JP2001095270A - 超音波モータを用いた直動機構およびそれを用いた電子機器 - Google Patents
超音波モータを用いた直動機構およびそれを用いた電子機器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転型の超音波モータを用い、微動、粗動が
可能で外乱に強い小型な低消費電力な直動機構を得るこ
とにある。 【解決手段】 回転型の超音波モータと、超音波モータ
の回転運動を移動体部の直動運動に変換させる回転直動
変換機構を設けることにより超音波モータ付き直動機構
を実現させる。これによりバックラッシュがなく高精度
で粗動と微動の送りができ、また剛性が強く外部の振動
等の影響を受け難い直動機構が構成できる。また、小型
で高出力の超音波モータを使っていることから機構全体
の小型・薄型化、並びに磁気の影響を受けずまた他に影
響を与えない直動機構が構成できる。また、停止時に消
費電力を要しない。従って、小型で低消費電力で高精度
位置決めが可能な超音波モータ付き直動機構並びにそれ
を用いた精密移動台、光学的な強度可変ならびに距離可
変装置などの電子機器が実現できる。
可能で外乱に強い小型な低消費電力な直動機構を得るこ
とにある。 【解決手段】 回転型の超音波モータと、超音波モータ
の回転運動を移動体部の直動運動に変換させる回転直動
変換機構を設けることにより超音波モータ付き直動機構
を実現させる。これによりバックラッシュがなく高精度
で粗動と微動の送りができ、また剛性が強く外部の振動
等の影響を受け難い直動機構が構成できる。また、小型
で高出力の超音波モータを使っていることから機構全体
の小型・薄型化、並びに磁気の影響を受けずまた他に影
響を与えない直動機構が構成できる。また、停止時に消
費電力を要しない。従って、小型で低消費電力で高精度
位置決めが可能な超音波モータ付き直動機構並びにそれ
を用いた精密移動台、光学的な強度可変ならびに距離可
変装置などの電子機器が実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電素子を有する振
動体でロータを摩擦駆動させる超音波モータを用いた直
動機構及びそれを用いた電子機器に係わり、特に回転型
の超音波モータを用い移動部材を直動運動させる微小位
置決め機構に関する。
動体でロータを摩擦駆動させる超音波モータを用いた直
動機構及びそれを用いた電子機器に係わり、特に回転型
の超音波モータを用い移動部材を直動運動させる微小位
置決め機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電子機器、とりわけ光学機
器、医療機器等において微小な位置決めが可能でかつ大
きな移動範囲の直線的な動きを要求される用途が多くな
っている。このような場合、例えば電磁型のモータと送
りネジを組み合わせたり、ボイスコイルモータや可動コ
イルモータを用いたり、圧電素子を用いたアクチュエー
タが一般に用いられている。
器、医療機器等において微小な位置決めが可能でかつ大
きな移動範囲の直線的な動きを要求される用途が多くな
っている。このような場合、例えば電磁型のモータと送
りネジを組み合わせたり、ボイスコイルモータや可動コ
イルモータを用いたり、圧電素子を用いたアクチュエー
タが一般に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁型
のモータと送りネジを組み合わせた場合、機構が複雑で
大型化してしまうとともに送り機構でのバックラッシュ
により細かな送り量の制御ができなかった。また、モー
タとして、保持トルクを有するステッピングモータを用
いた場合には、小型化に伴なう角度分解能が粗くなり、
細かな送り量の制御ができなかった。また、ボイスコイ
ルモータや可動コイルモータを用いた場合には微小な位
置決めが難しいと共に、剛性が低く外部の振動により位
置がずれてしまうことがあった。特にボイスコイルモー
タや可動コイルモータは板ばね等と組み合わせて使用す
ることが多く、この場合更に剛性が低下してしまう。そ
してこれら電磁力を使うアクチュエータは電磁ノイズの
影響を受け易く、また同時に電磁ノイズを発生する為、
磁気ディスク等の記録媒体に影響を与えたり、通信で用
いられる電波に影響を与える可能性がある。
のモータと送りネジを組み合わせた場合、機構が複雑で
大型化してしまうとともに送り機構でのバックラッシュ
により細かな送り量の制御ができなかった。また、モー
タとして、保持トルクを有するステッピングモータを用
いた場合には、小型化に伴なう角度分解能が粗くなり、
細かな送り量の制御ができなかった。また、ボイスコイ
ルモータや可動コイルモータを用いた場合には微小な位
置決めが難しいと共に、剛性が低く外部の振動により位
置がずれてしまうことがあった。特にボイスコイルモー
タや可動コイルモータは板ばね等と組み合わせて使用す
ることが多く、この場合更に剛性が低下してしまう。そ
してこれら電磁力を使うアクチュエータは電磁ノイズの
影響を受け易く、また同時に電磁ノイズを発生する為、
磁気ディスク等の記録媒体に影響を与えたり、通信で用
いられる電波に影響を与える可能性がある。
【０００４】圧電素子を用いたアクチュエータを用いた
場合、微動制御は可能であるが変位は小さく粗動はでき
ない。拡大機構を設けると機構が複雑で大きくなってし
まう。そして、以上に示したようなモータ、アクチュエ
ータの場合には、特定位置に停止している場合に、ステ
ッピングモータを用いた場合を除いて常に通電状態にし
ておく必要があり、大きな電力を消費してしまうため、
小型携帯機器などへの利用には困難をともなっていた。
場合、微動制御は可能であるが変位は小さく粗動はでき
ない。拡大機構を設けると機構が複雑で大きくなってし
まう。そして、以上に示したようなモータ、アクチュエ
ータの場合には、特定位置に停止している場合に、ステ
ッピングモータを用いた場合を除いて常に通電状態にし
ておく必要があり、大きな電力を消費してしまうため、
小型携帯機器などへの利用には困難をともなっていた。
【０００５】そこで本発明では、回転型の超音波モータ
を用い、微動、粗動が可能な小型な直動機構を得ること
にある。
を用い、微動、粗動が可能な小型な直動機構を得ること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は回転型の超音波
モータと、超音波モータのロータと連動して回転する回
転体部や直動体部等の出力伝達手段により移動部材を直
動運動させる超音波モータ付き直動機構を実現させるも
のである。請求項１記載の発明によれば固定支持部材
と、圧電素子を有する振動体に弾性振動を発生するステ
ータと、ステータの弾性振動により摩擦力を介して回転
運動に変換されるロータと、ステータとロータに適当な
加圧力を与える第１の加圧機構と、ロータの回転運動を
直動運動に変換するための回転直動変換機構と、ロータ
の回転運動に伴ない直動運動される移動体部を設けたこ
とにより超音波モータ付き直動機構を実現する。
モータと、超音波モータのロータと連動して回転する回
転体部や直動体部等の出力伝達手段により移動部材を直
動運動させる超音波モータ付き直動機構を実現させるも
のである。請求項１記載の発明によれば固定支持部材
と、圧電素子を有する振動体に弾性振動を発生するステ
ータと、ステータの弾性振動により摩擦力を介して回転
運動に変換されるロータと、ステータとロータに適当な
加圧力を与える第１の加圧機構と、ロータの回転運動を
直動運動に変換するための回転直動変換機構と、ロータ
の回転運動に伴ない直動運動される移動体部を設けたこ
とにより超音波モータ付き直動機構を実現する。
【０００７】請求項２記載の発明によれば請求項１記載
の回転直動変換機構は、固定支持部材に固定されたガイ
ド部材と、ロータの円周方向に対して厚みの異なる傾斜
部を有するとともにロータと一体になって回転運動され
る回転体部と、回転体部の傾斜部に少なくとも一部分が
接する突起部を有するのとともにロータの回転運動にと
もないガイド部材を案内とすることでロータの厚み方向
に直動運動される直動体部と、移動体と直動体部が回転
体部に適当な圧力をもって加圧接触されるように配置さ
れた第２の加圧機構を設けたことにより超音波モータ付
き直動機構を実現する。
の回転直動変換機構は、固定支持部材に固定されたガイ
ド部材と、ロータの円周方向に対して厚みの異なる傾斜
部を有するとともにロータと一体になって回転運動され
る回転体部と、回転体部の傾斜部に少なくとも一部分が
接する突起部を有するのとともにロータの回転運動にと
もないガイド部材を案内とすることでロータの厚み方向
に直動運動される直動体部と、移動体と直動体部が回転
体部に適当な圧力をもって加圧接触されるように配置さ
れた第２の加圧機構を設けたことにより超音波モータ付
き直動機構を実現する。
【０００８】請求項３記載の発明によれば第２の加圧機
構における加圧力が、第１の加圧機構における加圧力よ
りも小さいことを特徴とする。これにより超音波モータ
の駆動力は移動部材の負荷などの外乱に対して影響を受
けないため、小型・薄型でも安定し駆動力が得られる超
音波モータ付き直動機構が実現できる。請求項４記載の
発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の超音波モ
ータ付き直動機構において回転体部と移動部材とを一体
的に構成する。これにより、小型・薄型な超音波モータ
付き直動機構が実現できる。
構における加圧力が、第１の加圧機構における加圧力よ
りも小さいことを特徴とする。これにより超音波モータ
の駆動力は移動部材の負荷などの外乱に対して影響を受
けないため、小型・薄型でも安定し駆動力が得られる超
音波モータ付き直動機構が実現できる。請求項４記載の
発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の超音波モ
ータ付き直動機構において回転体部と移動部材とを一体
的に構成する。これにより、小型・薄型な超音波モータ
付き直動機構が実現できる。
【０００９】請求項５記載の発明によればステータとロ
ータに適当な加圧力を与える第１の加圧機構と、直動体
部が回転体部に適当な圧力をもって加圧接触されるよう
に配置された第２の加圧機構とを共通化させることを特
徴とする。これによれば、さらに小型・薄型な超音波モ
ータ付き直動機構が実現できる。請求項６記載の発明に
よれば請求項１〜５記載の超音波モータ付き直動機構
は、回転体部が直動体部と３点で接触されるようば突起
部を有することを特徴とする。これによれば、移動体部
と一体に動作する直動体部の力の作用点が回転体部に均
等かつ安定に作用する為、スムーズに動作するととも
に、振動等の外乱に対して強くなる。
ータに適当な加圧力を与える第１の加圧機構と、直動体
部が回転体部に適当な圧力をもって加圧接触されるよう
に配置された第２の加圧機構とを共通化させることを特
徴とする。これによれば、さらに小型・薄型な超音波モ
ータ付き直動機構が実現できる。請求項６記載の発明に
よれば請求項１〜５記載の超音波モータ付き直動機構
は、回転体部が直動体部と３点で接触されるようば突起
部を有することを特徴とする。これによれば、移動体部
と一体に動作する直動体部の力の作用点が回転体部に均
等かつ安定に作用する為、スムーズに動作するととも
に、振動等の外乱に対して強くなる。
【００１０】請求項７記載の発明によれば請求項１〜６
記載の超音波モータ付き直動機構を電子機器に用い、移
動部材により負荷部材を駆動することを特徴とする。こ
れにより電子機器の小型化、低電力化、並びに振動等の
外乱に強く、また電磁ノイズの影響を受けない電子機器
が実現できる。請求項８記載の発明によれば請求項１〜
６記載の超音波モータ付き直動機構を電子機器に用い、
移動部材により光学的な強度を可変することを特徴とす
る。これにより電子機器の小型化、低電力化、並びに振
動等の外乱に強く、また電磁ノイズの影響を受けない電
子機器が実現できる。
記載の超音波モータ付き直動機構を電子機器に用い、移
動部材により負荷部材を駆動することを特徴とする。こ
れにより電子機器の小型化、低電力化、並びに振動等の
外乱に強く、また電磁ノイズの影響を受けない電子機器
が実現できる。請求項８記載の発明によれば請求項１〜
６記載の超音波モータ付き直動機構を電子機器に用い、
移動部材により光学的な強度を可変することを特徴とす
る。これにより電子機器の小型化、低電力化、並びに振
動等の外乱に強く、また電磁ノイズの影響を受けない電
子機器が実現できる。
【００１１】請求項９記載の発明によれば請求項１〜６
記載の超音波モータ付き直動機構を電子機器に用い、移
動部材により光学的な距離を可変することを特徴とす
る。これにより電子機器の小型化、低電力化、並びに振
動等の外乱に強く、また電磁ノイズの影響を受けない電
子機器が実現できる。
記載の超音波モータ付き直動機構を電子機器に用い、移
動部材により光学的な距離を可変することを特徴とす
る。これにより電子機器の小型化、低電力化、並びに振
動等の外乱に強く、また電磁ノイズの影響を受けない電
子機器が実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図１から図１０を参照して本
発明を適用した実施の形態を詳細に説明する。 ｛実施の形態1｝図２は、本発明の超音波モータを用い
た直動機構の第一の例のブロック図を示したものであ
る。超音波モータ１は、圧電素子を有する振動体に弾性
振動を発生するステータ２と、ステータの弾性振動によ
り摩擦力を介して回転運動に変換されるロータ７と、ス
テータとロータに適当な加圧力を与える第１の加圧機構
１０で構成されている。ここで、ステータ２は固定支持
部材１１に固定されており、ロータ７の回転運動は、回
転直動変換機構１２により移動体部１３の直動運動に変
換される。
発明を適用した実施の形態を詳細に説明する。 ｛実施の形態1｝図２は、本発明の超音波モータを用い
た直動機構の第一の例のブロック図を示したものであ
る。超音波モータ１は、圧電素子を有する振動体に弾性
振動を発生するステータ２と、ステータの弾性振動によ
り摩擦力を介して回転運動に変換されるロータ７と、ス
テータとロータに適当な加圧力を与える第１の加圧機構
１０で構成されている。ここで、ステータ２は固定支持
部材１１に固定されており、ロータ７の回転運動は、回
転直動変換機構１２により移動体部１３の直動運動に変
換される。
【００１３】図１は、本発明の超音波モータを用いた直
動機構の第一の例を示したものである。円板状の振動体
４はその中心を支持板３に固定された中心軸６によって
支持されている。振動体４の第1の面には圧電素子５が
接合されており、第２の面には振動体４の振動変位を拡
大し、ロータ７に回転力を与える突起４ａが設けられて
いる。ロータ４の中心には軸受８が設けられ、その中心
を中心軸６で案内している。また軸受８は、その外輪部
がロータに固定されており、内輪部は加圧ばね座９を介
して中心軸６に一端を固定された第１の加圧機構である
加圧ばね１０によって加圧することにより振動体４の突
起４ａとロータ７の間に接触圧を与える。ここで、圧電
素子５の圧電効果によって振動体４に励振された振動波
は摩擦力を介してロータ７の回転力に変換される。な
お、本発明に適用可能な超音波モータの具体例について
は、従来の特許公報に記載されており、詳細な説明は省
略する。例えば特開昭５８―１４８６８２公報に進行波
型を用いた超音波モータの基本原理および駆動方法が開
示されており、また、特開平 ２―２８７２８１号公報
には正逆回転が可能な単相駆動型の超音波モータの基本
原理および駆動方法が開示されている。特に、後者の方
式によれば、特開平７―１７０７７２公報に開示されて
いる自励発振回路を用いた駆動方式が容易に適用できる
ため、本発明における小型薄型な超音波モータ付き直動
機構が実現できる。
動機構の第一の例を示したものである。円板状の振動体
４はその中心を支持板３に固定された中心軸６によって
支持されている。振動体４の第1の面には圧電素子５が
接合されており、第２の面には振動体４の振動変位を拡
大し、ロータ７に回転力を与える突起４ａが設けられて
いる。ロータ４の中心には軸受８が設けられ、その中心
を中心軸６で案内している。また軸受８は、その外輪部
がロータに固定されており、内輪部は加圧ばね座９を介
して中心軸６に一端を固定された第１の加圧機構である
加圧ばね１０によって加圧することにより振動体４の突
起４ａとロータ７の間に接触圧を与える。ここで、圧電
素子５の圧電効果によって振動体４に励振された振動波
は摩擦力を介してロータ７の回転力に変換される。な
お、本発明に適用可能な超音波モータの具体例について
は、従来の特許公報に記載されており、詳細な説明は省
略する。例えば特開昭５８―１４８６８２公報に進行波
型を用いた超音波モータの基本原理および駆動方法が開
示されており、また、特開平 ２―２８７２８１号公報
には正逆回転が可能な単相駆動型の超音波モータの基本
原理および駆動方法が開示されている。特に、後者の方
式によれば、特開平７―１７０７７２公報に開示されて
いる自励発振回路を用いた駆動方式が容易に適用できる
ため、本発明における小型薄型な超音波モータ付き直動
機構が実現できる。
【００１４】回転体部１４はロータ７の円周方向に対し
て少なくても一つ以上の厚みの異なる傾斜部を有すると
ともにロータと一体になって回転運動されるように固定
されており、回転体部１４の傾斜部に少なくとも一部分
が接する突起部を有する直動体部１５が、ロータの回転
運動にともないガイド部材１７ａ、１７ｂを案内とする
ことでロータの厚み方向に直動運動される。直動体部１
５の一部には駆動対象となる移動体部１３を有する。こ
こで、移動体１３と直動体部１５が回転体部１４に適当
な圧力をもって加圧接触されるように第２の加圧機構で
ある加圧ばね１６を設けたことにより微小なガタ量を補
正することが可能となり、高精度な超音波モータ付き直
動機構が実現される。尚、第２の加圧機構である加圧ば
ね１６における加圧力は、第１の加圧機構である加圧ば
ねの加圧力よりも小さく設定することにより、超音波モ
ータの駆動力は移動部材の負荷などの外乱に対して影響
を受けないため、小型・薄型でも安定し駆動力が得られ
る超音波モータ付き直動機構が実現できる。
て少なくても一つ以上の厚みの異なる傾斜部を有すると
ともにロータと一体になって回転運動されるように固定
されており、回転体部１４の傾斜部に少なくとも一部分
が接する突起部を有する直動体部１５が、ロータの回転
運動にともないガイド部材１７ａ、１７ｂを案内とする
ことでロータの厚み方向に直動運動される。直動体部１
５の一部には駆動対象となる移動体部１３を有する。こ
こで、移動体１３と直動体部１５が回転体部１４に適当
な圧力をもって加圧接触されるように第２の加圧機構で
ある加圧ばね１６を設けたことにより微小なガタ量を補
正することが可能となり、高精度な超音波モータ付き直
動機構が実現される。尚、第２の加圧機構である加圧ば
ね１６における加圧力は、第１の加圧機構である加圧ば
ねの加圧力よりも小さく設定することにより、超音波モ
ータの駆動力は移動部材の負荷などの外乱に対して影響
を受けないため、小型・薄型でも安定し駆動力が得られ
る超音波モータ付き直動機構が実現できる。
【００１５】図３は超音波モータを用いた直動機構の第
一の例の変形例一を示したブロック図である。基本構成
は図１に示したものと変わり無いが、移動体部１３の移
動量を移動体検出手段にて検出し、その信号を制御回路
に送って、超音波モータ駆動回路にて位置を補正駆動す
る仕組みを示したものである。移動体検出手段として
は、光の変化量としての強弱、干渉、波長や、磁気の変
化量などである。
一の例の変形例一を示したブロック図である。基本構成
は図１に示したものと変わり無いが、移動体部１３の移
動量を移動体検出手段にて検出し、その信号を制御回路
に送って、超音波モータ駆動回路にて位置を補正駆動す
る仕組みを示したものである。移動体検出手段として
は、光の変化量としての強弱、干渉、波長や、磁気の変
化量などである。
【００１６】図４は超音波モータを用いた直動機構の第
一の例の変形例二を示した図である。基本的な構成は図
１と同じであるが、固定支持部材１１にファイバー２０
及びレンズ２４を中心部に配したコネクター２２を取り
付けており、同様に移動部材１３にファイバー２１及び
レンズ２５を中心部に配したコネクター２３を取り付け
ることで、超音波モータの回転により移動体部１３を直
動させることで、ファイバー２２から出る光の強度をフ
ァイバー２１で受光する際の光学的な強度を可変するよ
うにしている。このような構成とすることで、例えば、
小型化、低電力化、並びに振動等の外乱に強く、また電
磁ノイズの影響を受けない光情報通信用モジュールであ
るアッテネータが実現できる。
一の例の変形例二を示した図である。基本的な構成は図
１と同じであるが、固定支持部材１１にファイバー２０
及びレンズ２４を中心部に配したコネクター２２を取り
付けており、同様に移動部材１３にファイバー２１及び
レンズ２５を中心部に配したコネクター２３を取り付け
ることで、超音波モータの回転により移動体部１３を直
動させることで、ファイバー２２から出る光の強度をフ
ァイバー２１で受光する際の光学的な強度を可変するよ
うにしている。このような構成とすることで、例えば、
小型化、低電力化、並びに振動等の外乱に強く、また電
磁ノイズの影響を受けない光情報通信用モジュールであ
るアッテネータが実現できる。
【００１７】図５は超音波モータを用いた直動機構の第
一の例の変形例三を示した図である。基本的な構成は図
１と同じであるが、固定支持部材１１にレンズ２６を取
り付けており、同様に移動部材１３にレンズ２７を取り
付けることで、超音波モータの回転により移動体部１３
を直動させることで、光学的な距離を可変するようにし
ている。このような構成とすることで、例えば、小型
化、低電力化、並びに振動等の外乱に強く、また電磁ノ
イズの影響を受けないカメラ、ビデオカメラ、光ピック
アップなどのアイリス機構や、オートフォーカス機構、
焦点設定機構が実現できる。
一の例の変形例三を示した図である。基本的な構成は図
１と同じであるが、固定支持部材１１にレンズ２６を取
り付けており、同様に移動部材１３にレンズ２７を取り
付けることで、超音波モータの回転により移動体部１３
を直動させることで、光学的な距離を可変するようにし
ている。このような構成とすることで、例えば、小型
化、低電力化、並びに振動等の外乱に強く、また電磁ノ
イズの影響を受けないカメラ、ビデオカメラ、光ピック
アップなどのアイリス機構や、オートフォーカス機構、
焦点設定機構が実現できる。
【００１８】図６は超音波モータを用いた直動機構の第
一の例の変形例四を示した図である。基本的な構成は図
１と同じであるが、先の実施例では軸受にベアリングを
用いていたのに対して、本実施例ではロータ７の中心部
にピボット部７ａを設け、固定支持部材１１もしくは支
持板３と一体的に構成されているばね座１８に設けた第
１の加圧機構である加圧ばね１０によりロータ７を振動
体４に加圧接触させている点で異なる。すなわち、小型
化に際しても簡易な構造で加圧機構が実現できるため、
小型な直動機構が実現できる。
一の例の変形例四を示した図である。基本的な構成は図
１と同じであるが、先の実施例では軸受にベアリングを
用いていたのに対して、本実施例ではロータ７の中心部
にピボット部７ａを設け、固定支持部材１１もしくは支
持板３と一体的に構成されているばね座１８に設けた第
１の加圧機構である加圧ばね１０によりロータ７を振動
体４に加圧接触させている点で異なる。すなわち、小型
化に際しても簡易な構造で加圧機構が実現できるため、
小型な直動機構が実現できる。
【００１９】図７は超音波モータを用いた直動機構の第
一の例の変形例五を示した図である。本実施例では、固
定支持部材１１に直接レンズ２７を設け、ロータと一体
化されたされるのとともに中心部にレンズ２７からの光
を貫通できる穴部１４ａを設けており、直動体部１５に
も直接レンズ２６を埋め込むことで、先の実施例に示し
た直動装置の更なる小型化を実現するものである。な
お、この場合の回転体部１４の駆動は、側面に配した振
動体４に生じた微小振動を突起４ａを介して伝えるもの
で、この場合の第１の加圧機構である加圧ばね１０は回
転体部１４の側面より振動体４に対して配されている。
なお、本実施例では、直接、振動体４で側面より駆動す
る場合を示したが、回転体部１４の外周部に歯車を形成
し、歯車減速輪列を介してモータより駆動することも可
能である。
一の例の変形例五を示した図である。本実施例では、固
定支持部材１１に直接レンズ２７を設け、ロータと一体
化されたされるのとともに中心部にレンズ２７からの光
を貫通できる穴部１４ａを設けており、直動体部１５に
も直接レンズ２６を埋め込むことで、先の実施例に示し
た直動装置の更なる小型化を実現するものである。な
お、この場合の回転体部１４の駆動は、側面に配した振
動体４に生じた微小振動を突起４ａを介して伝えるもの
で、この場合の第１の加圧機構である加圧ばね１０は回
転体部１４の側面より振動体４に対して配されている。
なお、本実施例では、直接、振動体４で側面より駆動す
る場合を示したが、回転体部１４の外周部に歯車を形成
し、歯車減速輪列を介してモータより駆動することも可
能である。
【００２０】なお、本実施例の超音波モータ付き直動機
構は、回転体部１４が直動体部１５と１点で接触する場
合を示したが、３点で接触されるようば突起部を有する
ことによれば、移動体部１３と一体に動作する直動体部
１５の力の作用点が回転体部に均等かつ安定に作用する
為、スムーズに動作するとともに、振動等の外乱に対し
て強くなる。 ｛実施の形態２｝本発明の実施の形態２について説明す
る。図８は本発明の超音波モータを用いた直動機構の第
二の例を示したもので、図９は本発明の超音波モータを
用いた直動機構の第二の例のブロック図を示したもので
ある。先の実施例と基本的な構成は同じであるが、異な
る点は、ステータとロータに適当な加圧力を与える第１
の加圧機構と、直動体部が回転体部に適当な圧力をもっ
て加圧接触されるように配置された第２の加圧機構とを
共通化させたことで、さらに小型・薄型な超音波モータ
付き直動機構が実現できる。すなわち、加圧ばね座１８
に固定された加圧ばね１０により、ロータと一体的に構
成された回転体部１５を加圧接触させるようにしてい
る。
構は、回転体部１４が直動体部１５と１点で接触する場
合を示したが、３点で接触されるようば突起部を有する
ことによれば、移動体部１３と一体に動作する直動体部
１５の力の作用点が回転体部に均等かつ安定に作用する
為、スムーズに動作するとともに、振動等の外乱に対し
て強くなる。 ｛実施の形態２｝本発明の実施の形態２について説明す
る。図８は本発明の超音波モータを用いた直動機構の第
二の例を示したもので、図９は本発明の超音波モータを
用いた直動機構の第二の例のブロック図を示したもので
ある。先の実施例と基本的な構成は同じであるが、異な
る点は、ステータとロータに適当な加圧力を与える第１
の加圧機構と、直動体部が回転体部に適当な圧力をもっ
て加圧接触されるように配置された第２の加圧機構とを
共通化させたことで、さらに小型・薄型な超音波モータ
付き直動機構が実現できる。すなわち、加圧ばね座１８
に固定された加圧ばね１０により、ロータと一体的に構
成された回転体部１５を加圧接触させるようにしてい
る。
【００２１】図１０は本発明の超音波モータを用いた直
動機構の第二の例の変形例一を示したものである。基本
的な構成は図８と同様であるが、移動体部にステージ２
８を設けることにより、負荷部材を駆動することで、電
子機器の小型化、低電力化、並びに振動等の外乱に強
く、また電磁ノイズの影響を受けない電子機器が実現で
きる。とくに、超小型で微動可能な直動ステージが実現
できる。
動機構の第二の例の変形例一を示したものである。基本
的な構成は図８と同様であるが、移動体部にステージ２
８を設けることにより、負荷部材を駆動することで、電
子機器の小型化、低電力化、並びに振動等の外乱に強
く、また電磁ノイズの影響を受けない電子機器が実現で
きる。とくに、超小型で微動可能な直動ステージが実現
できる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明は回転型の超音波
モータと、回転運動を直動運動に変換するための回転直
動変換機構により、超音波モータの回転運動を移動体部
の直動運動に変換される超音波モータ付き直動機構を実
現させるものであり、これによりバックラッシュがなく
高精度で粗動と微動の送りができ、また剛性が強く外部
の振動等の影響を受け難い直動機構が構成できる。
モータと、回転運動を直動運動に変換するための回転直
動変換機構により、超音波モータの回転運動を移動体部
の直動運動に変換される超音波モータ付き直動機構を実
現させるものであり、これによりバックラッシュがなく
高精度で粗動と微動の送りができ、また剛性が強く外部
の振動等の影響を受け難い直動機構が構成できる。
【００２３】また、小型で高出力の超音波モータを使っ
ていることから機構全体の小型・薄型化、並びに磁気の
影響を受けずまた他に影響を与えない直動機構が構成で
きる。また、停止時に消費電力を要しない点も特徴であ
る。従って、小型で低消費電力で高精度位置決めが可能
な超音波モータ付き直動機構並びにそれを用いた電子機
器が実現できる。
ていることから機構全体の小型・薄型化、並びに磁気の
影響を受けずまた他に影響を与えない直動機構が構成で
きる。また、停止時に消費電力を要しない点も特徴であ
る。従って、小型で低消費電力で高精度位置決めが可能
な超音波モータ付き直動機構並びにそれを用いた電子機
器が実現できる。
【図１】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例を示したものである。
の例を示したものである。
【図２】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例のブロック図を示したものである。
の例のブロック図を示したものである。
【図３】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例の変形例一を示したものである。
の例の変形例一を示したものである。
【図４】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例の変形例二を示したものである。
の例の変形例二を示したものである。
【図５】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例の変形例三を示したものである。
の例の変形例三を示したものである。
【図６】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例の変形例四を示したものである。
の例の変形例四を示したものである。
【図７】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第一
の例の変形例五を示したものである。
の例の変形例五を示したものである。
【図８】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第二
の例を示したものである。
の例を示したものである。
【図９】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第二
の例のブロック図を示したものである。
の例のブロック図を示したものである。
【図１０】本発明の超音波モータを用いた直動機構の第
二の例の変形例一を示したものである。
二の例の変形例一を示したものである。
１ 超音波モータ ２ ステータ ３ 支持板 ４ 振動体 ４ａ 突起 ５ 圧電素子 ６ 中心軸 ７ ロータ ８ 軸受 ９ 、１８ 加圧ばね座 １０ 加圧ばね １１ 固定支持部材 １２ 回転直動機構 １３ 移動体部 １４ 回転体部 １５ 直動体部 １６ 第２の加圧ばね １７ａ、１７ｂ ガイド部材 ２０、２１ ファイバー ２２、２３ コネクター ２４、２５、２６、２７ レンズ ２８ ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 誠 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 5H680 AA06 AA19 BB03 BB13 BB16 BC00 BC01 CC07 DD01 DD15 DD23 DD53 DD59 DD66 DD73 DD85 DD92 DD93 EE03 EE11 EE22
Claims (9)
- 【請求項１】 超音波モータの回転運動を移動体の直進
運動に変換する超音波モータを用いた直動機構におい
て、固定支持部材と、前記固定支持部材に固定されると
ともに、圧電素子を有する振動体に弾性振動を発生する
ステータと、前記ステータの弾性振動により摩擦力を介
して回転運動に変換されるロータと、前記ステータと前
記ロータに適当な加圧力を与える第１の加圧機構と、前
記ロータの回転運動を直動運動に変換するための回転直
動変換機構と、前記回転直動変換機構により前記ロータ
の回転運動に伴ない前記固定支持部材との間を直動運動
される移動体部とから構成される超音波モータ付き直動
機構。 - 【請求項２】 前記回転直動変換機構は、固定支持部材
に固定されたガイド部材と、前記ロータの円周方向に対
して厚みの異なる傾斜部を有するとともにロータと一体
になって回転運動される回転体部と、前記回転体部の傾
斜部に少なくとも一部分が接する突起部を有するのとと
もに前記ロータの回転運動にともない前記ガイド部材を
案内とすることでロータの厚み方向に直動運動される直
動体部と、移動体と直動体部が回転体部に適当な圧力を
もって加圧接触されるように配置された第２の加圧機構
とから構成されることを特徴とする請求項１記載の超音
波モータ付き直動機構。 - 【請求項３】 前記第２の加圧機構における加圧力が、
前記第１の加圧機構における加圧力よりも小さいことを
特徴とする請求項１ないし請求項２記載の超音波モータ
付き直動機構。 - 【請求項４】 前記回転体部と前記移動部材とが一体的
に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求
項３記載の超音波モータ付き直動機構。 - 【請求項５】 超音波モータの回転運動を移動体の直進
運動に変換する超音波モータを用いた直動機構におい
て、固定支持部材と、前記固定支持部材に固定されると
ともに、圧電素子を有する振動体に弾性振動を発生する
ステータと、前記ステータの弾性振動により摩擦力を介
して回転運動に変換されるロータと、固定支持部材に固
定されたガイド部材と、前記ロータの円周方向に対して
厚みの異なる傾斜部を有するとともにロータと一体にな
って回転運動される回転体部と、前記回転体部の傾斜部
に少なくとも一部分が接する突起部を有するのとともに
前記ロータの回転運動にともない前記ガイド部材を案内
とすることでロータの厚み方向に直動運動される直動体
部と、前記ステータと前記ロータに適当な加圧力を与え
るのとともに直動体部が回転体部に適当な圧力をもって
加圧接触されるように配置された加圧機構と、前記回転
体部と一体的に構成され前記ロータの回転運動に伴ない
前記固定支持部材との間を直動運動される移動部材とか
ら構成される超音波モータ付き直動機構。 - 【請求項６】 前記回転体部は前記直動体部と３点で接
触されるようば突起部を有することを特徴とする請求項
１ないし請求項５記載の超音波モータ付き直動機構。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６記載の超音波モ
ータ付き直動機構を有し、前記移動部材により負荷部材
を駆動することを特徴とする電子機器。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項６記載の超音波モ
ータ付き直動機構を有し、前記移動部材により前記固定
支持部材との光学的な強度を可変することを特徴とする
電子機器。 - 【請求項９】 請求項１ないし請求項６記載の超音波モ
ータ付き直動機構を有し、前記移動部材により前記固定
支持部材との光学的な距離を可変することを特徴とする
電子機器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26932599A JP4497594B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 超音波モータを用いた直動機構およびそれを用いた電子機器 |
| US09/663,878 US6765334B1 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-15 | Linear or pivotal motion mechanism using ultrasonic motor and electronic device equipped with linear or pivotal motion mechanism |
| EP00308077A EP1087514A3 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-18 | Linear motion mechanism using rotary ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26932599A JP4497594B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 超音波モータを用いた直動機構およびそれを用いた電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001095270A true JP2001095270A (ja) | 2001-04-06 |
| JP4497594B2 JP4497594B2 (ja) | 2010-07-07 |
Family
ID=17470793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26932599A Expired - Fee Related JP4497594B2 (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-22 | 超音波モータを用いた直動機構およびそれを用いた電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4497594B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129606A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ及びそれを用いた電子機器 |
| CN111530534A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-14 | 蔡永霞 | 一种手持压电式捣药杵 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02119548A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | リニア・アクチエータ |
| JPH04211210A (ja) * | 1991-02-12 | 1992-08-03 | Canon Inc | 振動モータを用いたレンズ鏡筒 |
| JPH04251584A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-09-07 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | 微小移動機構 |
| JPH05203772A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-10 | Olympus Optical Co Ltd | 回転駆動装置 |
| JPH06113570A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Alps Electric Co Ltd | 直動装置 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26932599A patent/JP4497594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02119548A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | リニア・アクチエータ |
| JPH04251584A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-09-07 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | 微小移動機構 |
| JPH04211210A (ja) * | 1991-02-12 | 1992-08-03 | Canon Inc | 振動モータを用いたレンズ鏡筒 |
| JPH05203772A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-10 | Olympus Optical Co Ltd | 回転駆動装置 |
| JPH06113570A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Alps Electric Co Ltd | 直動装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129606A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ及びそれを用いた電子機器 |
| JP4610993B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2011-01-12 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ付電子機器 |
| CN111530534A (zh) * | 2020-05-10 | 2020-08-14 | 蔡永霞 | 一种手持压电式捣药杵 |
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|---|---|
| JP4497594B2 (ja) | 2010-07-07 |
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