JP2001268949A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JP2001268949A JP2001268949A JP2000079819A JP2000079819A JP2001268949A JP 2001268949 A JP2001268949 A JP 2001268949A JP 2000079819 A JP2000079819 A JP 2000079819A JP 2000079819 A JP2000079819 A JP 2000079819A JP 2001268949 A JP2001268949 A JP 2001268949A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- piezoelectric element
- ultrasonic motor
- vibration
- supporting
- 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
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、振動子の振動をできる限り弱め
ず、かつ振動子と支持体を強固に支持固定することがで
きる超音波モータの提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の超音波モータは、円板状の弾性
体と、前記弾性体に圧電素子もしくは、電歪素子を接合
してなる振動子と、該圧電素子もしくは、電歪素子に超
音波領域の電気信号を印加して前記振動子に配設された
駆動子と摩擦圧接されてなるロータと前記振動子を支持
固定する支持体を有する超音波モータにおいて、振動子
の中心部で、前記振動子と支持体との間に樹脂やゴム等
のカラーを介在させてネジやかしめ等の方法により支持
固定したことを特徴とするものである。
ず、かつ振動子と支持体を強固に支持固定することがで
きる超音波モータの提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の超音波モータは、円板状の弾性
体と、前記弾性体に圧電素子もしくは、電歪素子を接合
してなる振動子と、該圧電素子もしくは、電歪素子に超
音波領域の電気信号を印加して前記振動子に配設された
駆動子と摩擦圧接されてなるロータと前記振動子を支持
固定する支持体を有する超音波モータにおいて、振動子
の中心部で、前記振動子と支持体との間に樹脂やゴム等
のカラーを介在させてネジやかしめ等の方法により支持
固定したことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電素子を用いて駆
動力を発生する超音波モータに係わり、特に振動子の支
持固定に関するものである。
動力を発生する超音波モータに係わり、特に振動子の支
持固定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、圧電セラミック等の圧電素子を用
いた振動子に弾性振動を励振し、これを駆動力とした超
音波モータが注目されている。一般に、超音波モータを
大別すると、振動子に厚み屈曲振動の定在波を起こす、
いわゆる定在波方式と、振動子に位置的、位相的にずれ
た屈曲振動を起こし進行波を発生させる、いわゆる進行
波方式が知られている。いずれの方式に於いても振動子
を固定する際には、振動子の振動を弱めることなく固定
することが必要である。このように出力を低減させず
に、振動子を支持する方法として、振動子の少なくとも
１個以上の振動することがない節部にて支持体を接触さ
せることで支持固定を行なう方法が知られている。（例
えば、特開平１−１４４３７１、特開平４−７５４７２
など）
いた振動子に弾性振動を励振し、これを駆動力とした超
音波モータが注目されている。一般に、超音波モータを
大別すると、振動子に厚み屈曲振動の定在波を起こす、
いわゆる定在波方式と、振動子に位置的、位相的にずれ
た屈曲振動を起こし進行波を発生させる、いわゆる進行
波方式が知られている。いずれの方式に於いても振動子
を固定する際には、振動子の振動を弱めることなく固定
することが必要である。このように出力を低減させず
に、振動子を支持する方法として、振動子の少なくとも
１個以上の振動することがない節部にて支持体を接触さ
せることで支持固定を行なう方法が知られている。（例
えば、特開平１−１４４３７１、特開平４−７５４７２
など）
【０００３】しかし、従来の構成では節部にてビスなど
で強固に振動子と支持体とを支持固定すると、振動子の
振動が弱められたり極端な場合には振動が停止してしま
うという問題を有していた。また、逆に振動子の振動を
できる限り弱めないように振動子を支持固定しようとす
ると、振動子の位置がずれたり、支持固定する強度が不
足し、騒音の発生などが起こるという問題点があった。
更に、振動子の節部に設けたリング状の溝に支持体の突
起を係合する方法で支持体と固定しようとしても、今度
は係合部からはずれないように別の方法で振動子と支持
体を固定しなければならないという問題があった。
で強固に振動子と支持体とを支持固定すると、振動子の
振動が弱められたり極端な場合には振動が停止してしま
うという問題を有していた。また、逆に振動子の振動を
できる限り弱めないように振動子を支持固定しようとす
ると、振動子の位置がずれたり、支持固定する強度が不
足し、騒音の発生などが起こるという問題点があった。
更に、振動子の節部に設けたリング状の溝に支持体の突
起を係合する方法で支持体と固定しようとしても、今度
は係合部からはずれないように別の方法で振動子と支持
体を固定しなければならないという問題があった。
【０００４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、振動子の振動をできる限り弱
めず、かつ振動子と支持体を強固に支持固定することが
できる超音波モータを提供することにある。
めになされたものであり、振動子の振動をできる限り弱
めず、かつ振動子と支持体を強固に支持固定することが
できる超音波モータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに、振動子の振動が比較的小さく全体の振動に与える
影響の少ない中心部で、前記振動子と支持体との間に防
振材である樹脂やゴム等のカラーを介在させてネジやか
しめ等の方法により支持固定する。
めに、振動子の振動が比較的小さく全体の振動に与える
影響の少ない中心部で、前記振動子と支持体との間に防
振材である樹脂やゴム等のカラーを介在させてネジやか
しめ等の方法により支持固定する。
【０００６】すなわち、本発明の超音波モータは、円板
状の弾性体１と、前記弾性体１に圧電素子２もしくは、
電歪素子を接合してなる振動子３と、該圧電素子２もし
くは、電歪素子に超音波領域の電気信号を印加して前記
振動子３に配設された駆動子４ｂと摩擦圧接されてなる
ロータ６と前記振動子３を支持固定する支持体７を有す
る超音波モータにおいて、振動子３の中心部で、前記振
動子３と支持体７との間に樹脂やゴム等のカラー８を介
在させてネジやかしめ等の方法により支持固定したこと
を特徴とするものである。
状の弾性体１と、前記弾性体１に圧電素子２もしくは、
電歪素子を接合してなる振動子３と、該圧電素子２もし
くは、電歪素子に超音波領域の電気信号を印加して前記
振動子３に配設された駆動子４ｂと摩擦圧接されてなる
ロータ６と前記振動子３を支持固定する支持体７を有す
る超音波モータにおいて、振動子３の中心部で、前記振
動子３と支持体７との間に樹脂やゴム等のカラー８を介
在させてネジやかしめ等の方法により支持固定したこと
を特徴とするものである。
【０００７】
【発明の作用】本発明によれば、振動子３の振動が比較
的小さい中心部で振動子３と支持体７との間に防振材で
ある樹脂やゴム等のカラー８を介在させてネジやかしめ
等の方法により支持固定することにより、支持固定によ
る損失を小さくするとともに支持機構を簡素化し、また
防振材によって不要な振動による騒音を防ぎ、出力が向
上した小型の超音波モータを実現できる。
的小さい中心部で振動子３と支持体７との間に防振材で
ある樹脂やゴム等のカラー８を介在させてネジやかしめ
等の方法により支持固定することにより、支持固定によ
る損失を小さくするとともに支持機構を簡素化し、また
防振材によって不要な振動による騒音を防ぎ、出力が向
上した小型の超音波モータを実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例を示
し、図１（ｂ）は、図１（ａ）の振動子の圧電素子側か
ら見た透視図を示している。図１（ｃ）は、図１（ｂ）
のＢ１−Ｂ２の断面における動作波形図を示している。
づき説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例を示
し、図１（ｂ）は、図１（ａ）の振動子の圧電素子側か
ら見た透視図を示している。図１（ｃ）は、図１（ｂ）
のＢ１−Ｂ２の断面における動作波形図を示している。
【０００９】図１（ａ）において、１は、円板形の弾性
体、２は圧電素子、３は前記弾性体１に圧電素子２を貼
り合わせてなる振動子、４ａ、４ｂは、振動子３上に設
けられた駆動子、５は、耐摩耗材料からなるライニング
材、６は、該ライニング材を接着固定してなる出力軸で
あるロータ、７は振動子３を受ける支持体、８は防振材
である樹脂やゴム等のカラーを示している。ロータ６
は、ライニング材５を介して、振動子３の駆動子４ａ、
４ｂと加圧接触している。振動子３と支持体７は振動子
３の中心部に於いてカラー８を介してネジやかしめの方
法にて支持固定されている。 図１（ｂ）において、圧
電素子２は、主振動系の圧電素子９ａ、９ｂと、前記主
振動系の圧電素子に対応して配設されてなる方向切替系
の圧電素子１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂにより構成
されている。
体、２は圧電素子、３は前記弾性体１に圧電素子２を貼
り合わせてなる振動子、４ａ、４ｂは、振動子３上に設
けられた駆動子、５は、耐摩耗材料からなるライニング
材、６は、該ライニング材を接着固定してなる出力軸で
あるロータ、７は振動子３を受ける支持体、８は防振材
である樹脂やゴム等のカラーを示している。ロータ６
は、ライニング材５を介して、振動子３の駆動子４ａ、
４ｂと加圧接触している。振動子３と支持体７は振動子
３の中心部に於いてカラー８を介してネジやかしめの方
法にて支持固定されている。 図１（ｂ）において、圧
電素子２は、主振動系の圧電素子９ａ、９ｂと、前記主
振動系の圧電素子に対応して配設されてなる方向切替系
の圧電素子１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂにより構成
されている。
【００１０】次に、上記の定在波方式の超音波モータの
動作について説明する。いま、主振動系の圧電素子９
ａ、９ｂと方向切替系の第二の圧電素子１０ａ、１０ｂ
にて屈曲共振させると、図１（ｂ）に示すように、通電
しないエリア１１ａ、１１ｂ上のＡ１−Ａ２線上に振動
の節直径ができる。図１（ｃ）は、この間の駆動子４ａ
がロータ側に曲がったときの動きを示している。つま
り、駆動子４ａは節直径Ａ１−Ａ２との位置関係によ
り、上下方向に△ｙ、水平方向に△ｘ同時に変位する。
よって、駆動子４ａに当接しているロータ６は、図１
（Ｃ）で右方への力を受け図８（ｂ）でみると、左回転
になる。また、このときもう一方の駆動子４ｂは、ロー
タから遠ざかる姿勢になり、次の半サイクルでは、駆動
子４ｂが働き、駆動子４ａが休むことになり、かくして
交互にロータを回転する。このような動作を繰り返す
際、振動子３は支持体７と振動子３の中心部に於いてカ
ラー８を介してネジやかしめの方法にて支持固定されて
いる為、振動子３の振動を弱めることなく駆動子４ａ、
４ｂを良好に駆動させることができる。
動作について説明する。いま、主振動系の圧電素子９
ａ、９ｂと方向切替系の第二の圧電素子１０ａ、１０ｂ
にて屈曲共振させると、図１（ｂ）に示すように、通電
しないエリア１１ａ、１１ｂ上のＡ１−Ａ２線上に振動
の節直径ができる。図１（ｃ）は、この間の駆動子４ａ
がロータ側に曲がったときの動きを示している。つま
り、駆動子４ａは節直径Ａ１−Ａ２との位置関係によ
り、上下方向に△ｙ、水平方向に△ｘ同時に変位する。
よって、駆動子４ａに当接しているロータ６は、図１
（Ｃ）で右方への力を受け図８（ｂ）でみると、左回転
になる。また、このときもう一方の駆動子４ｂは、ロー
タから遠ざかる姿勢になり、次の半サイクルでは、駆動
子４ｂが働き、駆動子４ａが休むことになり、かくして
交互にロータを回転する。このような動作を繰り返す
際、振動子３は支持体７と振動子３の中心部に於いてカ
ラー８を介してネジやかしめの方法にて支持固定されて
いる為、振動子３の振動を弱めることなく駆動子４ａ、
４ｂを良好に駆動させることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば振動子の
振動が比較的小さい中心部で振動子と支持体との間に防
振材である樹脂やゴム等のカラーを介在させてネジやか
しめ等の方法により支持固定することにより、振動子の
振動をできる限り弱めることなく、強固に支持固定する
ことが出来、その結果振動が弱められたり、振動子の位
置がずれたり、あるいは支持固定する強度不足による騒
音を防止することができる、安定で効率の良い超音波モ
ータを提供できる。
振動が比較的小さい中心部で振動子と支持体との間に防
振材である樹脂やゴム等のカラーを介在させてネジやか
しめ等の方法により支持固定することにより、振動子の
振動をできる限り弱めることなく、強固に支持固定する
ことが出来、その結果振動が弱められたり、振動子の位
置がずれたり、あるいは支持固定する強度不足による騒
音を防止することができる、安定で効率の良い超音波モ
ータを提供できる。
【図１】 本発明の超音波モータの第一実施例を示し、
（ａ）はその断面図、（ｂ）は圧電素子側から見た透視
図。（ｃ）は、動作説明のための模式図。
（ａ）はその断面図、（ｂ）は圧電素子側から見た透視
図。（ｃ）は、動作説明のための模式図。
１ 弾性体、 ２ 圧電素子、 ３ 振動子、 ４、４
ａ、４ｂ 駆動子、 ５ ライニング材、 ６ ロータ、 ７ 支持体、 ８ カ
ラー、９ａ、９ｂ 主振動系の圧電素子、 １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ 方向切替系の圧電素
子、
ａ、４ｂ 駆動子、 ５ ライニング材、 ６ ロータ、 ７ 支持体、 ８ カ
ラー、９ａ、９ｂ 主振動系の圧電素子、 １０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ 方向切替系の圧電素
子、
Claims (1)
- 【請求項１】円板状の弾性体と、前記弾性体に圧電素子
もしくは、電歪素子を接合してなる振動子と、該圧電素
子もしくは、電歪素子に超音波領域の電気信号を印加し
て前記振動子に配設された駆動子と摩擦圧接されてなる
ロータと前記振動子を支持固定する支持体を有する超音
波モータにおいて、振動子の中心部で、前記振動子と支
持体との間に樹脂やゴム等のカラーを介在させてネジや
かしめ等の方法により支持固定したことを特徴とする超
音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079819A JP2001268949A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000079819A JP2001268949A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001268949A true JP2001268949A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=18597016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000079819A Pending JP2001268949A (ja) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001268949A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7635139B2 (en) | 2004-03-26 | 2009-12-22 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Lateral displacement preventing device for stabilizer |
| EP2161767A2 (en) | 2008-09-09 | 2010-03-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driving device |
| CN109391169A (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-26 | 佳能株式会社 | 振动波马达和使用振动波马达的电子设备 |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000079819A patent/JP2001268949A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7635139B2 (en) | 2004-03-26 | 2009-12-22 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Lateral displacement preventing device for stabilizer |
| EP2161767A2 (en) | 2008-09-09 | 2010-03-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driving device |
| EP2242123A2 (en) | 2008-09-09 | 2010-10-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driving device |
| US7969065B2 (en) | 2008-09-09 | 2011-06-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driving device |
| US8339016B2 (en) | 2008-09-09 | 2012-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driving device |
| CN109391169A (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-26 | 佳能株式会社 | 振动波马达和使用振动波马达的电子设备 |
| US11190111B2 (en) | 2017-08-14 | 2021-11-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor and electronic equipment using vibration wave motor |
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