とロータ３との径の差よりも長く形成されることで、小径の円弧部６４，６５が前記ロータ３を加圧するリング部材から成ることである。すなわち、前記小径の円弧部６４，６５は前記当接部２ｇ；２ｈ，２ｉの当接範囲Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉに対応し、大径の円弧部６２，６３は残余の部分に対応する。

このように構成することで、前記加圧（バイアス）力を、段差を有するリング部材の前記段差の部分によって容易に発生させることができる。

本発明の実施の第１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図である。 前記摩擦駆動アクチュエータの振動体を拡大して示す図である。 振動体の振動モードを説明するための図である。 ロータの回転範囲を説明するための図である。 ロータに振動体を組み込む状態を説明するための図である。 本発明を前提とする従来技術を説明するための図である。 前記超音波モータを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。 本発明の実施の第２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図である。 本発明の実施の第３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図である。 本発明の実施の第４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図である。 本発明の実施の第５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図である。 本発明の実施の第５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図である。 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。 他の従来技術の平面図である。 さらに他の従来技術の超音波モータの断面図である。

符号の説明

２，２’ 振動体
２ａ Ａ相電極
２ｂ Ｂ相電極
２ｃ，２ｃ’ 圧電素子
２ｄ ＧＮＤ電極
２ｇ；２ｈ，２ｉ；２ｋ 当接部
３ ロータ
４ 固定部材
５ ＦＰＣ
６ 固定ねじ
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 超音波モータ
１１，２１，３１，４１，５１，６１ 加圧部材
１２，２２，３２，４２ リング
１３ 弾性部材
１４ ストッパ
１５ 磁気記録ヘッド
１６ ＨＤＤ装置
１７ ヘッド・アーム
１８ ディスク
１９ 出力伝達部材
２３，３３，５２ 介在部材
３４ ブラケット
３５ フレーム
４４ 締付けねじ
５３ コイルばね
６２，６３；６４，６５ 円弧部
６６，６７ 連結部
Ｗｇ；Ｗｈ，Ｗｉ 当接範囲（稼動範囲）

Claims (7)

1. 面内振動を行う振動体と、環状に形成され、その内周面または外周面において前記振動体の当接部が複数箇所で半径方向に当接するロータとを備えて構成され、前記ロータが弾性変形することで当接部に加圧力が生じるよう前記振動体が組み込まれ、前記加圧力により、前記振動体の振動が摩擦接触しているロータに伝達されて該ロータが予め規定された範囲の回転角度内で往復動する摩擦駆動アクチュエータにおいて、
   前記ロータを挟んで前記当接部の反対側で、前記ロータの回転に対して略前記当接部が当接する範囲に設けられ、前記ロータを前記振動体側に加圧する加圧部材を備えることを特徴とする摩擦駆動アクチュエータ。
2. 前記加圧部材は、
   前記ロータに接触する介在部材と、
   前記介在部材に外嵌めまたは内嵌めされ、半径方向に縮小または拡大するようにバイアス力を発生することで、前記介在部材に前記ロータを加圧させるコイルばねとを備えて構成され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。
3. 前記加圧部材は、
   前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、
   前記リングとロータとの間に介在され、それらの径の差よりも厚く形成されることで前記ロータを加圧する樹脂製の介在部材とを備えて構成され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。
4. 前記加圧部材は、
   前記ロータと同心のＣ字状に形成されるリングと、
   前記リングとロータとの間に介在される介在部材と、
   前記リングの遊端部間を締付ける力を加減することで、前記介在部材の加圧力を調整可能にする加圧力調整手段とを備えて構成され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。
5. 前記加圧部材は、
   前記ロータと同心の環状または円弧状に形成されるリングと、
   前記リングとロータとの間に圧縮された状態で介在されることで弾発力を発生し、前記ロータを加圧する弾性部材とを備えて構成され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。
6. 前記加圧部材は、前記ロータと同心で、２種類の径を有する円弧部を半径方向に延びる連結部で接続した略環状に形成され、前記連結部が大径の円弧部とロータとの径の差よりも長く形成されることで小径の円弧部が前記ロータを加圧するリング部材から成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。
7. 前記請求項１〜６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。