JP2009268209A - 超音波モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、構成簡易にして、小形化の促進を図り得、且つ、組立て作業の容易化を図り得るようにした超音波モータを提供することにある。
【解決手段】縦振動及び屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生する圧電素子10の下面側に螺子孔161を有した連結部材16を突設して、この連結部材16を被駆動体12及び転動体14を位置決めする位置決め板15を遊挿させた状態で、その螺子孔161に下面側から固定部材13を通させた螺子部材17を、押圧ばね部材18を介在させて螺着するように構成したものである。
【選択図】 図4
【解決手段】縦振動及び屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生する圧電素子10の下面側に螺子孔161を有した連結部材16を突設して、この連結部材16を被駆動体12及び転動体14を位置決めする位置決め板15を遊挿させた状態で、その螺子孔161に下面側から固定部材13を通させた螺子部材17を、押圧ばね部材18を介在させて螺着するように構成したものである。
【選択図】 図4
Description
この発明は、例えばデジタルカメラの手振れ補正ユニットやAFレンズ等のアクチュエータとして用いられている超音波モータに関する。
一般に、この種の超音波モータは、圧電素子に電圧を印加して縦振動と屈曲振動を励起させて楕円振動を発生させ、この楕円振動を、駆動子を介して被駆動体に伝達し、該被駆動体を摩擦駆動するように構成されている。
このような超音波モータは、圧電素子の屈曲振動の腹に駆動子を配し、この駆動子の上面側に位置決め・加圧機構が組付け配置されている(例えば、特許文献1参照。)。この位置決め・加圧機構は、圧電素子の駆動子を、リニアガイド機構を介して直線移動可能に配された被駆動体に加圧接触させることにより、圧電素子で発生した楕円振動による駆動力を、駆動子を介して被駆動体に伝達可能とする。
特開2001−222323号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示される構成では、位置決め・加圧部材を圧電素子の上面側に組付け配置しているために、大形となるという問題を有する。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡易にして、小形化の促進を図り得、且つ、組立て作業の容易化を図り得るようにした超音波モータを提供することを目的とする。
この発明は、縦振動及び屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生させ、前記楕円振動により駆動力を得て被駆動体を駆動する超音波モータを、圧電素子と、前記圧電素子に設けられ、前記駆動力を前記被駆動体に伝達する駆動子と、前記被駆動体が転動体を介して直線移動自在に配置される固定部材と、前記被駆動体が前記固定部材に対して直線移動可能に前記圧電素子と前記固定部材とを連結する連結機構と、前記被駆動体が直線移動可能に前記被駆動体と前記駆動子との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生手段とを備えて構成した。
上記構成によれば、圧電素子は、連結機構により、被駆動体を固定部材に直線移動可能に配置した該固定部材に連結配置された状態で、摩擦力発生手段により、その駆動子が被駆動体に直線駆動可能に圧接されて摩擦力が付与されることにより、発生された楕円振動による駆動力が被駆動体に伝達される。
これにより、圧電素子を固定部材に対して連結する連結機構及び駆動子と被駆動体との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生手段を、被駆動体が組付配置される圧電素子の下面側に配置することが可能となり、容易な組立て作業が実現され、しかも、小形化の促進を図ることが可能となる。
以上述べたように、この発明によれば、構成簡易にして、小形化の促進を図り得、且つ、組立て作業の容易化を図り得るようにした超音波モータを提供することができる。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1乃至図3は、この発明の一実施の形態に係る超音波モータの外観構成を示すもので、図1は、正面側から見た状態を示し、図2は、上面側から見た状態を示し、図3は、下面側から見た状態を示したものである。
即ち、圧電素子10は、例えばセラミック製の複数の電極板が積層されて矩形状(四角柱形状)に形成され、各電極板に電圧が印加されると、縦振動及び屈曲振動が同時に励起されて楕円振動を発生させる。
そして、この圧電素子10には、その下面の、例えば屈曲振動の腹に駆動子11が接着剤を用いて所定の間隔に固着され、この駆動子11は、可動部材である被駆動体12に接触されている。この被駆動体12は、リニアガイド機構を構成する固定部材13にボール等の転動体14を介して矢印方向に移動自在に設けられる。この転動体14は、リテーナと称する位置決め板15により、回転自在に位置決めされて被駆動体12と固定部材13との間に組付け配置されている。
また、上記圧電素子10には、図4に示すようにその縦振動の節に対応する上面側に連結機構を構成する螺子孔部である連結部材16が突設され、この連結部材16には、螺子孔161が形成されている。この連結部材16は、上記被駆動体12及び位置決め板15の設けられる移動案内用の開口121,151に順に移動可能に挿通された後、その先端部が上記固定部材13に設けられた位置決め用の凹部131に係合されて固定部材13に対して位置決めされている。
この固定部材13の凹部131には、挿通孔132が設けられている(図4参照)。そして、この凹部131の挿通孔132には、固定部材13の下面側より螺子部材17が、摩擦力発生手段を構成する板ばねやコイルばね等の押圧ばね部材18を介在させて挿通され、該螺子部材17の先端部が上記連結部材16の螺子孔161に螺合される。
このようにして、固定部材13には、上記圧電素子10が連結部材16を介して位置決めされて一体的に組付けられた状態で、被駆動体12が、転動体14を介して矢印方向に移動可能に組付けられる。この際、押圧ばね部材18は、圧電素子10の駆動子11と被駆動体12との間に互いに引き合う方向の付勢力を付与し、これら駆動子11と被駆動体12との間に駆動力が伝達可能な摩擦力を発生させる。
上記圧電素子10、被駆動体12及び固定部材13は、例えば図5に示すようにそれぞれが移動方向の略中心である左右対称な位置にある状態において、被駆動体12と連結部材16との間隔をL、被駆動体12の連結部材16と対向する一端と駆動子11の一端との間隔をM、被駆動体12が一方に移動可能な距離をIとすると、
L=Mのとき、I=L=M
L>Mのとき、I=M
L<Mのとき、I=L
の関係に設定されている。これにより、リニアガイド機構を構成する被駆動体12及び固定部材13は、圧電素子10の下面側への高精度な組付け配置を容易に行うことが可能となる。
L=Mのとき、I=L=M
L>Mのとき、I=M
L<Mのとき、I=L
の関係に設定されている。これにより、リニアガイド機構を構成する被駆動体12及び固定部材13は、圧電素子10の下面側への高精度な組付け配置を容易に行うことが可能となる。
また、上記圧電素子10の上面側には、例えば図示しない外部電極が導電性接着材を用いて固着され、この外部電極(図示せず)を介して図示しない駆動回路と配線接続されている。そして、圧電素子10は、上記駆動回路(図示せず)を介して電圧が印加されると、これに応動して、縦振動及び屈曲振動が励起されて、楕円振動が発生され、駆動力を得る。
この圧電素子10により発生された駆動力は、駆動子11を介して被駆動体12に伝達される。ここで、被駆動体12は、その開口121に挿通された連結部材16が、該開口121内を移動案内されることで、転動体14及び位置決め板15の作用により固定部材13に対して矢印方向に直線移動される。
このように、上記超音波モータは、縦振動及び屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生する圧電素子10の下面側に螺子孔161を有した連結部材16を突設して、この連結部材16を被駆動体12及び転動体14を位置決めする位置決め板15を遊挿させた状態で、その螺子孔161に下面側から固定部材13を通させた螺子部材17を、押圧ばね部材18を介在させて螺着するように構成した。
これによれば、圧電素子10の下面側に配した連結部材16の螺子孔161に対して、被駆動体12が転動体14及び位置決め板15を介して直線移動可能に配された固定部材13の下面側より押圧ばね部材18を介在させて挿通させた螺子部材17を、螺合させることにより、その押圧ばね部材18の付勢力により駆動子11が被駆動体12に直線駆動可能に圧接されて、圧電素子10で発生した楕円振動による駆動力が被駆動体12に伝達される。
この結果、圧電素子10を位置決めすると共に、圧電素子10の駆動子11と被駆動体12との間に摩擦力を発生させる連結部材16及び押圧ばね部材18を、リニアガイド機構が組付け配置される圧電素子10の下面側に配置することができるため、その組立て作業の容易化を図ることが可能となり、しかも、モータ全体の小形化を図ることが可能となる。
また、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、例えば図6乃至図8に示すように連結機構を構成することも可能で、同様に、有効な効果を期待することができる。但し、この図6乃至図8に示す各実施の形態の説明においては、便宜上、上記図1乃至図5に示す実施の形態と同一部分について、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図6に示す実施の形態では、上記固定部材13と圧電素子10とを連結する連結機構を構成する螺子孔部である凹状の螺子孔20を、圧電素子10の縦振動の節における下面に直接的に穿設する。そして、この螺子孔20には、上記押圧ばね部材18を介在した螺子部材17が、上記固定部材13に設けた挿通孔132に挿通されて螺着されて、圧電素子10と固定部材13とが連結される。
また、図7に示す実施の形態では、連結機構として、上記固定部材と圧電素子とを連結する螺子孔211を有した螺子孔部である連結部材21の一端に係止用鍔部212を形成する。そして、この連結部材21は、例えば圧電素子10の縦振動の節に上面側から内部を挿通させて、鍔部212を圧電素子10の上面に係止させることで、その螺子孔211を該圧電素子10の下面に着脱可能に配置する。
そして、この連結部材21の螺子孔211には、同様に上記固定部材12の挿通孔132に挿通された螺子部材17が押圧ばね部材18を介在して螺着され、固定部材13と圧電素子10との連結を実現する。
また、図8に示す実施の形態では、連結機構として、螺子孔221を有した螺子孔部である連結部材22を、上記圧電素子10の周囲に取付けられる枠状の取付部222の一辺に突出させ配置する。そして、この連結部材22は、その取付部222内に上記圧電素子10が挿通されることで圧電素子10に組付けられて、圧電素子の縦振動の節における下面に突設させて配置される。
この連結部材22の螺子孔221には、同様に上記固定部材13の挿通孔132に挿通された螺子部材17が押圧ばね部材18を介在して螺着され、固定部材13と圧電素子10との連結を実現する。
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
10…圧電素子、11…駆動子、12…被駆動体、121…開口、13…固定部材、131…凹部、132…挿通孔、14…転動体、15…位置決め板、151…開口、16…連結部材、161…螺子孔、17…螺子部材、18…押圧ばね部材、20…螺子孔、21…連結部材、211…螺子孔、22…連結部材、221…螺子孔、222…取付部。
Claims (7)
- 縦振動及び屈曲振動を同時に励起して楕円振動を発生させ、前記楕円振動により駆動力を得て被駆動体を駆動する超音波モータであって、
圧電素子と、
前記圧電素子に設けられ、前記駆動力を前記被駆動体に伝達する駆動子と、
前記被駆動体が転動体を介して直線移動自在に配置される固定部材と、
前記被駆動体が前記固定部材に対して直線移動可能に前記圧電素子と前記固定部材とを連結する連結機構と、
前記被駆動体が直線移動可能に前記被駆動体と前記駆動子との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生手段と、
を具備することを特徴とする超音波モータ。 - 前記摩擦力発生手段は、前記固定部材と前記連結機構との間に係着されるばね部材であることを特徴とする請求項1記載の超音波モータ。
- 前記連結機構は、前記圧電素子に設けられる螺子孔部と、前記固定部材を通して前記螺子孔部に螺着される螺子部材で構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の超音波モータ。
- 前記螺子孔部は、前記圧電素子の下面から突出して設けられていることを特徴とする請求項3記載の超音波モータ。
- 前記螺子孔部は、前記圧電素子内に凹状に設けられていることを特徴とする請求項3記載の超音波モータ。
- 前記螺子孔部は、前記圧電素子と別体に形成され、前記圧電素子に後付けされて配置されることを特徴とする請求項4又は5記載の超音波モータ。
- 前記圧電素子、前記可動部材及び前記固定部材が左右対称に位置されている状態において、前記可動部材と前記連結機構との間隔をL、前記可動部材の前記連結機構と対向する一端と前記駆動子の一端との間隔をM、前記可動部材が一方に移動可能な距離をIとすると、
L=Mのとき、I=L=M
L>Mのとき、I=M
L<Mのとき、I=L
の関係を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008112958A JP2009268209A (ja) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008112958A JP2009268209A (ja) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 超音波モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009268209A true JP2009268209A (ja) | 2009-11-12 |
Family
ID=41393343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008112958A Withdrawn JP2009268209A (ja) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | 超音波モータ |
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JP (1) | JP2009268209A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106656001A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-05-10 | 金陵科技学院 | 基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备 |
CN111750902A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-09 | 兰州理工大学 | 多灵敏度压电式螺栓松动监测装置及其使用与识别方法 |
-
2008
- 2008-04-23 JP JP2008112958A patent/JP2009268209A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106656001B (zh) * | 2016-10-31 | 2018-04-24 | 金陵科技学院 | 基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电设备 |
CN111750902A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-09 | 兰州理工大学 | 多灵敏度压电式螺栓松动监测装置及其使用与识别方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110705 |