JP2010226802A - Ultrasonic motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic motor which generates an elliptical vibration by a vertical and twisted vibration mode by using only a single vibrator, rotates a rotor by the elliptical vibration, and transmits a rotational force to the axial direction. <P>SOLUTION: The ultrasonic motor 10 includes: a laminated piezoelectric element 11 whose cross section vertical to a center axis has a rectangle length ratio; a holder 25 which is fixed to a common node between the vertical primary resonance vibration and the twisted tertiary resonance vibration of the laminated piezoelectric element 11; a rotor part 26a which is rotatively driven by contacting with a friction contact member 12 fixed to the elliptical vibration generation face of the laminated piezoelectric element 11; a shaft-integrated rotor 26 composed of a shaft which axially transmits a rotational force of the rotor part 26a; a nut 27 which pushes and presses the rotor part 26a; and a case 30 which holds the laminated piezoelectric element 11 via a vibrator holder 25. Then, the vertical primary resonance vibration which elongates and contracts in the axial direction of the rotation of the laminated piezoelectric element 11 and the twisted tertiary resonance vibration with the rotational axis as a twisted axis are synthesized to generate the elliptical vibration, thus rotating the shaft-integrated rotor 26. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波振動を駆動力源として被駆動体を駆動する超音波モータに関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic motor that drives a driven body using ultrasonic vibration as a driving force source.

例えば、下記特許文献1には、振動子の縦振動とねじれ振動を合成して楕円振動を発生させ、ロータを回転させる超音波モータが提案されている。そして、下記特許文献1の図1には、振動子の分解斜視図が描かれており、振動子軸方向に対し斜めにカッティングされた弾性体の間に、穴の空いた複数枚の板状圧電素子を2つの弾性部材で挟み込んだ積層構造の振動子を利用している。そして、下記特許文献1の実施の形態1では、上側の弾性部材から突出する程の長さを持つビスで挟み込んで固定しており、実施の形態2では下側の弾性部材にネジ部を構成して板状の圧電素子を挟み込んで固定している。   For example, Patent Document 1 below proposes an ultrasonic motor that rotates a rotor by synthesizing longitudinal vibration and torsional vibration of a vibrator to generate elliptical vibration. FIG. 1 of Patent Document 1 below shows an exploded perspective view of the vibrator, and a plurality of plate-like shapes having holes between elastic bodies cut obliquely with respect to the vibrator axis direction. A vibrator having a laminated structure in which a piezoelectric element is sandwiched between two elastic members is used. And in Embodiment 1 of the following patent document 1, it pinches | interposes and fixes with the screw | thread which has the length which protrudes from an upper elastic member, In 2nd Embodiment, a screw part is comprised in the lower elastic member. Thus, a plate-like piezoelectric element is sandwiched and fixed.

特開平9−117168号公報JP-A-9-117168

前記特許文献1に記載された超音波モータは、板状の圧電素子を重ね合わせることにより、振動子に縦・ねじれの振動モードを同時に発生させて上側の弾性部材の表面に貼り付けられた耐磨耗材に楕円運動を発生させて、そこにロータを押圧して回転させる仕組みになっている。しかしながら、どちらの実施の形態の構成も、(i)板状の圧電素子を重ね合わせて弾性体で挟み込む構造をとっているため、振動子の構成が複雑になる、(ii)上側の弾性部材から伸びた軸はロータを抑え付ける押圧機構の一部として利用しているだけであるため、軸方向に回転力を伝達させることができない。すなわち、ロータの外周方向のスペースに余裕がない機器等に、この超音波モータを利用するのは困難であるという課題を有していた。   The ultrasonic motor described in the above-mentioned patent document 1 has a plate-like piezoelectric element that is superposed so that longitudinal and torsional vibration modes are simultaneously generated in the vibrator and are attached to the surface of the upper elastic member. An elliptical motion is generated in the wear material, and the rotor is pressed and rotated there. However, since the configuration of either embodiment is (i) a structure in which plate-like piezoelectric elements are stacked and sandwiched between elastic bodies, the configuration of the vibrator becomes complicated. (Ii) Upper elastic member Since the shaft extending from the shaft is only used as a part of the pressing mechanism for holding the rotor, the rotational force cannot be transmitted in the axial direction. In other words, there is a problem that it is difficult to use this ultrasonic motor for a device or the like in which the space in the outer circumferential direction of the rotor has no room.

したがって本発明は前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の振動子だけで縦とねじれ振動モードを組み合わせた楕円振動を形成し、その楕円振動によりロータを回転させて、軸方向に回転力を伝達可能にする超音波モータを提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, the purpose of which is to form an elliptical vibration combining a longitudinal and a torsional vibration mode with only a single vibrator, rotate the rotor by the elliptical vibration, An ultrasonic motor capable of transmitting a rotational force in an axial direction is provided.

すなわち本発明は、中心軸に垂直な断面が長方形状の長さ比率を有する圧電素子単体から成る振動子と、前記振動子の縦1次共振振動と、ねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定される振動子保持用部材と、前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転部と、該回転部の回転力を軸方向に伝達する被回転部とが一体となった回転力伝達部材と、前記振動子の楕円振動発生面に固定され、楕円振動発生による回転力を前記回転力伝達部材と摩擦接触することで伝達する摩擦接触部材と、前記回転力伝達部材の被回転部を支持する支持穴を形成し、回転力伝達部材の被回転部を支持しながら回転力伝達部材を前記振動子の楕円振動発生面側に押圧する押圧部材と、前記振動子を収納する第1の穴と、前記振動子保持用部材を収納する第2の穴と、前記押圧部材を収納する第3の穴を形成し、前記振動子保持用部材を介して振動子を保持する保持部材と、を具備し、前記振動子の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動を合成することにより、楕円振動を形成して前記回転力伝達部材を回転させることを特徴とする。   That is, the present invention corresponds to a common node of a vibrator composed of a single piezoelectric element having a rectangular length ratio in a cross section perpendicular to the central axis, and the longitudinal primary resonance vibration and torsional tertiary resonance vibration of the vibrator. A member for holding the vibrator fixed to the part, a rotating unit that is driven to rotate about a central axis that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and the rotating unit A rotational force transmission member in which a rotational portion transmitting the rotational force in the axial direction is integrated and an elliptical vibration generating surface of the vibrator, and the rotational force generated by the elliptical vibration is frictional with the rotational force transmission member. A friction contact member that transmits by contact and a support hole that supports the rotated portion of the rotational force transmitting member are formed, and the rotational force transmitting member is attached to the vibrator while supporting the rotated portion of the rotational force transmitting member. A pressing member that presses the elliptical vibration generating surface; Forming a first hole for housing the vibrator, a second hole for housing the vibrator holding member, and a third hole for housing the pressing member; By combining a longitudinal primary resonance vibration that expands and contracts in the direction of the rotation axis of the vibrator and a torsional tertiary resonance vibration having the rotation axis as a torsion axis. The rotational force transmission member is formed and rotated.

また本発明は、中心軸に垂直な断面が長方形状の長さ比率を有する圧電素子単体から成る振動子と、前記振動子の縦1次共振振動と、ねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定される振動子保持用部材と、前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転部と、該回転部の回転力を軸方向に伝達する被回転部とが一体となった回転力伝達部材と、前記振動子の楕円振動発生面に固定され、楕円振動発生による回転力を前記回転力伝達部材と摩擦接触することで伝達する摩擦接触部材と、前記振動子を収納する穴と、前記振動子保持用部材を収納する穴を形成し、前記振動子保持用部材を介して前記振動子を保持した状態で前記回転力伝達部材の回転部を前記振動子の楕円振動発生面に押圧する押圧部材と、前記回転力伝達部材の被回転部を支持する第1の穴と、前記押圧部材を収納する第2の穴を形成し、前記回転力伝達部材の被回転部の支持と前記押圧部材を保持する保持部材と、を具備し、前記振動子の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動を合成することにより、楕円振動を形成して前記回転力伝達部材を回転させることを特徴とする。   Further, the present invention corresponds to a common node of a vibrator composed of a single piezoelectric element having a rectangular length ratio in a cross section perpendicular to the central axis, and the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the vibrator. A member for holding the vibrator fixed to the part, a rotating unit that is driven to rotate about a central axis that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and the rotating unit A rotational force transmission member in which a rotational portion transmitting the rotational force in the axial direction is integrated and an elliptical vibration generating surface of the vibrator, and the rotational force generated by the elliptical vibration is frictional with the rotational force transmission member. A state in which a friction contact member that transmits by contact, a hole that accommodates the vibrator, and a hole that accommodates the vibrator holding member are formed and the vibrator is held via the vibrator holding member The rotational portion of the rotational force transmitting member is A pressing member that presses against the circular vibration generating surface, a first hole that supports the rotated portion of the rotational force transmitting member, and a second hole that accommodates the pressing member are formed. A longitudinal primary resonance vibration that expands and contracts in the direction of the rotation axis of the vibrator and a torsional tertiary resonance vibration that uses the rotation axis as a torsion axis are provided. Thus, an elliptical vibration is formed to rotate the rotational force transmitting member.

更に本発明は、中心軸に垂直な断面が長方形状の長さ比率を有する圧電素子単体から成る振動子と、前記振動子の縦1次共振振動と、ねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定される振動子保持用部材と、前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転力伝達部材と、前記振動子の楕円振動発生面に固定され、楕円振動発生による回転力を前記回転力伝達部材と摩擦接触することで伝達する摩擦接触部材と、前記回転力伝達部材を前記振動子の楕円振動発生面側に押圧する押圧部材と、前記押圧部材を保持する保持部材と、を具備し、前記振動子の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動を合成することにより、楕円振動を形成して前記回転力伝達部材を回転させることを特徴とする。   Furthermore, the present invention corresponds to a common node of a vibrator composed of a single piezoelectric element having a rectangular length ratio in a cross section perpendicular to the central axis, and the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the vibrator. A vibrator holding member fixed to a portion; a rotational force transmitting member that is driven to rotate about a central axis that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator; A frictional contact member fixed to the elliptical vibration generating surface of the vibrator and transmitting the rotational force generated by the elliptical vibration by frictional contact with the rotational force transmitting member; and the rotational force transmitting member as the elliptical vibration generating surface of the vibrator A longitudinal primary resonance vibration that expands and contracts in the rotational axis direction of the vibrator and a torsional tertiary resonance vibration that uses the rotational axis as a torsion axis. By combining The formed and wherein the rotating the rotary force transmitting member.

本発明によれば、単一の振動子だけで縦とねじれ振動モードを組み合わせた楕円振動を形成し、その楕円振動によりロータを回転させて、軸方向に回転力を伝達可能にする超音波モータを提供することができる。   According to the present invention, an ultrasonic motor that forms an elliptical vibration combining a longitudinal mode and a torsional vibration mode with only a single vibrator and rotates the rotor by the elliptical vibration to transmit a rotational force in the axial direction. Can be provided.

本発明の第1の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態による超音波モータの組立図である。1 is an assembly diagram of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態による超音波モータの断面図である。1 is a cross-sectional view of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention. 図1の超音波モータ10に於いて摩擦接触部材を接着した状態の積層圧電素子を示したもので、(a)は外観斜視図、(b)は上面図である。1A and 1B show a laminated piezoelectric element in a state where a frictional contact member is bonded in the ultrasonic motor 10 of FIG. 1, wherein FIG. 1A is an external perspective view, and FIG. 積層圧電素子11の構成を示したもので、(a)は上面から見た平面図、(b)は分解斜視図、(c)は(a)のα方向から見た透視図、(d)は積層圧電素子11を(a)のγ方向から見た図、(e)は積層圧電素子11を(a)のδ方向から見た図、(f)は(d)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた状態を示した図、(g)は(e)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた状態を示した図、(h)は(d)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた他の例を示した図、(i)は(e)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた他の例を示した図である。1 shows a configuration of a laminated piezoelectric element 11, (a) is a plan view seen from above, (b) is an exploded perspective view, (c) is a perspective view seen from the α direction of (a), (d). Is a view of the laminated piezoelectric element 11 as viewed from the γ direction of (a), (e) is a view of the laminated piezoelectric element 11 as viewed from the δ direction of (a), and (f) is an external view of the laminated piezoelectric element of (d). The figure which showed the state in which the electrode was attached, (g) is the figure which showed the state in which the external electrode was attached to the laminated piezoelectric element of (e), (h) was the external electrode in the laminated piezoelectric element of (d). The figure which showed the other example attached, (i) is the figure which showed the other example to which the external electrode was attached to the laminated piezoelectric element of (e). 積層圧電素子表面に形成された交差指電極の配置例を示した図である。It is the figure which showed the example of arrangement | positioning of the cross finger electrode formed in the laminated piezoelectric element surface. 図5(b)のB−B′線に沿って示した分極方向を含み、且つ、側面に垂直な断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view including the polarization direction shown along the line BB ′ in FIG. 5B and perpendicular to the side surface. 本発明の第1の実施形態の超音波モータ10に使用される積層圧電素子11の固有周波数の一致に関して説明するための図である。It is a figure for demonstrating the coincidence of the natural frequency of the multilayer piezoelectric element 11 used for the ultrasonic motor 10 of the 1st Embodiment of this invention. 図8の振動子11の辺cを一定として、横軸が短辺の長さ/長辺の長さ(a/b)であるような種々の矩形比率に於ける各モードの共振周波数を表した図である。8 represents the resonance frequency of each mode at various rectangular ratios where the side c of the vibrator 11 in FIG. 8 is constant and the horizontal axis is the length of the short side / the length of the long side (a / b). FIG. 本発明の第1の実施形態の第2の変形例に於ける積層圧電素子11を支持するピン33a〜33dを示した斜視図である。It is the perspective view which showed pins 33a-33d which support the laminated piezoelectric element 11 in the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2の変形例による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2の変形例の更に他の例に於ける積層圧電素子11を支持するピン33c、33dを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the pins 33c and 33d which support the laminated piezoelectric element 11 in the further another example of the 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2の変形例の更に他の例による超音波モータの断面を示すもので、ピン33c、33dだけで支持された積層圧電素子を嵌め込む部分の詳細図である。(図13のケース30内の穴31b2を31b1に修正してください) FIG. 10 is a sectional view of an ultrasonic motor according to still another example of the second modification of the first embodiment of the present invention, and is a detailed view of a portion into which a laminated piezoelectric element supported only by pins 33c and 33d is fitted. is there. (Please correct the hole 31b2 in the case 30 of FIG. 13 to 31b1) 本発明の第2の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の第1の変形例による超音波モータの回転接触部材の構成を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the structure of the rotation contact member of the ultrasonic motor by the 1st modification of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の第1の変形例による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 1st modification of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の第1の変形例による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 1st modification of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態による超音波モータの構成を示すもので、(a)は分解斜視図、(b)は(a)のシャフト一体型ロータを拡大して示した斜視図である。The structure of the ultrasonic motor by the 4th Embodiment of this invention is shown, (a) is a disassembled perspective view, (b) is the perspective view which expanded and showed the shaft-integrated rotor of (a). 本発明の第4の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態の変形例による超音波モータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the ultrasonic motor by the modification of the 7th Embodiment of this invention. 図35のケースの蓋部分の構成を示す外観斜視図である。FIG. 36 is an external perspective view showing a configuration of a lid portion of the case of FIG. 本発明の第7の実施形態の変形例による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the modification of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態の変形例による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the modification of the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the ultrasonic motor by the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態による超音波モータの組立図である。It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態による超音波モータの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor by the 8th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
先ず、図1乃至図9を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の第1の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図2は第1の実施形態による超音波モータの組立図、図3は第1の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the first embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the first embodiment.

この超音波モータ10は、積層圧電素子(振動子)11と、摩擦接触部材12(12a、12b)と、振動子ホルダ25と、シャフト一体型ロータ26と、ナット27と、ケース30と、の計6部品で構成されている。   The ultrasonic motor 10 includes a laminated piezoelectric element (vibrator) 11, a friction contact member 12 (12a, 12b), a vibrator holder 25, a shaft-integrated rotor 26, a nut 27, and a case 30. It consists of a total of 6 parts.

前記積層圧電素子11は、超音波モータ10の中心軸Oに垂直な断面が長方形状の長さ比率となっている単一構造の素子で構成される。摩擦接触部材12(12a、12b)は、積層圧電素子11の縦1次共振振動とねじれ3次共振振動の合成により形成される楕円振動発生面に固定されている。摩擦接触部材12は、エンジニアリングプラスチック(PPS等)を材料として使用している。更に、摩擦接触部材12は、超音波モータ10の中心軸Oを軸とする円弧形状の部品であり、積層圧電素子11の長手方向と直交する面に接着固定されている。   The laminated piezoelectric element 11 is formed of a single-structure element in which a cross section perpendicular to the central axis O of the ultrasonic motor 10 has a rectangular length ratio. The frictional contact member 12 (12a, 12b) is fixed to an elliptical vibration generating surface formed by combining the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the multilayer piezoelectric element 11. The friction contact member 12 uses engineering plastic (PPS or the like) as a material. Further, the frictional contact member 12 is an arc-shaped component having the central axis O of the ultrasonic motor 10 as an axis, and is bonded and fixed to a surface orthogonal to the longitudinal direction of the laminated piezoelectric element 11.

振動子保持用部材である振動子ホルダ25は、積層圧電素子11の縦1次共振振動とねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定されているもので、コの字形状の内側の凹み部分で積層圧電素子11を側面側より挟み込むように保持して固定する。また、この振動子ホルダ25はアルマイト処理が施されたアルミ材料、若しくは絶縁処理が施された金属材料から成り、積層圧電素子11をケース30に組み込んだ際に積層圧電素子11の中心軸が超音波モータ10の中心軸Oと一致する形状になっている。   The vibrator holder 25 which is a vibrator holding member is fixed to a portion corresponding to a common node of the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the multilayer piezoelectric element 11, and is disposed inside the U-shape. The laminated piezoelectric element 11 is held and fixed so as to be sandwiched from the side surface by the recessed portion. The vibrator holder 25 is made of an alumite-treated aluminum material or an insulation-treated metal material. When the laminated piezoelectric element 11 is assembled in the case 30, the central axis of the laminated piezoelectric element 11 exceeds the center axis. The shape coincides with the central axis O of the sonic motor 10.

回転力伝達部材であるシャフト一体型ロータ26は、摩擦接触部材12に押圧されて回転駆動されるロータ部26aと、このロータ部26aの回転力を伝達するシャフト部26bとが、同軸で加工された構成となっている。ロータ部26aは、前記中心軸Oに対して直交する面に形成されているもので、シャフト部26bは、このロータ部26aより中心軸O方向に延出して形成されている。そして、シャフト部26bの先端は、歯車、プーリ、カップリング等の伝達部品が固定できる形状(例えば、図1乃至図3に示されるような、片面Dカット形状のほか、図示されないキー溝形状等がある)になっている。   The shaft-integrated rotor 26, which is a rotational force transmitting member, has a rotor portion 26a that is driven to rotate by being pressed by the frictional contact member 12, and a shaft portion 26b that transmits the rotational force of the rotor portion 26a. It becomes the composition. The rotor portion 26a is formed on a surface orthogonal to the central axis O, and the shaft portion 26b is formed to extend in the direction of the central axis O from the rotor portion 26a. The tip of the shaft portion 26b has a shape that can fix a transmission component such as a gear, a pulley, and a coupling (for example, a single-sided D-cut shape as shown in FIGS. There is).

ナット27の中心部分には、前記シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bを挿通して回転&支持可能な軸穴(シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bの径寸法と、嵌め合いの関係にある径寸法)が形成されている。ナット27の外側表面の形状は、ナット27をケース30の嵌合穴31に挿入固定した際にシャフト一体型ロータ26のシャフト部26bを通す軸穴28の中心が、超音波モータ10の中心軸Oと一致するように、嵌合形状(円形状)となっている。そして、ナット27は、シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bの回転支持を行いながら、押圧部材として、ロータ部26aに接触して該ロータ部26aを摩擦接触部材12に押圧する。   A shaft hole that can be rotated and supported by inserting the shaft portion 26b of the shaft-integrated rotor 26 into the central portion of the nut 27 (the diameter of the shaft portion 26b of the shaft-integrated rotor 26 has a fitting relationship with the shaft hole. (Diameter dimension) is formed. The shape of the outer surface of the nut 27 is such that the center of the shaft hole 28 through which the shaft portion 26 b of the shaft-integrated rotor 26 passes when the nut 27 is inserted and fixed in the fitting hole 31 of the case 30 is the central axis of the ultrasonic motor 10. It has a fitting shape (circular shape) so as to coincide with O. The nut 27 serves as a pressing member to contact the rotor portion 26 a and press the rotor portion 26 a against the friction contact member 12 while supporting the rotation of the shaft portion 26 b of the shaft-integrated rotor 26.

また、保持部材であるケース30は円筒形状をなしており、その内部の嵌合穴31に積層圧電素子11を保持しながら、シャフト一体型ロータ26のロータ部26aを摩擦接触部材12に押圧した状態でナット27が接着固定されている。このケース30に形成された嵌合穴31は、積層圧電素子11に固定された振動子ホルダ15を嵌め込む穴31bが形成されている。更に、この穴31bの上部には、ナット27を嵌め込む穴31aが形成されている。そして、前記穴31bの下部には、積層圧電素子11の外形寸法よりも僅かに大きい穴31cが形成されている。これにより、積層圧電素子11は、振動子ホルダ25と摩擦接触部材12以外の部分が、ケース30の嵌合穴31と接触しないように配置されている。   The case 30 as a holding member has a cylindrical shape, and the rotor portion 26a of the shaft-integrated rotor 26 is pressed against the friction contact member 12 while holding the laminated piezoelectric element 11 in the fitting hole 31 inside the case 30. The nut 27 is adhered and fixed in the state. The fitting hole 31 formed in the case 30 is formed with a hole 31 b into which the vibrator holder 15 fixed to the laminated piezoelectric element 11 is fitted. Further, a hole 31a into which the nut 27 is fitted is formed in the upper portion of the hole 31b. A hole 31c that is slightly larger than the outer dimension of the laminated piezoelectric element 11 is formed below the hole 31b. Thereby, the laminated piezoelectric element 11 is arranged so that portions other than the vibrator holder 25 and the frictional contact member 12 do not contact the fitting hole 31 of the case 30.

また、これらの嵌合穴31(穴31a、31b、31c)は、ケース30内部に積層圧電素子11とナット27を組み込んだ際に、積層圧電素子11とナット27の軸中心が超音波モータ10の軸中心Oと一致するように同軸加工されている。   These fitting holes 31 (holes 31 a, 31 b, 31 c) are arranged such that when the laminated piezoelectric element 11 and the nut 27 are assembled inside the case 30, the axis center of the laminated piezoelectric element 11 and the nut 27 is the ultrasonic motor 10. Are coaxially processed so as to coincide with the axial center O.

尚、前記シャフト一体型ロータ26、ナット27、ケース30は、何れもステンレス、アルミニウム等の金属材料で構成されている。   The shaft-integrated rotor 26, the nut 27, and the case 30 are all made of a metal material such as stainless steel or aluminum.

次に、積層圧電素子11の詳細について、図4乃至図9を参照して説明する。   Next, details of the laminated piezoelectric element 11 will be described with reference to FIGS. 4 to 9.

図4は摩擦接触部材を接着した状態の積層圧電素子を示したもので、(a)は外観斜視図、(b)は上面図である。また、図5は積層圧電素子11の構成を示したもので、(a)は上面から見た平面図、(b)は分解斜視図、(c)は(a)のα方向から見た透視図、(d)は積層圧電素子11を(a)のγ方向から見た図、(e)は積層圧電素子11を(a)のδ方向から見た図、(f)は(d)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた状態を示した図、(g)は(e)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた状態を示した図、(h)は(d)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた他の例を示した図、(i)は(e)の積層圧電素子に外部電極が取付けられた他の例を示した図である。   4A and 4B show the laminated piezoelectric element in a state where the friction contact member is bonded, where FIG. 4A is an external perspective view, and FIG. 4B is a top view. 5A and 5B show the structure of the laminated piezoelectric element 11. FIG. 5A is a plan view seen from above, FIG. 5B is an exploded perspective view, and FIG. 5C is a perspective seen from the α direction of FIG. (D) is a view of the laminated piezoelectric element 11 as viewed from the γ direction of (a), (e) is a view of the laminated piezoelectric element 11 as viewed from the δ direction of (a), and (f) is a view of (d). The figure which showed the state where the external electrode was attached to the laminated piezoelectric element, (g) is the figure which showed the state where the external electrode was attached to the laminated piezoelectric element of (e), (h) is the laminated piezoelectric element of (d). The figure which showed the other example in which the external electrode was attached to the element, (i) is the figure which showed the other example in which the external electrode was attached to the laminated piezoelectric element of (e).

この超音波モータ10の積層圧電素子11は、圧電素子が複数積層されて構成されている。   The laminated piezoelectric element 11 of the ultrasonic motor 10 is configured by laminating a plurality of piezoelectric elements.

摩擦接触部材12a及び12bは、積層圧電素子11の長手方向と直交する面に接着されて、シャフト一体型ロータ26のロータ部26aと接触するようになっている。但し、ロータ部26aの下面に摩擦接触部材12a、12bと同じ軌道上に凸部を設けると、この摩擦接触部材12a及び12bは、必ずしも必要なものではない。この場合、凸部は摩擦接触部材12a、12bと同じ材質とする。外部電極13は、図4(a)では、図面の左側面には4箇所と、図には示されないが右側面にも4箇所設けられている。   The friction contact members 12 a and 12 b are bonded to a surface orthogonal to the longitudinal direction of the laminated piezoelectric element 11 so as to come into contact with the rotor portion 26 a of the shaft-integrated rotor 26. However, if a convex part is provided on the same track as the friction contact members 12a and 12b on the lower surface of the rotor portion 26a, the friction contact members 12a and 12b are not necessarily required. In this case, the convex portion is made of the same material as the friction contact members 12a and 12b. In FIG. 4A, four external electrodes 13 are provided on the left side of the drawing, and four external electrodes 13 are also provided on the right side although not shown.

次に、積層圧電素子11の内部電極構成について説明する。   Next, the internal electrode configuration of the laminated piezoelectric element 11 will be described.

本積層圧電素子11は、所定の内部電極パターンが形成されたチタン酸ジルコン酸鉛(以下、PZTと記す)等の薄い圧電シートが積層されて構成されたものである。   The laminated piezoelectric element 11 is configured by laminating thin piezoelectric sheets such as lead zirconate titanate (hereinafter referred to as PZT) on which a predetermined internal electrode pattern is formed.

図5(a)は、本積層圧電素子11を上方から見た図であって、4方向の側面を矢印でそれぞれ、α、β、γ、δとして記すものとする。図5(b)は圧電シート及び内部電極パターンの例を示している。   FIG. 5A is a view of the laminated piezoelectric element 11 as viewed from above, and side surfaces in four directions are indicated by arrows, α, β, γ, and δ, respectively. FIG. 5B shows an example of a piezoelectric sheet and internal electrode patterns.

圧電シートは、それぞれ厚さ10μmから100μm程度のPZT材料から成り、圧電シート1(以下、圧電シート(1)と記す)15aには内部電極パターン1(以下、内部電極パターン(1)と記す)16a、圧電シート2(以下、圧電シート(2)と記す)15bには内部電極パターン2(以下、内部電極パターン(2)と記す)16bが、それぞれ印刷されている。圧電シート(1)15aには、図示されるように、内部電極パターン(1)16aとして、交差指内部電極が3箇所に印刷されている。   Each of the piezoelectric sheets is made of a PZT material having a thickness of about 10 μm to 100 μm. The piezoelectric sheet 1 (hereinafter referred to as a piezoelectric sheet (1)) 15a has an internal electrode pattern 1 (hereinafter referred to as an internal electrode pattern (1)). An internal electrode pattern 2 (hereinafter referred to as internal electrode pattern (2)) 16b is printed on the piezoelectric sheet 2 (hereinafter referred to as piezoelectric sheet (2)) 15b. On the piezoelectric sheet (1) 15a, as shown in the figure, the interdigitated internal electrodes are printed at three locations as the internal electrode pattern (1) 16a.

交差指内部電極の材質は、例えば銀パラジウム合金で構成され、その幅は、0.1mm〜1mm程度の範囲に設定され、間の絶縁幅も0.1mm〜1mm程度の範囲に設定される。また、厚みは、例えば2〜3μmである。   The material of the interdigitated internal electrode is made of, for example, a silver palladium alloy, the width is set to a range of about 0.1 mm to 1 mm, and the insulation width therebetween is also set to a range of about 0.1 mm to 1 mm. Moreover, thickness is 2-3 micrometers, for example.

ここで、交差指電極とは、+相の電極と−相の電極とが、交互に組み合わされて配置されているような電極を指すものとする。そして、交差指電極は、図5(b)では図面の見やすさから二対の交差指電極構成としているが、その面内でできるだけ大きな面積となるようにするため、実際には、図6に示されるように、その面内の一面に形成されるように、更に多くの対の交差指電極構成としても良い。また、本発明に於いては、交差指電極は、積層圧電素子の内部に設けられているため交差指内部電極と称するものとする。   Here, the cross finger electrode refers to an electrode in which a + phase electrode and a-phase electrode are alternately combined. In FIG. 5 (b), the cross finger electrodes have two pairs of cross finger electrodes for the sake of easy viewing. However, in order to make the area as large as possible in the plane, in FIG. As shown, more pairs of crossed finger electrodes may be configured to be formed on one side of the plane. In the present invention, the cross finger electrode is referred to as a cross finger internal electrode because it is provided inside the laminated piezoelectric element.

交差指電極は、図5(b)に於いて、高さ方向(破線で示される)と交差指内部電極の指の方向との成す角が、図の上部の交差指電極(第1の交差指電極)では、
0<θ<π/2
とする。分極方向εは、図の破線で示されるように、交差指電極の指の方向と直交する方向であるから、
0<|ε|<π/2
である。
In FIG. 5B, the cross finger electrode has an angle formed by the height direction (indicated by a broken line) and the finger direction of the cross finger internal electrode. Finger electrode)
0 <θ <π / 2
And Since the polarization direction ε is a direction orthogonal to the direction of the fingers of the cross finger electrode, as indicated by the broken line in the figure,
0 <| ε | <π / 2
It is.

また、図の上から2番目の交差指電極(第2の交差指電極)の成す角は、図に示されるように、φであり、
π/2<φ<π
となっている。
Also, the angle formed by the second cross finger electrode (second cross finger electrode) from the top of the figure is φ, as shown in the figure,
π / 2 <φ <π
It has become.

また、この第2の交差指電極は第1の交差指電極と電気的に並列に接続されていて、その一部は圧電シートの端部にまで延出されている。これらの交差指電極は、駆動用交差指電極として機能する。尚、θとφの角度は、逆の範囲に設定されていても良い。   The second cross finger electrode is electrically connected to the first cross finger electrode in parallel, and a part of the second cross finger electrode extends to the end of the piezoelectric sheet. These cross finger electrodes function as drive cross finger electrodes. The angles θ and φ may be set in the opposite range.

図の上から3番目の交差指電極(第3の交差指電極)の成す角は、図に示されるように、ψであり、0、π/2、π以外の値とするが、本実施形態では、
0<ψ<π/2
としている。この第3の交差指電極は、振動検出電極としての機能を有する。
As shown in the figure, the angle formed by the third cross finger electrode (third cross finger electrode) from the top in the figure is ψ, which is a value other than 0, π / 2, and π. In form,
0 <ψ <π / 2
It is said. The third cross finger electrode has a function as a vibration detection electrode.

内部電極パターン(1)16aが印刷されたn枚の圧電シート(1)15aが積層され、その後に、同様にn枚の内部電極パターン(2)16bが印刷された圧電シート(2)15bが積層される。圧電シート(2)15bと圧電シート(1)15aとの差異は、図5(b)に示されるように、端部に延出される電極の位置である。交差指電極そのものの構成や位置は全く同じである。そして、最後に、圧電シート(2)15bに、電極の印刷されていない圧電シート3(以下、圧電シート(3)と記す)15cが積層される。   The n piezoelectric sheets (1) 15a on which the internal electrode patterns (1) 16a are printed are stacked, and then the piezoelectric sheets (2) 15b on which the n internal electrode patterns (2) 16b are similarly printed. Laminated. The difference between the piezoelectric sheet (2) 15b and the piezoelectric sheet (1) 15a is the position of the electrode extending to the end as shown in FIG. 5 (b). The configuration and position of the interdigital electrode itself are exactly the same. Finally, a piezoelectric sheet 3 (hereinafter referred to as a piezoelectric sheet (3)) 15c on which no electrodes are printed is laminated on the piezoelectric sheet (2) 15b.

よって、積層圧電素子11の全体の積層枚数は、2n+1となり、奇数枚となる。   Therefore, the total number of laminated piezoelectric elements 11 is 2n + 1, which is an odd number.

図5(c)は、本積層圧電素子11を正面から見た図である。   FIG. 5C is a view of the multilayer piezoelectric element 11 as viewed from the front.

後述するように、本実施形態では、ねじれ3次振動と縦1次振動が用いられる。上部交差指電極の中央部は、ねじれ3次振動の上部節位置232 近傍に設けられ、中央部交差指電極の中央部は、ねじれ3次振動の中央部節位置近傍で且つ縦1次振動の節位置231 近傍に設けられ、下部交差指電極の中央部はねじれ3次振動の下部節位置233 近傍に設けられる。 As will be described later, in this embodiment, torsional tertiary vibration and longitudinal primary vibration are used. The central portion of the upper cross finger electrode is provided in the vicinity of the upper node position 23 2 of the torsional tertiary vibration, and the central portion of the central cross finger electrode is in the vicinity of the central node position of the torsional tertiary vibration and the longitudinal primary vibration. provided node position 23 1 near the central portion of the lower interdigital electrode is provided on the lower section position 23 3 near the torsional tertiary vibration.

図5(d)、(f)は、本積層圧電素子11を図5(a)のγ方向から見た図である。図5(b)に於いて、内部電極パターン(1)16aの上部交差指電極及び中央部交差指電極17a1 が左方向に端部まで延出されて、内部電極露出部21a1 が形成されている。この内部電極露出部21a1 が、外部電極A+相13a1 と接合している。同様に、図5(b)に於いて、内部電極パターン(2)16bの上部交差指電極及び中央部交差指電極17b1 が左方向に端部まで延出されて、内部電極露出部21b1 が形成されている。この内部電極露出部21b1 が外部電極B+相13b1 と接合している。 5D and 5F are views of the multilayer piezoelectric element 11 as viewed from the γ direction of FIG. 5A. In FIG. 5B, the upper cross finger electrode and the central cross finger electrode 17a 1 of the internal electrode pattern (1) 16a are extended to the end in the left direction to form the internal electrode exposed portion 21a 1. ing. The internal electrode exposed portion 21a 1 is joined to the external electrode A + phase 13a 1 . Similarly, in FIG. 5B, the upper cross finger electrode and the central cross finger electrode 17b 1 of the internal electrode pattern (2) 16b are extended to the end in the left direction to expose the internal electrode exposed portion 21b 1. Is formed. The internal electrode exposed portion 21b 1 is joined to the external electrode B + phase 13b 1 .

また、内部電極パターン(1)16aの下部交差指電極18a1 が左方向に端部まで延出されて、内部電極露出部22a1 が形成されている。この内部電極露出部22a1 が、外部電極C+相13C1 と接合している。更に、内部電極パターン(2)16bの下部交差指電極18b1 が左方向に端部まで延出されて、内部電極露出部22b1 が形成されている。この内部電極露出部22b1 が、外部電極D+相13d1 と接合している。 Further, the lower cross finger electrode 18a 1 of the internal electrode pattern (1) 16a is extended to the end in the left direction to form the internal electrode exposed portion 22a 1 . The internal electrode exposed portion 22a 1 is joined to the external electrode C + phase 13C 1 . Further, the lower cross finger electrode 18b 1 of the internal electrode pattern (2) 16b extends to the end in the left direction to form an internal electrode exposed portion 22b 1 . The internal electrode exposed portion 22b 1 is joined to the external electrode D + phase 13d 1 .

図5(e)、(g)は、本積層圧電素子11を図5(a)のδ方向から見た図である。図5(b)に於いて、内部電極パターン(1)16aの上部交差指電極及び中央部交差指電極17a2 が右方向に端部まで延出されて、内部電極露出部21a2 が形成されている。この内部電極露出部21a2 が、外部電極A−相13a2 と接合している。同様に、図5(b)に於いて、内部電極パターン(2)16bの上部交差指電極及び中央部交差指電極17b2 が右方向に端部まで延出されて、内部電極露出部21b2 が形成されている。この内部電極露出部21b2 が外部電極B−相13b2 と接合している。 FIGS. 5E and 5G are views of the multilayer piezoelectric element 11 viewed from the δ direction of FIG. 5A. In FIG. 5B, the upper cross finger electrode and the central cross finger electrode 17a 2 of the internal electrode pattern (1) 16a are extended to the end in the right direction to form the internal electrode exposed portion 21a 2. ing. The internal electrode exposed portion 21a 2 is joined to the external electrode A-phase 13a 2 . Similarly, in FIG. 5B, the upper cross finger electrode and the central cross finger electrode 17b 2 of the internal electrode pattern (2) 16b are extended to the right end to the internal electrode exposed portion 21b 2. Is formed. The internal electrode exposed portion 21b 2 is joined to the external electrode B-phase 13b 2 .

また、内部電極パターン(1)16aの下部交差指電極18a2 が右方向に端部まで延出されて、内部電極露出部22a2 が形成されている。この内部電極露出部22a2 が、外部電極C−相13C2 と接合している。更に、内部電極パターン(2)16bの下部交差指電極18b2 が右方向に端部まで延出されて、内部電極露出部22b2 が形成されている。この内部電極露出部22b2 が、外部電極D−相13d2 と接合している。 Further, the lower cross finger electrode 18a 2 of the internal electrode pattern (1) 16a is extended to the end in the right direction to form an internal electrode exposed portion 22a 2 . The internal electrode exposed portion 22a 2 is joined to the external electrode C-phase 13C 2 . Further, the lower cross finger electrode 18b 2 of the internal electrode pattern (2) 16b is extended to the end in the right direction to form an internal electrode exposed portion 22b 2 . The internal electrode exposed portion 22b 2 is joined to the external electrode D-phase 13d 2 .

このように、電極パターンが仮想の中央線で切った断面を境にして同等の振動特性をもたらす設計であれば、図5(f)、(g)に示されるように、外部電極の位置が異なる位置に配置されていても、振動特性は変更されないので実質的に対称である。   In this way, if the electrode pattern is designed to provide equivalent vibration characteristics with a cross section cut by a virtual center line as a boundary, the position of the external electrode is as shown in FIGS. 5 (f) and 5 (g). Even if they are arranged at different positions, the vibration characteristics are not changed, so that they are substantially symmetrical.

次に、本積層圧電素子11の作成方法について説明する。   Next, a method for producing the multilayer piezoelectric element 11 will be described.

焼成前の圧電シート(1)15aに内部電極パターン(1)16aが印刷されたものが複数枚、同様に、圧電シート(2)15bに内部電極パターン(2)16bが印刷されたものが複数枚用意される。そして、先ず、圧電シート(1)15aがn枚積層された後、圧電シート(2)15bがn枚積層され、更に内部電極の印刷されていない圧電シート(3)15cが1枚積層される。その後、プレスされて、所定の大きさにカットされた後、所定の温度で焼成が行われる。その後、外部電極13a1 、13a2 、13b1 、13b2 、13c1 、13c2 、13d1 、13d2 が、所定の位置に印刷、焼付けされる。 Plural sheets of internal electrode pattern (1) 16a printed on piezoelectric sheet (1) 15a before firing, and plural sheets of internal electrode pattern (2) 16b printed on piezoelectric sheet (2) 15b. A sheet is prepared. First, after n sheets of piezoelectric sheets (1) 15a are stacked, n sheets of piezoelectric sheets (2) 15b are stacked, and further one sheet of piezoelectric sheet (3) 15c with no internal electrodes printed thereon is stacked. . Then, after being pressed and cut into a predetermined size, firing is performed at a predetermined temperature. Thereafter, the external electrodes 13a 1 , 13a 2 , 13b 1 , 13b 2 , 13c 1 , 13c 2 , 13d 1 and 13d 2 are printed and baked at predetermined positions.

尚、外部電極は前述した例に限られるものではない。前述した例では、内部電極露出部21a1 、21a2 、21b1 、21b2 、22a1 、22a2 、22b1 、22b2 に、対してほぼ同じ幅の外部電極13a1 、13a2 、13b1 、13b2 、13c1 、13c2 、13d1 、13d2 が設けられている。しかしながら、例えば、図5(h)、(i)に示されるように、積層圧電素子11の短辺方向の全てに渡って設けられるものであっても良い。 The external electrode is not limited to the example described above. In the above-described example, the internal electrodes exposed portions 21a 1 , 21a 2 , 21b 1 , 21b 2 , 22a 1 , 22a 2 , 22b 1 , 22b 2 are substantially the same width as the external electrodes 13a 1 , 13a 2 , 13b 1. , 13b 2 , 13c 1 , 13c 2 , 13d 1 , 13d 2 are provided. However, for example, as shown in FIGS. 5 (h) and 5 (i), the laminated piezoelectric element 11 may be provided over the entire short side direction.

図5(h)は本積層圧電素子11を図5(a)のγ方向から見た図、図5(i)は本積層圧電素子11を図5(a)のδ方向から見た図である。   FIG. 5H is a view of the multilayer piezoelectric element 11 viewed from the γ direction of FIG. 5A, and FIG. 5I is a view of the multilayer piezoelectric element 11 viewed from the δ direction of FIG. 5A. is there.

すなわち、内部電極露出部21a1 、21a2 、21b1 、21b2 、22a1 、22a2 、22b1 、22b2 に、対して、当該内部電極露出部を含む外部電極13a3 、13a4 、13b3 、13b4 、13c3 、13c4 、13d3 、13d4 が接合されるように設けられている。 That is, for the internal electrode exposed portions 21a 1 , 21a 2 , 21b 1 , 21b 2 , 22a 1 , 22a 2 , 22b 1 , 22b 2 , the external electrodes 13a 3 , 13a 4 , 13b including the internal electrode exposed portions are used. 3 , 13 b 4 , 13 c 3 , 13 c 4 , 13 d 3 , and 13 d 4 are provided to be joined.

次に、分極について、図7を参照して説明する。   Next, polarization will be described with reference to FIG.

図7は、図5(b)のB−B′線に沿って示した分極方向を含み、且つ、側面に垂直な断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view including the polarization direction shown along the line BB ′ in FIG. 5B and perpendicular to the side surface.

図7に於いて、矢印Pで示される分極ベクトルは、片側の極(+)から中央部で多少の膨らみをもって、もう片方の極(−)に向かって分極が形成されている。尚、このべクトルは、電場のベクトルとも一致している。また、隣接する内部電極間は例えば300μmであり、+極と−極との間(圧電シートの厚さ方向)は例えば100μmである。   In FIG. 7, the polarization vector indicated by the arrow P is polarized toward the other pole (−) with a slight bulge from the pole (+) on one side. This vector also coincides with the electric field vector. Further, the distance between adjacent internal electrodes is, for example, 300 μm, and the distance between the + and − poles (in the thickness direction of the piezoelectric sheet) is, for example, 100 μm.

次に、本積層圧電素子11の動作について説明する。   Next, the operation of the multilayer piezoelectric element 11 will be described.

図8(a)に示されるように、積層圧電素子11の形状を直方体形状で、それぞれの辺a、b、cの各寸法を適切な値とすることで、縦1次振動モードの共振周波数とねじれ2次振動モード、若しくはねじれ3次振動モードの、共振周波数をほぼ一致させるようにしている。   As shown in FIG. 8A, the multilayer piezoelectric element 11 has a rectangular parallelepiped shape, and the dimensions of the respective sides a, b, and c are set to appropriate values, so that the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode is obtained. And the torsional secondary vibration mode or the torsional tertiary vibration mode are made to substantially coincide with each other.

尚、図8(b)はねじれ1次振動モード、図8(c)は縦1次振動モード、図8(d)はねじれ2次振動モード、図8(e)はねじれ3次振動モードの振動状態を概略的に示した図である。また、実線が振動前の積層圧電素子11の形状を示しており、破線が振動後の積層圧電素子11の形状を示している。そして、図中、231 、232 、233 、234 、235 は積層圧電素子11の振動の節に相当する位置であり、234 、235 はねじれ2次振動の上部節位置、ねじれ2次振動の下部節位置である。 8B shows the torsional primary vibration mode, FIG. 8C shows the longitudinal primary vibration mode, FIG. 8D shows the torsional secondary vibration mode, and FIG. 8E shows the torsional tertiary vibration mode. It is the figure which showed the vibration state schematically. In addition, the solid line indicates the shape of the multilayer piezoelectric element 11 before vibration, and the broken line indicates the shape of the multilayer piezoelectric element 11 after vibration. In the figure, 23 1 , 23 2 , 23 3 , 23 4 , and 23 5 are positions corresponding to vibration nodes of the laminated piezoelectric element 11, and 23 4 and 23 5 are upper node positions of torsional secondary vibration, This is the lower node position of the torsional secondary vibration.

ここで、直方体の各辺a、b、cを定義する。いま、辺cの方向を、縦1次振動モードの振動の方向、且つ、ねじれ振動のねじれの軸方向とする。また、辺cと直交する方向を辺aの方向、辺bの方向とする。ここで、辺cに沿って、辺cと平行な軸線に垂直な長方形状の各断面の長さ比率をa<b<cとすると共に、aを短辺と称し、bを長辺と称するものとして、以下に説明する。   Here, each side a, b, and c of the rectangular parallelepiped is defined. Now, let the direction of the side c be the direction of vibration in the longitudinal primary vibration mode and the axial direction of torsion of torsional vibration. Further, the direction orthogonal to the side c is defined as the direction of the side a and the direction of the side b. Here, the length ratio of each rectangular cross section perpendicular to the axis parallel to the side c along the side c is a <b <c, a is referred to as a short side, and b is referred to as a long side. This will be described below.

図9は、辺cを一定として、横軸が短辺の長さ/長辺の長さ(a/b)であるような種々の矩形比率に於ける各モードの共振周波数を表した図である。同図からわかるように、a/bを変化させた場合には、縦1次振動モードの共振周波数はa/bに依存せず、ほぼ一定の値をとる。しかしながら、ねじれ振動の共振周波数は、a/b値が1に近付けば近付くほど単調に大きくなっていく。ねじれ1次振動モードの共振周波数は、a/bがどのような値をとっても、縦1次振動モードの共振周波数と一致する条件はない。   FIG. 9 is a diagram showing the resonance frequency of each mode in various rectangular ratios in which the side c is constant and the horizontal axis is the length of the short side / the length of the long side (a / b). is there. As can be seen from the figure, when a / b is changed, the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode does not depend on a / b and takes a substantially constant value. However, the resonance frequency of torsional vibration monotonously increases as the a / b value approaches 1. The resonance frequency of the torsional primary vibration mode has no condition that matches the resonance frequency of the longitudinal primary vibration mode regardless of the value of a / b.

しかしながら、ねじれ2次振動モードの共振周波数は、a/b値が0.6近傍の時に一致することが明らかである。また、ねじれ3次振動モードの共振周波数は、a/b値が0.3近傍の時に一致することが明らかである。したがって、本実施形態では、振動子11の各寸法を、a/bがほぼ0.3となるように設定する。   However, it is clear that the resonance frequency of the torsional secondary vibration mode matches when the a / b value is around 0.6. Further, it is clear that the resonance frequency of the torsional tertiary vibration mode matches when the a / b value is around 0.3. Therefore, in this embodiment, each dimension of the vibrator 11 is set so that a / b is approximately 0.3.

尚、本実施形態に於いて、振動子11の各辺a×b×cの寸法は、例えば3×10×20mmである。   In the present embodiment, the dimension of each side a × b × c of the vibrator 11 is, for example, 3 × 10 × 20 mm.

図5(b)に示されるように、圧電シート(1)の最外層である第1層と圧電シート(2)の最後に積層された最外層の圧電シート(2)を用いて、本積層圧電素子11の駆動方法について説明する。   As shown in FIG. 5 (b), the first layer which is the outermost layer of the piezoelectric sheet (1) and the outermost layer piezoelectric sheet (2) which is laminated at the end of the piezoelectric sheet (2) are used for the main lamination. A method for driving the piezoelectric element 11 will be described.

最初に、駆動用交差指電極を用いた積層圧電素子11の動作について説明する。   First, the operation of the laminated piezoelectric element 11 using the driving cross finger electrode will be described.

先ず、A相(A+相、A−相)に、縦1次振動若しくはねじれ3次振動の共振周波数に対応した交番電圧が印加される。図5(b)には、その際に逆圧電効果により上部交差指電極近傍に発生する力がベクトルで表示されている。   First, an alternating voltage corresponding to the resonance frequency of longitudinal primary vibration or torsional tertiary vibration is applied to the A phase (A + phase, A− phase). In FIG. 5B, the force generated in the vicinity of the upper cross finger electrode by the inverse piezoelectric effect at that time is displayed as a vector.

図5(b)に示される力Fは交番力であり、その力をベクトル分解するとF1とF2となる。力F1は、図からも明らかなように、縦振動を励起させる力となる。また、力F2は、図から明らかなように、ねじれ3次振動を発生させる力となる。   The force F shown in FIG. 5B is an alternating force, and when the force is vector-decomposed, F1 and F2 are obtained. As is clear from the figure, the force F1 is a force that excites longitudinal vibration. Further, the force F2 is a force that generates a torsional tertiary vibration, as is apparent from the drawing.

次に、B相(B+相、B−相)にも、A相と同じ周波数の交番電圧が印加される。図5(b)には、その際に最外側面の位置する圧電シート(2)15bの上部交差指電極近傍に発生する力がベクトルで表示されている。   Next, an alternating voltage having the same frequency as that of the A phase is also applied to the B phase (B + phase, B− phase). In FIG. 5B, the force generated in the vicinity of the upper cross finger electrode of the piezoelectric sheet (2) 15b positioned on the outermost surface at that time is displayed as a vector.

図5(b)に示される力F′は交番力であり、その力をベクトル分解するとF1′とF2′となる。力F1′は、図からも明らかなように縦振動を励起させる力となる。また、力F2′は、図から明らかなように、ねじれ3次振動を発生させるカとなる。   The force F ′ shown in FIG. 5B is an alternating force, and F1 ′ and F2 ′ are obtained by vector decomposition of the force. The force F1 ′ is a force that excites the longitudinal vibration as is apparent from the figure. Further, as apparent from the figure, the force F2 'becomes a force that generates a torsional tertiary vibration.

次に、A相、B相に同時に同位相の前記周波数の交番電圧を印加した際の発生するカのみを考える。この場合、図5(b)に示されるように、力F2とF2′は互いにキャンセルし合い、ねじれ3次振動は発生せず、縦1次振動のみ発生することになる。   Next, only the power generated when an alternating voltage having the same phase is applied to the A phase and the B phase at the same time will be considered. In this case, as shown in FIG. 5B, the forces F2 and F2 'cancel each other, and no torsional tertiary vibration is generated, and only longitudinal primary vibration is generated.

更に、A相、B相に、同時に逆位相(位相差π)の前記周波数の交番電圧を印加すると、力F1とF1′は互いにキャンセルし合い、縦1次振動は発生せず、ねじれ3次振動のみ発生することになる。   Furthermore, when an alternating voltage having the above-mentioned frequency of opposite phase (phase difference π) is simultaneously applied to the A phase and the B phase, the forces F1 and F1 ′ cancel each other, no longitudinal primary vibration occurs, and the torsional tertiary Only vibration will occur.

次に、A相、B相に、同時に位相が0とπの間の位相差を与えた場合を考える。この場合には、縦1次振動とねじれ3次振動が同時に起こり、それらの振動が合成された振動となる。この時は、図4に示されるように、積層圧電素子11の摩擦接触部材12a、12bの接着位置にロータ部26aを回転させるような向きに、時計方向(CW方向)若しくは反時計方向(CCW方向)の楕円振動が形成される。積層圧電素子11の摩擦接触部材12a、12bの位置に楕円振動が発生していると、ナット27に押圧されているロータ部26aはシャフト部26bを回転軸(または中心軸)として、その楕円振動の回転の向きに従って、時計方向(CW方向)若しくは反時計方向(CCW方向)の向きに回転動作を行うことになる。   Next, consider a case where a phase difference between 0 and π is simultaneously given to the A phase and the B phase. In this case, the longitudinal primary vibration and the torsional tertiary vibration occur simultaneously, and these vibrations are synthesized. At this time, as shown in FIG. 4, the rotor portion 26 a is rotated in the clockwise direction (CW direction) or the counterclockwise direction (CCW direction) so as to rotate to the adhesion position of the frictional contact members 12 a and 12 b of the multilayer piezoelectric element 11. Direction) elliptical vibrations are formed. When elliptical vibration is generated at the positions of the frictional contact members 12a and 12b of the laminated piezoelectric element 11, the rotor part 26a pressed by the nut 27 uses the shaft part 26b as a rotation axis (or a central axis) and the elliptical vibration is generated. According to the direction of rotation, the rotation operation is performed in the clockwise direction (CW direction) or the counterclockwise direction (CCW direction).

尚、残りの一対の中央部の駆動用交差指電極については、ねじれの向きが逆になるので、交差指電極の方向は鈍角になるように設定されている。駆動原理については、同様であるので説明は省略する。   In addition, since the direction of twist is reversed about the remaining pair of driving interdigital electrodes, the direction of the interdigital electrodes is set to be an obtuse angle. Since the driving principle is the same, the description is omitted.

次に、図5(b)に示される下部の振動検出用交差指電極の動作について説明する。   Next, the operation of the lower vibration detection cross finger electrode shown in FIG. 5B will be described.

縦1次振動やねじれ3次振動が発生すると、圧電効果により、交差指電極面には電荷が発生する。その電荷は、C相(C+相、C−相間)の電圧、若しくはD相(D+相、D−相間)の電圧となって観測される。駆動用交差指電極での動作では、前述した逆圧電効果により駆動電圧により力が発生しているが、それとは全く逆に、機械的歪みにより電荷若しくは電圧が発生する。   When longitudinal primary vibration or torsional tertiary vibration occurs, electric charges are generated on the surface of the interdigitated electrode due to the piezoelectric effect. The charge is observed as a voltage of the C phase (between the C + phase and the C− phase) or a voltage of the D phase (between the D + phase and the D− phase). In the operation with the driving cross-finger electrodes, force is generated by the driving voltage due to the above-described reverse piezoelectric effect, but on the contrary, charges or voltages are generated by mechanical distortion.

よって、縦1次振動のみが発生している場合は、C相とD相を並列順接続(C+相とD+相を結線し、C−相とD−相を結線:並列順接続相と定義する)して、その間に発生している電圧は縦1次振動の大きさ、位相に比例した信号が得られる。しかしながら、C相とD相を並列逆接続(C+相とD−相を結線し、C−相とD+相を結線:並列逆接続相と定義する)した場合は、信号は出力されない。   Therefore, when only longitudinal primary vibration is occurring, the C phase and the D phase are connected in parallel in order (the C + phase and the D + phase are connected, and the C− phase and the D− phase are connected: defined as a parallel forward connection phase). As a result, a signal proportional to the magnitude and phase of the longitudinal primary vibration is obtained as the voltage generated in the meantime. However, when the C phase and the D phase are reversely connected in parallel (the C + phase and the D− phase are connected and the C− phase and the D + phase are connected: defined as a parallel reverse connection phase), no signal is output.

一方、ねじれ3次振動のみが発生している場合は、C相とD相を並列逆接続(C+相とD−相を結線し、C−相とD+相を結線)して、その間に発生している電圧はねじれ3次振動の大きさ、位相に比例した信号が得られる。しかしながら、C相とD相を並列順接続(C+相とD+相を結線し、C−相とD−相を結線)した場合は、信号は出力されない。   On the other hand, when only the torsional tertiary vibration occurs, the C phase and D phase are connected in reverse (C + phase and D− phase are connected, and C− phase and D + phase are connected). As the voltage, a signal proportional to the magnitude and phase of the torsional tertiary vibration is obtained. However, when the C phase and the D phase are connected in parallel in order (the C + phase and the D + phase are connected, and the C− phase and the D− phase are connected), no signal is output.

したがって、C相とD相の結線を選択することにより、縦1次振動若しくはねじれ3次振動を独立に検出することが可能である。   Therefore, by selecting the connection between the C phase and the D phase, it is possible to independently detect the longitudinal primary vibration or the torsional tertiary vibration.

次に、このような振動検出相(C相、D相)を用いてモータを駆動する方法について説明する。   Next, a method of driving a motor using such a vibration detection phase (C phase, D phase) will be described.

駆動相であるA相若しくはB相の信号の位相と、振動検出相(例えば、C相とD相を並列逆接続したもの)の位相の位相差は、ねじれ3次振動の共振周波数動作時に所定の値Ωをとることが知られている。よって、この場合には、駆動相と検出相の位相差を常にΩになるように周波数を調整し駆動することで、モータ自身の発熱による温度上昇や周囲環境温度の変化による共振周波数変化や負荷変動による共振周波数変化があった場合でも、常にねじれ3次の共振周波数近傍で駆動できる。したがって、常に最適な周波数で、効率良く駆動することができる。これは、縦1次共振周波数近傍で駆動する場合も、同様の考え方で可能である。   The phase difference between the phase of the A-phase or B-phase signal that is the driving phase and the phase of the vibration detection phase (for example, the C-phase and the D-phase are reversely connected in parallel) is predetermined during the resonance frequency operation of the torsional tertiary vibration It is known to take the value Ω. Therefore, in this case, by adjusting the frequency so that the phase difference between the drive phase and the detection phase is always Ω, the temperature is increased due to the heat generated by the motor itself, the resonance frequency changes due to changes in the ambient temperature, and the load. Even if there is a change in the resonance frequency due to fluctuations, it can always be driven near the torsional third-order resonance frequency. Therefore, it is possible to drive efficiently at always the optimum frequency. This is also possible with the same concept when driving near the longitudinal primary resonance frequency.

このように構成された積層圧電素子11の長手方向表面の縦1次共振振動とねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分には、図2及び図3に示されるように、振動子ホルダ25(25a、25b)が2個接着固定されている。また、前述したように、積層圧電素子11の長手方向と直交する面には、摩擦接触部材12(12a、12b)が接着固定されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the vibrator holder 25 has a portion corresponding to a common node of the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration on the surface in the longitudinal direction of the multilayered piezoelectric element 11 configured as described above. Two (25a, 25b) are bonded and fixed. Further, as described above, the frictional contact member 12 (12a, 12b) is bonded and fixed to the surface orthogonal to the longitudinal direction of the laminated piezoelectric element 11.

振動子ホルダ25、摩擦接触部材12の2つの部材が接着固定された積層圧電素子11は、振動子ホルダ25を介してケース30に嵌め込まれている。このとき、ケース30の中心軸と積層圧電素子11の中心軸が一致するように位置決め固定されている。ナット27の軸穴28には、シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bが挿入されており、その状態でナット27がケース30に挿入されている。   The laminated piezoelectric element 11 to which the two members of the vibrator holder 25 and the frictional contact member 12 are bonded and fixed is fitted into the case 30 via the vibrator holder 25. At this time, it is positioned and fixed so that the central axis of the case 30 and the central axis of the laminated piezoelectric element 11 coincide. The shaft portion 26b of the shaft-integrated rotor 26 is inserted into the shaft hole 28 of the nut 27, and the nut 27 is inserted into the case 30 in this state.

シャフト一体型ロータ26は、ナット27によって軸方向(楕円振動発生面側)に押圧がかけられており、回転可能な押圧力でロータ部26aが摩擦接触部材12の楕円振動発生面に接触している。尚、ナット27は、シャフト一体型ロータ26を押圧した状態でケース30に接着固定されている。   The shaft-integrated rotor 26 is pressed in the axial direction (elliptical vibration generating surface side) by a nut 27, and the rotor portion 26 a comes into contact with the elliptical vibration generating surface of the friction contact member 12 with a rotatable pressing force. Yes. The nut 27 is bonded and fixed to the case 30 while the shaft-integrated rotor 26 is pressed.

このように、第1の実施形態によれば、積層圧電素子単体で振動子を構成することができ、摩擦接触部材の接触面にはシャフト一体型ロータのロータ部分を回転させる向きに、縦1次共振振動とねじれ3次共振振動の合成により形成される楕円振動が発生する。そして、ロータ部が回転すると同軸で一体になっているシャフト部が回転し、軸方向に回転力が伝達される。したがって、単一の振動子だけで縦とねじれ振動モードを組み合わせた楕円振動を形成することができ、その楕円振動によりロータを回転させることにより、軸方向に回転力を伝達することができる。   As described above, according to the first embodiment, the vibrator can be configured by a single laminated piezoelectric element, and the contact surface of the frictional contact member is vertically 1 in the direction of rotating the rotor portion of the shaft-integrated rotor. An elliptical vibration formed by the combination of the secondary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration is generated. And when a rotor part rotates, the shaft part united coaxially will rotate and a rotational force will be transmitted to an axial direction. Therefore, an elliptical vibration combining the longitudinal and torsional vibration modes can be formed with only a single vibrator, and the rotational force can be transmitted in the axial direction by rotating the rotor by the elliptical vibration.

(第1の実施形態の第1の変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第1の変形例を説明する。
(First modification of the first embodiment)
Next, a first modification of the first embodiment of the present invention will be described.

前述した第1の実施形態の構成では、ナット27の外形と、ケース30のナット嵌め込み用の嵌合穴31は円形状となっているが、これに限られるものではない。例えば、ナット27をケース31に挿入固定した際に、シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bを挿通する穴の中心が超音波モータ10の中心軸と一致し、ロータ部26aに適切な押圧力を加えることができれば、円以外の形状(例えば、図示されない三角形、四角形、五画形等の多角形状)に変更することもできる。更には、ケースの形状も円筒形状に限定されない。   In the configuration of the first embodiment described above, the outer shape of the nut 27 and the fitting hole 31 for fitting the nut of the case 30 are circular, but this is not restrictive. For example, when the nut 27 is inserted and fixed in the case 31, the center of the hole through which the shaft portion 26b of the shaft-integrated rotor 26 is inserted coincides with the central axis of the ultrasonic motor 10, and an appropriate pressing force is applied to the rotor portion 26a. If it can be added, the shape can be changed to a shape other than a circle (for example, a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, or a five stroke shape not shown). Furthermore, the shape of the case is not limited to a cylindrical shape.

この第1の実施形態の第1の変形例によれば、積層圧電素子を収納するケース内の嵌合穴の自由度が増える。   According to the first modification of the first embodiment, the degree of freedom of the fitting hole in the case that houses the laminated piezoelectric element is increased.

(第1の実施形態の第2の変形例)
前述した第1の実施形態では、振動子ホルダはコの字形状になっているが、ケースに積層圧電素子を位置決めできる形状であれば、図10乃至図12に示されるように、ピンを利用することもできる。
(Second modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, the vibrator holder has a U-shape. However, as long as the laminated piezoelectric element can be positioned in the case, a pin is used as shown in FIGS. You can also

図10は本発明の第1の実施形態の第2の変形例に於ける積層圧電素子11を支持するピン33a〜33dを示した斜視図、図11は第1の実施形態の第2の変形例による超音波モータの組立図である。   FIG. 10 is a perspective view showing pins 33a to 33d for supporting the laminated piezoelectric element 11 in the second modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a second modification of the first embodiment. It is an assembly drawing of the ultrasonic motor by an example.

焼成後の積層圧電素子11の節となる部分の4つの表面に、穴を開けてピン33a〜33d(33dは図示されない)を刺し込む。そして、図2、図3に示される振動子ホルダ25の嵌め込み穴31bの壁に接するようにピン33a〜33dを突出させた状態でケース内部に嵌め込むようにする。すると、コの字形状の振動子ホルダ25を利用した時と同じように、ケース30の中心位置に積層圧電素子11が来るように位置決めすることができる。   Holes are made in the four surfaces of the portion to be the node of the laminated piezoelectric element 11 after firing, and pins 33a to 33d (33d not shown) are inserted. Then, the pins 33a to 33d are fitted into the case so as to be in contact with the wall of the fitting hole 31b of the vibrator holder 25 shown in FIGS. Then, as in the case where the U-shaped transducer holder 25 is used, the laminated piezoelectric element 11 can be positioned so as to come to the center position of the case 30.

このような構造にすると、振動子ホルダの形状を単純化することができ、接着の手間もなくなるという利点がある。   With such a structure, there is an advantage that the shape of the vibrator holder can be simplified and the labor of bonding is eliminated.

尚、本第2の変形例に於いて、ピン33a〜33dは積層圧電素子11に穴を開けて差し込むとして説明したが、これに限られるものではなく、接着により固定するものであってもよい。   In the second modification, the pins 33a to 33d have been described as being inserted into the laminated piezoelectric element 11 by holes, but the present invention is not limited to this and may be fixed by adhesion. .

更には、ピンの数は4本に限られるものではなく、少なくとも対向する位置の2本が設けられるものであればよい。   Furthermore, the number of pins is not limited to four as long as two pins at least facing each other are provided.

例えば、図12に示されるように、積層圧電素子11の長辺側の面(図8の辺bと辺cで構成される面)に2本のピン33c、33dが取り付けられている。そして、図13に示されるように、ケース30内の穴31b1 に嵌め込むようにする。すると、ピンが4つの場合と同様に、ケース30の中心位置に積層圧電素子11が来るように位置決めすることができる。 For example, as shown in FIG. 12, two pins 33c and 33d are attached to the long side surface of the multilayer piezoelectric element 11 (the surface formed by the sides b and c in FIG. 8). Then, as shown in FIG. 13, it is fitted into the hole 31 b 1 in the case 30. Then, similarly to the case of four pins, the laminated piezoelectric element 11 can be positioned so as to come to the center position of the case 30.

もちろん、2本のピンの取り付け位置は、積層圧電素子11の短辺側の面(図8の辺aと辺cで構成される面)であってもかまわない。その場合、図13に示されるピンの嵌め込み穴の位置も短辺側に変更になる。   Of course, the mounting position of the two pins may be the surface on the short side of the multilayer piezoelectric element 11 (the surface constituted by the sides a and c in FIG. 8). In that case, the position of the pin insertion hole shown in FIG. 13 is also changed to the short side.

(第2の実施形態)
次に、図14乃至図16を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

尚、以下に述べる実施形態に於いて、前述した第1の実施形態の超音波モータの基本的な構成については、前述した第1の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the embodiment described below, the basic configuration of the ultrasonic motor of the first embodiment described above is the same as that of the first embodiment described above. The same reference numerals are assigned to the same parts, illustration and description thereof are omitted, and only different parts will be described.

図14は、本発明の第2の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図15は第2の実施形態による超音波モータの組立図、図16は第2の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 14 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic motor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the second embodiment, and FIG. 16 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the second embodiment.

図14乃至図16に示されるように、本第2の実施形態に於ける超音波モータ10aは、ナット27aの外周面と、ケース30内の嵌合穴31aのナット27aとの嵌合部31aに、それぞれネジ山(ナット27aの外周面にはネジ部27a1 、嵌合部31aにはネジ部31d)が形成されている。したがって、ナット27aは嵌合部31dに螺着されることによって、ケース30に固定されることになる。   As shown in FIGS. 14 to 16, the ultrasonic motor 10 a according to the second embodiment includes a fitting portion 31 a between the outer peripheral surface of the nut 27 a and the nut 27 a of the fitting hole 31 a in the case 30. In addition, a screw thread (a screw portion 27a1 on the outer peripheral surface of the nut 27a and a screw portion 31d on the fitting portion 31a) is formed. Therefore, the nut 27a is fixed to the case 30 by being screwed to the fitting portion 31d.

その他の構成部分については、前述した第1の実施形態と同じであるので説明は省略する。   The other components are the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

このように第2の実施形態によれば、超音波モータ10aの動作は前述した第1の実施形態と同じであるが、ケース30とナット27の固定をネジで行うことができることから、押圧した状態で接着する必要がなくなる。また、ナット27のロータ部26aに対する押圧がかけやすくなる。更に、積層圧電素子等、内部の部品が故障した際に、ネジを緩めるだけでケース30からナット27を取り外すことができるので、超音波モータ10aの分解も容易に行うことができる。   As described above, according to the second embodiment, the operation of the ultrasonic motor 10a is the same as that of the first embodiment described above, but the case 30 and the nut 27 can be fixed with screws. There is no need to bond in the state. Further, the nut 27 can be easily pressed against the rotor portion 26a. Furthermore, when an internal component such as a laminated piezoelectric element breaks down, the nut 27 can be removed from the case 30 simply by loosening the screw, so that the ultrasonic motor 10a can be easily disassembled.

(第3の実施形態)
次に、図17乃至図19を参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図17は、本発明の第3の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図18は第3の実施形態による超音波モータの組立図、図19は第3の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 17 is an exploded perspective view showing a configuration of an ultrasonic motor according to the third embodiment of the present invention. FIG. 18 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the third embodiment, and FIG. 19 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the third embodiment.

図17乃至図19に示されるように、本第3の実施形態に於ける超音波モータ10bは、前述した第1の実施形態に対して、ナット27とロータ部26aとの間に、その表面が滑らかな円環形状の回転接触部材35が介在されている。つまり、回転接触部材35の中心に設けられている開口35aと、ナット27の軸穴28に、シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bが挿入されている。この回転接触部材35は、例えば、フッ素樹脂(テフロン(登録商標))製のワッシャにより構成されるもので、摩擦係数はナット27のロータ部26aに対向する面よりも小さいものである。   As shown in FIGS. 17 to 19, the ultrasonic motor 10b according to the third embodiment has a surface between the nut 27 and the rotor portion 26a, as compared with the first embodiment described above. A smooth annular contact member 35 is interposed. That is, the shaft portion 26 b of the shaft-integrated rotor 26 is inserted into the opening 35 a provided at the center of the rotary contact member 35 and the shaft hole 28 of the nut 27. The rotary contact member 35 is constituted by, for example, a washer made of fluororesin (Teflon (registered trademark)), and the friction coefficient is smaller than the surface of the nut 27 facing the rotor portion 26a.

その他の構成部分については、前述した第1及び第2の実施形態と同じであるので説明は省略する。   The other components are the same as those in the first and second embodiments described above, and a description thereof will be omitted.

このように、第3の実施形態によれば、超音波モータ10bの動作は前述した第1及び第2の実施形態と同じであるが、ナット27とロータ部26aとの間に回転接触部材35が介在しているので、ナット27とロータ部26a間の摩擦係数が小さくなる。したがって、同じ押圧がかかっている前述した第1の実施形態の構成と比較しても、ロータ部26aの回転精度は向上する。   As described above, according to the third embodiment, the operation of the ultrasonic motor 10b is the same as that of the first and second embodiments described above, but the rotary contact member 35 is provided between the nut 27 and the rotor portion 26a. Therefore, the friction coefficient between the nut 27 and the rotor portion 26a is reduced. Therefore, the rotational accuracy of the rotor part 26a is improved even when compared with the configuration of the first embodiment described above in which the same pressure is applied.

(第3の実施形態の第1の変形例)
前述したように、第3の実施形態では、ナット27とロータ部26aとの間に回転接触部材35を介在させて、回転接触部材35の摩擦係数を小さくしている。しかしながら、この回転接触部材35の表面を加工すれば、更に摩擦係数を小さくすることが可能である。
(First Modification of Third Embodiment)
As described above, in the third embodiment, the rotation contact member 35 is interposed between the nut 27 and the rotor portion 26a to reduce the friction coefficient of the rotation contact member 35. However, if the surface of the rotating contact member 35 is processed, the friction coefficient can be further reduced.

図20は、本発明の第3の実施形態の第1の変形例による超音波モータの回転接触部材の構成を示す外観斜視図である。図21は第3の実施形態の第1の変形例による超音波モータの組立図、図22は第3の実施形態の第1の変形例による超音波モータの断面図である。   FIG. 20 is an external perspective view showing the configuration of the rotary contact member of the ultrasonic motor according to the first modification of the third embodiment of the present invention. FIG. 21 is an assembly diagram of an ultrasonic motor according to a first modification of the third embodiment, and FIG. 22 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the first modification of the third embodiment.

図20乃至図22に示されるように、この第3の実施形態の第1の変形例による回転接触部材351 は、ロータ部26aが摩擦接触部材12a、12bと接触する位置に対応する部分に、連続的に凸部351 b、351 cが形成された形状に構成されている。凸部351 cは、回転接触部材351 に於いて凸部351 bの反対側に形成されている。尚、351 aは、シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bが挿入される開口である。 As shown in FIGS. 20 to 22, rotating contact member 35 1 of the first modification of the third embodiment, the portion where the rotor portion 26a corresponds to the position in contact with the frictional contact member 12a, 12b The convex portions 35 1 b and 35 1 c are continuously formed. The convex portion 35 1 c is formed on the rotation contact member 35 1 on the opposite side of the convex portion 35 1 b. Incidentally, 35 1 a is an opening into which the shaft portion 26b of the shaft-integrated rotor 26 is inserted.

このように構成すれば、回転に関係しない部分の接触がなくなる(接触面積が減る)ので、更に回転精度が向上する。   If comprised in this way, since the contact of the part which is not related to rotation is lose | eliminated (a contact area reduces), a rotation precision improves further.

尚、この第1の変形例では、回転接触部材に凸部を設けている例を示したが、これに限られるものではない。摩擦接触部材12a、12bと接触する位置に対応する部分であれば、例えば、ナット27やロータ部26aに凸部を設けるようにしてもよい。更に、凸部の部分に、テフロン(登録商標)加工等のコーティングをしてもよい。   In the first modification, the example in which the convex portion is provided on the rotary contact member is shown, but the present invention is not limited to this. For example, a protrusion may be provided on the nut 27 or the rotor part 26a as long as the part corresponds to the position in contact with the frictional contact members 12a and 12b. Furthermore, a coating such as Teflon (registered trademark) processing may be applied to the convex portion.

(第3の実施形態3の第2の変形例)
前述した第3の実施形態では、ナット27とロータ部26aとの間にフッ素樹脂製のワッシャを回転接触部材35として構成としているが、回転接触部材はこれに限られるものではない。例えば、摩擦係数が非常に低いものであれば、図示されないが、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を回転接触部材に替えて使用することもできる。
(Second Modification of Third Embodiment 3)
In the third embodiment described above, a fluororesin washer is configured as the rotating contact member 35 between the nut 27 and the rotor portion 26a, but the rotating contact member is not limited to this. For example, if the friction coefficient is very low, although not shown, a solid lubricant such as molybdenum disulfide can be used instead of the rotating contact member.

(第4の実施形態)
次に、図23乃至図25を参照して、本発明の第4の実施形態について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図23は、本発明の第4の実施形態による超音波モータの構成を示すもので、(a)は分解斜視図、(b)は(a)のシャフト一体型ロータを拡大して示した斜視図である。図24は第4の実施形態による超音波モータの組立図、図25は第4の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 23 shows a configuration of an ultrasonic motor according to a fourth embodiment of the present invention, in which (a) is an exploded perspective view, and (b) is an enlarged perspective view of the shaft-integrated rotor of (a). FIG. FIG. 24 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the fourth embodiment, and FIG. 25 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the fourth embodiment.

図23(b)に示されるように、シャフト一体型ロータ26のロータ部26a1 の、ナット27と対向する面には、中心軸Oと同心円上に連続的な溝部26cが形成されている。この溝部26cは、図25に示されるように、ロータ部26aが摩擦接触部材12a、12bと接触する位置に対応する部分に構成されている。そして、この溝部26cには、複数の球(ボールベアリングに使用される転がり部材)37が敷き詰められている。 As shown in FIG. 23 (b), a continuous groove 26 c concentrically with the central axis O is formed on the surface of the rotor portion 26 a 1 of the shaft-integrated rotor 26 that faces the nut 27. As shown in FIG. 25, the groove portion 26c is formed in a portion corresponding to a position where the rotor portion 26a contacts the frictional contact members 12a and 12b. A plurality of balls (rolling members used for ball bearings) 37 are laid in the groove 26c.

その他の構成部分については、前述した第1乃至第3の実施形態と同じであるので説明は省略する。   Other components are the same as those in the first to third embodiments described above, and thus the description thereof is omitted.

このように、第4の実施形態によれば、超音波モータ10cの動作は、前述した第1乃至第3の実施形態と同じであるが、ナット27とロータ部26aとの間に複数の球(ボールベアリングに使用される転がり部材)37を介在させた構成としている。これにより、ナット27とロータ部26aが球37と点接触しながら回転するので、前述した第1乃至第3の実施形態の構成と比較すると、回転時の接触面積が非常に小さくなる。   As described above, according to the fourth embodiment, the operation of the ultrasonic motor 10c is the same as that of the first to third embodiments described above, but a plurality of spheres are provided between the nut 27 and the rotor portion 26a. (Rolling member used for ball bearing) 37 is interposed. Thereby, since the nut 27 and the rotor part 26a rotate while making point contact with the ball 37, the contact area at the time of rotation becomes very small as compared with the configurations of the first to third embodiments described above.

また、ロータ部26aが回転すると球37が循環しながら回転するので、第1乃至第3の実施形態の構成と比較すると、ロータ部26aの回転精度が格段に向上する。   Further, when the rotor portion 26a rotates, the sphere 37 rotates while circulating, so that the rotational accuracy of the rotor portion 26a is remarkably improved as compared with the configurations of the first to third embodiments.

(第5の実施形態)
次に、図26乃至図28を参照して、本発明の第5の実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図26は、本発明の第5の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図27は第5の実施形態による超音波モータの組立図、図28は第5の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 26 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic motor according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 27 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the fifth embodiment, and FIG. 28 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the fifth embodiment.

図26乃至図28に示されるように、本第5の実施形態に於ける超音波モータ10dは、前述した第1の実施形態に対して、ナット27とシャフト部26bとの間に、転がり軸受け38a、38bが追加されて構成されている。それに伴って、ナット27の軸穴28の両端部分に、前記転がり軸受け38a、38bを圧入するための穴28a、28bが形成されている。   As shown in FIGS. 26 to 28, the ultrasonic motor 10d in the fifth embodiment is different from the first embodiment described above in that it is a rolling bearing between the nut 27 and the shaft portion 26b. 38a and 38b are added and comprised. Accordingly, holes 28a and 28b for press-fitting the rolling bearings 38a and 38b are formed at both ends of the shaft hole 28 of the nut 27.

その他の構成部分については、前述した第1乃至第4の実施形態と同じであるので説明は省略する。   The other components are the same as those in the first to fourth embodiments described above, and a description thereof will be omitted.

このように、第5の実施形態によれば、超音波モータ10dの動作は前述した第1乃至第4の実施形態と同じであるが、ナット27とシャフト部26bとの間に転がり軸受け38a、38bを構成したことから、前述した第1の実施形態で摩擦接触により回転している構成と比較すると、シャフト部26bの軸振れ等が抑えられる。したがって、ロータ部26aの回転精度が向上する。   As described above, according to the fifth embodiment, the operation of the ultrasonic motor 10d is the same as that of the first to fourth embodiments described above, but the rolling bearing 38a, between the nut 27 and the shaft portion 26b, Since 38b is configured, the shaft runout or the like of the shaft portion 26b can be suppressed as compared with the configuration rotating by frictional contact in the first embodiment described above. Therefore, the rotation accuracy of the rotor part 26a is improved.

尚、本第5の実施形態では、転がり軸受けを2つ使用した構成を説明したが、これに限られるものではなく、転がり軸受けは1つ、或いは3つ以上であってもよい。   In the fifth embodiment, the configuration using two rolling bearings has been described. However, the present invention is not limited to this, and there may be one rolling bearing or three or more rolling bearings.

(第6の実施形態)
次に、図29乃至図31を参照して、本発明の第6の実施形態について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図29は、本発明の第6の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図30は第6の実施形態による超音波モータの組立図、図31は第6の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 29 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic motor according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 30 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the sixth embodiment, and FIG. 31 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the sixth embodiment.

図29乃至図31に示されるように、本第6の実施形態に於ける超音波モータ10eは、前述した第1の実施形態の構成に対して、ケースが振動子ホルダ25の嵌め込み穴を境にして上下に2分割されている。   As shown in FIGS. 29 to 31, the ultrasonic motor 10e according to the sixth embodiment is different from the configuration of the first embodiment described above in that the case is a boundary between the fitting hole of the vibrator holder 25. The upper and lower parts are divided into two.

すなわち、第6の実施形態に於けるケースは、上側のケース40と、下側のケース42とを有して構成されており、ケース締結用ネジ45によって締結されている。上側のケース40には、前述したケース30と同様にナット27を固定するための嵌合穴41が形成されている。一方、下側のケース42には、振動子ホルダ25を嵌め込むための嵌め込み穴43が形成されている。この嵌め込み穴43は、基本的には第1の実施形態のケース30の嵌合穴31bと同じである。更に、嵌め込み穴43の内側には、積層圧電素子11の外形寸法よりも僅かに大きくされた穴44が形成されている。   That is, the case according to the sixth embodiment is configured to include an upper case 40 and a lower case 42 and is fastened by a case fastening screw 45. A fitting hole 41 for fixing the nut 27 is formed in the upper case 40 in the same manner as the case 30 described above. On the other hand, a fitting hole 43 for fitting the vibrator holder 25 is formed in the lower case 42. The fitting hole 43 is basically the same as the fitting hole 31b of the case 30 of the first embodiment. Further, a hole 44 that is slightly larger than the outer dimension of the multilayer piezoelectric element 11 is formed inside the fitting hole 43.

尚、ケース締結用ネジ45は、振動子ホルダ25に接触しない位置に配置されている。   The case fastening screw 45 is disposed at a position where it does not contact the vibrator holder 25.

その他の構成部分については、前述した第1乃至第5の実施形態と同じであるので説明は省略する。   The other components are the same as those in the first to fifth embodiments described above, and a description thereof will be omitted.

第6の実施形態に於ける超音波モータ10eの動作は、前述した第1乃至第5の実施形態と同じである。しかしながら、第1乃至第5の実施形態に於ける超音波モータのケースは、何れも一体型である。そのため、加工上の問題で振動子ホルダの嵌め込み穴よりもナット挿入用の嵌合穴を大きく形成する必要があった。   The operation of the ultrasonic motor 10e in the sixth embodiment is the same as that of the first to fifth embodiments described above. However, the ultrasonic motor cases in the first to fifth embodiments are all integrated. Therefore, due to processing problems, it was necessary to form a nut insertion hole larger than the insertion hole of the vibrator holder.

これに対し、本第6の実施形態では、ケースを振動子ホルダの嵌め込み穴を境にして上下に2分割したので、ケース挿入の嵌合穴41は、積層圧電素子11の外形寸法と、ロータ部26aの径よりも僅かに大きい程度のサイズで加工することができる。これにより、ケースの肉厚に余裕が生じるので、ケースの外径を、第1乃至第5の実施形態のケースよりも小さくすることができ、結果としてモータ自体を小型化することが可能となる。   On the other hand, in the sixth embodiment, the case is divided into two in the vertical direction with the fitting hole of the vibrator holder as a boundary. Therefore, the fitting hole 41 for inserting the case has the outer dimensions of the laminated piezoelectric element 11 and the rotor. Processing can be performed with a size slightly larger than the diameter of the portion 26a. As a result, there is a margin in the thickness of the case, so that the outer diameter of the case can be made smaller than that of the cases of the first to fifth embodiments, and as a result, the motor itself can be downsized. .

(第7の実施形態)
次に、図32乃至図34を参照して、本発明の第7の実施形態について説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図32は、本発明の第7の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図33は第7の実施形態による超音波モータの組立図、図34は第7の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 32 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic motor according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 33 is an assembly diagram of an ultrasonic motor according to the seventh embodiment, and FIG. 34 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the seventh embodiment.

図32乃至図34に示されるように、本第7の実施形態に於ける超音波モータ10fは、前述した第1の実施形態の構成に対して、ナット27とロータ部26aとの間に、リング46とバネ47が介在された構成となっている。つまり、ロータ部26a側から、リング46、バネ47がシャフト一体型ロータ26のシャフト部26bに挿入され、更にナット27がシャフト部26bに挿入される。   As shown in FIGS. 32 to 34, the ultrasonic motor 10f according to the seventh embodiment has a configuration between the nut 27 and the rotor portion 26a, compared to the configuration of the first embodiment described above. The ring 46 and the spring 47 are interposed. That is, from the rotor part 26a side, the ring 46 and the spring 47 are inserted into the shaft part 26b of the shaft-integrated rotor 26, and the nut 27 is further inserted into the shaft part 26b.

その他の構成部分については、前述した第1乃至第6の実施形態と同様であるので説明は省略する。   The other components are the same as those in the first to sixth embodiments described above, and a description thereof will be omitted.

このように、第7の実施形態によれば、超音波モータ10fの動作は前述した第1乃至第6の実施形態と同じである。しかしながら、例えば、前述した第1の実施形態の構成は、ナット27がロータ部26aを直接押圧しているので押圧力の微調整ができないものであった。これに対し、本第7の実施形態では、ナット27とロータ部26aとの間にバネ47とリング46を介在させた構成としたので、ナット27をケース30に押し込むことにより、ナット27の押圧力をバネ47が受け止め、バネ47の復元力をリング46が受け止め、最後にリング46がロータ部26aにその力を与える、といった力の伝達が生まれる。   Thus, according to the seventh embodiment, the operation of the ultrasonic motor 10f is the same as that of the first to sixth embodiments described above. However, for example, the configuration of the first embodiment described above cannot finely adjust the pressing force because the nut 27 directly presses the rotor portion 26a. On the other hand, in the seventh embodiment, since the spring 47 and the ring 46 are interposed between the nut 27 and the rotor portion 26a, the nut 27 is pushed by being pushed into the case 30. The force is transmitted such that the spring 47 receives the pressure, the restoring force of the spring 47 is received by the ring 46, and finally the ring 46 applies the force to the rotor portion 26a.

押圧力は、バネの収縮量×構成するバネのバネ定数、で決まるので、ナット27を押し込んだ量を変化させるだけで自由に調整することができる。したがって、押圧力の調整が容易となる。   Since the pressing force is determined by the amount of spring contraction × the spring constant of the constituent spring, it can be freely adjusted simply by changing the amount by which the nut 27 is pressed. Therefore, it is easy to adjust the pressing force.

尚、本第7の実施形態に於いては、ナット27とロータ部26aとの間にバネ47とリング46を介在させた構成として説明したが、リングは必ずしも必要ではなく、ロータ部26aが直接バネ47の押圧力を受け止めるようにしてもよい。   In the seventh embodiment, the spring 47 and the ring 46 are interposed between the nut 27 and the rotor portion 26a. However, the ring is not always necessary, and the rotor portion 26a is directly connected. The pressing force of the spring 47 may be received.

(第7の実施形態の変形例)
前述した第7の実施形態では、ナット27とロータ部26aとの間に介在させたバネ47とリング46によって、ナットの押圧力が与えられたが、これに限られるものではない。
(Modification of the seventh embodiment)
In the above-described seventh embodiment, the pressing force of the nut is given by the spring 47 and the ring 46 interposed between the nut 27 and the rotor portion 26a, but the present invention is not limited to this.

この第7の実施形態の変形例としては、ケースを着脱可能に構成して該ケースの一方である蓋部分に板バネ部分を設けて押圧力を与えるようにしている。   As a modification of the seventh embodiment, a case is configured to be detachable, and a leaf spring portion is provided on a lid portion that is one of the cases so as to apply a pressing force.

図35は、本発明の第7の実施形態の変形例による超音波モータの分解斜視図、図36は図35のケースの蓋部分の構成を示す外観斜視図である。図37は第7の実施形態の変形例による超音波モータの組立図、図38は第7の実施形態の変形例による超音波モータの断面図である。   FIG. 35 is an exploded perspective view of an ultrasonic motor according to a modification of the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 36 is an external perspective view showing the configuration of the lid portion of the case of FIG. FIG. 37 is an assembly diagram of an ultrasonic motor according to a modification of the seventh embodiment, and FIG. 38 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to a modification of the seventh embodiment.

この第7の実施形態の変形例に於いて、ケース50は、ケース基部51と、蓋部53とより構成されている。そして、蓋部53の外周面でナット27と接触する部分には、複数箇所、この場合4箇所に爪53aが設けられている。この爪53aの先端部には、引っ掛け部分53bが形成されている。この引っ掛け部分53bは、ケース基部51に形成された、後述する引っ掛け部分51bに対応して蓋部53を固定するためのものであり、爪53aよりも内側に向けて突出形成されている。   In the modification of the seventh embodiment, the case 50 includes a case base 51 and a lid 53. And the nail | claw 53a is provided in the part which contacts the nut 27 in the outer peripheral surface of the cover part 53 in multiple places, and four places in this case. A hook portion 53b is formed at the tip of the claw 53a. The hook portion 53b is for fixing the lid portion 53 corresponding to a hook portion 51b described later formed on the case base 51, and is formed to protrude inward from the claw 53a.

また、蓋部53の上面は、外周部に比べて内周部が窪んで形成されていると共に、その中央に、超音波モータ10gの中心軸Oと一致する位置に開口54が形成されている。そして、この開口54より外側に向けて複数箇所、この場合4箇所にスリットが形成されている。このスリットで仕切られ窪んでいる部分が、ナット27の上面と接触してナット27を押圧するための弾性を有する板バネ部分53cとして構成されている。   Further, the upper surface of the lid portion 53 is formed such that the inner peripheral portion is recessed compared to the outer peripheral portion, and an opening 54 is formed at the center thereof at a position coinciding with the central axis O of the ultrasonic motor 10g. . In addition, slits are formed at a plurality of positions, in this case, at four positions, outward from the opening 54. A portion partitioned by the slit and recessed is configured as a leaf spring portion 53c having elasticity for contacting the upper surface of the nut 27 and pressing the nut 27.

一方、ケース基部51の外周面の上方には、前述した蓋部53の爪53aと嵌合するためのガイド部51aが、複数、この場合4箇所に設けられている。これらガイド部51aは、ケース基部51の外周面の他の部分に比べて僅かに窪んで形成されている。更に、これらの引っ掛け部分51aの端部には、蓋部分53の引っ掛け部分53bが嵌め込まれて蓋部53を固定するための引っ掛け部分51bが形成されている。   On the other hand, above the outer peripheral surface of the case base portion 51, a plurality of guide portions 51a for fitting with the claws 53a of the lid portion 53 described above are provided in four places in this case. These guide portions 51 a are formed so as to be slightly recessed as compared with other portions of the outer peripheral surface of the case base 51. Furthermore, a hook portion 51 b for fixing the lid portion 53 is formed by fitting the hook portion 53 b of the lid portion 53 at the end of these hook portions 51 a.

つまり、蓋部53の爪53a及び引っ掛け部分53bが、ケース基部51のガイド部51aに沿って位置決めされ、ケース基部51の引っ掛け部分51bに蓋部53の引っ掛け部分53bがかみ合うことにより、蓋部53がケース基部51に冠着される。このとき、板バネ部分53cがナット27の上面と接触して変形することによりバネの復元力が発生するので、ケース50にナット27が取り付けられた際に、適切な押圧力を与えることができる。   That is, the claw 53 a and the hook portion 53 b of the lid portion 53 are positioned along the guide portion 51 a of the case base portion 51, and the hook portion 53 b of the lid portion 53 is engaged with the hook portion 51 b of the case base portion 51. Is attached to the case base 51. At this time, since the leaf spring portion 53c is deformed in contact with the upper surface of the nut 27, a restoring force of the spring is generated, so that an appropriate pressing force can be applied when the nut 27 is attached to the case 50. .

このような変形例によれば、押圧した状態でナットを接着する必要がなくなる。また、積層圧電素子等の内部の部品が故障した際にも、ケースに引っ掛けた4つの爪を広げることでケースから外すことができるので、モータの分解も容易に行うことができる。   According to such a modification, it is not necessary to bond the nut in a pressed state. In addition, even when an internal component such as a laminated piezoelectric element breaks down, the motor can be easily disassembled because it can be removed from the case by spreading the four claws hooked on the case.

(第8の実施形態)
次に、図39乃至図41を参照して、本発明の第8の実施形態について説明する。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図39は、本発明の第8の実施形態による超音波モータの構成を示す分解斜視図である。図40は第8の実施形態による超音波モータの組立図、図41は第8の実施形態による超音波モータの断面図である。   FIG. 39 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultrasonic motor according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 40 is an assembly diagram of the ultrasonic motor according to the eighth embodiment, and FIG. 41 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor according to the eighth embodiment.

図39乃至図41に示されるように、本第8の実施形態に於ける超音波モータ10hは、前述した第1乃至第7の実施形態の超音波モータではナットがモータ上部に構成されていたのに対して、モータ下部に構成されている。   As shown in FIGS. 39 to 41, the ultrasonic motor 10h according to the eighth embodiment is configured such that the nut is formed on the upper portion of the ultrasonic motor according to the first to seventh embodiments described above. On the other hand, it is configured at the lower part of the motor.

すなわち、ナット58の中心部分には、シャフト一体型ロータ26のシャフト部26bを貫通させるための軸穴ではなく、振動子ホルダ25を固定するための嵌め込み穴59、及び積層圧電素子11を挿通するために該積層圧電素子11の外形寸法よりも僅かに大い穴60が、形成されている。   That is, not the shaft hole for penetrating the shaft portion 26 b of the shaft-integrated rotor 26 but the fitting hole 59 for fixing the vibrator holder 25 and the laminated piezoelectric element 11 are inserted into the central portion of the nut 58. Therefore, a hole 60 slightly larger than the outer dimension of the laminated piezoelectric element 11 is formed.

一方、ケース55には、振動子ホルダ25用の嵌め込み穴が無くなり、代わりにシャフト一体型ロータ26のシャフト部26bを挿通させるための軸穴56が形成されている。また、ナット嵌め込み用の嵌合穴57は、ケース55の下側からロータ部26aの上面の位置まで開けられている。この状態で、ナット58がケース55に接着固定されている。   On the other hand, the case 55 has no fitting hole for the vibrator holder 25 and is instead formed with a shaft hole 56 through which the shaft portion 26b of the shaft-integrated rotor 26 is inserted. Further, the fitting hole 57 for fitting the nut is opened from the lower side of the case 55 to the position of the upper surface of the rotor portion 26a. In this state, the nut 58 is bonded and fixed to the case 55.

その他の構成部分については、前述した第1乃至第6の実施形態と同様であるので説明は省略する。   The other components are the same as those in the first to sixth embodiments described above, and a description thereof will be omitted.

組み立てとしては、積層圧電素子11を振動子ホルダ25を介してナット58の嵌め込み穴59に嵌め込んで固定し、その一体になったナット58をケース55に嵌め込み、シャフト部26bが回転できる程度の適切な押圧力となるように、ナット58は軸方向(ロータ部26a側)に押された状態で固定されている。   As for the assembly, the laminated piezoelectric element 11 is fitted into the fitting hole 59 of the nut 58 via the vibrator holder 25 and fixed, and the integrated nut 58 is fitted into the case 55 so that the shaft portion 26b can rotate. The nut 58 is fixed in a state of being pushed in the axial direction (rotor portion 26a side) so that an appropriate pressing force is obtained.

例えば、前述した第1の実施形態の構成では、ナット→ロータ部→積層圧電素子という順序で押圧していたが、本第8の実施形態の構成は、ナット(積層圧電素子)→ロータ部という順序で押圧している。   For example, in the configuration of the first embodiment described above, the pressing is performed in the order of nut → rotor portion → laminated piezoelectric element, but the configuration of the eighth embodiment is called nut (laminated piezoelectric element) → rotor portion. Pressing in order.

このように第8の実施形態によれば、単一の振動子だけで縦とねじれ振動モードを組み合わせた楕円振動を形成することができ、その楕円振動によりロータを回転させることにより、軸方向に回転力を伝達することができる。   As described above, according to the eighth embodiment, an elliptical vibration combining the longitudinal and torsional vibration modes can be formed with only a single vibrator, and by rotating the rotor by the elliptical vibration, the axial direction can be obtained. Rotational force can be transmitted.

尚、本第8の実施形態では、ナットがケースに接着固定されているとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、前述した第2の実施形態と同様に、ナットとケース内の嵌合部にネジ山を形成して螺着することによって固定されるようにしてもよい。   In the eighth embodiment, the nut is described as being bonded and fixed to the case. However, the present invention is not limited to this. For example, similarly to the second embodiment described above, the nut and the fitting portion in the case may be fixed by forming a screw thread and screwing.

また、振動子ホルダもコの字形状のものを用いているが、前述したように、少なくとも2本のピンによって積層圧電素子を保持することができればよい。   Further, although the U-shaped vibrator holder is used, it is sufficient that the laminated piezoelectric element can be held by at least two pins as described above.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention other than the above-described embodiment.

更に、前述した実施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の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施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、発明の効果の欄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も発明として抽出され得る。   Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be obtained as an invention.

本発明によれば、単一の部材からなり、構造が単純であり、溝部等が不要であり、更には低電圧で駆動することができ、軸方向に回転力を伝達可能にする超音波モータが得られる。   According to the present invention, an ultrasonic motor that is composed of a single member, has a simple structure, does not require a groove, and can be driven at a low voltage and can transmit rotational force in the axial direction. Is obtained.

10…超音波モータ、11積層圧電素子(振動子)、12a、12b…摩擦接触部材、13、13a1 、13a2 、13b1 、13b2 、13c1 、13c2 、13d1 、13d2 …外部電極、15a…圧電シート1(圧電シート(1))、15b…圧電シート2(圧電シート(2))、15c…圧電シート3(圧電シート(3))、16a…内部電極パターン1(内部電極パターン(1))、16b…内部電極パターン2(内部電極パターン(2))、17a1 、17a2 、17b1 、17b2 …上部交差指電極及び中央部交差指電極、18a1 、18a2 、18b1 、18b2 …下部交差指電極、231 …ねじれ3次振動の中央部節位置近傍で且つ縦1次振動の節位置、232 …上部節位置、233 …ねじれ3次振動の下部節位置、25、25a、25b…振動子ホルダ、26…シャフト一体型ロータ、26a…ロータ部、26b…シャフト部、27…ナット、28…軸穴、30…ケース、31…嵌合穴。 10 ... ultrasonic motor 11 laminated piezoelectric element (vibrator), 12a, 12b ... frictional contact member, 13,13a 1, 13a 2, 13b 1, 13b 2, 13c 1, 13c 2, 13d 1, 13d 2 ... external Electrode, 15a ... piezoelectric sheet 1 (piezoelectric sheet (1)), 15b ... piezoelectric sheet 2 (piezoelectric sheet (2)), 15c ... piezoelectric sheet 3 (piezoelectric sheet (3)), 16a ... internal electrode pattern 1 (internal electrode) Pattern (1)), 16b... Internal electrode pattern 2 (Internal electrode pattern (2)), 17a 1 , 17a 2 , 17b 1 , 17b 2 ... Upper cross finger electrode and central cross finger electrode, 18a 1 , 18a 2 , 18b 1 , 18b 2 ... lower interdigitated electrodes, 23 1 ... near the central node position of the torsional tertiary vibration and the node position of the longitudinal primary vibration, 23 2 ... the upper node position, 23 3 ... the lower part of the torsional tertiary vibration Node position, 25 25a, 25b ... transducer holder, 26 ... shaft integrated rotor, 26a ... rotor portion, 26b ... shaft, 27 ... nut, 28 ... shaft hole, 30 ... case, 31 ... fitting hole.

Claims (48)

中心軸に垂直な断面が長方形状の長さ比率を有する圧電素子単体から成る振動子と、
前記振動子の縦1次共振振動と、ねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定される振動子保持用部材と、
前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転部と、該回転部の回転力を軸方向に伝達する被回転部とが一体となった回転力伝達部材と、
前記振動子の楕円振動発生面に固定され、楕円振動発生による回転力を前記回転力伝達部材と摩擦接触することで伝達する摩擦接触部材と、
前記回転力伝達部材の被回転部を支持する支持穴を形成し、回転力伝達部材の被回転部を支持しながら回転力伝達部材を前記振動子の楕円振動発生面側に押圧する押圧部材と、
前記振動子を収納する第1の穴と、前記振動子保持用部材を収納する第2の穴と、前記押圧部材を収納する第3の穴を形成し、前記振動子保持用部材を介して振動子を保持する保持部材と、
を具備し、
前記振動子の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動を合成することにより、楕円振動を形成して前記回転力伝達部材を回転させることを特徴とする超音波モータ。
A vibrator composed of a single piezoelectric element having a rectangular length ratio in cross section perpendicular to the central axis;
A vibrator holding member fixed to a portion corresponding to a common node of the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the vibrator;
A rotating part that is driven to rotate about a central axis that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and that is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and a rotated part that transmits the rotational force of the rotating part in the axial direction And a rotational force transmission member integrated with,
A friction contact member fixed to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and transmitting a rotational force generated by the elliptical vibration by frictional contact with the rotational force transmitting member;
A pressing member that forms a support hole for supporting the rotated portion of the rotational force transmitting member and presses the rotational force transmitting member toward the elliptical vibration generating surface of the vibrator while supporting the rotated portion of the rotational force transmitting member; ,
A first hole for accommodating the vibrator, a second hole for housing the vibrator holding member, and a third hole for housing the pressing member are formed, and the vibrator holding member is interposed therebetween. A holding member for holding the vibrator;
Comprising
By synthesizing a longitudinal primary resonance vibration expanding and contracting in the rotation axis direction of the vibrator and a torsional tertiary resonance vibration having the rotation axis as a torsion axis, an elliptical vibration is formed to rotate the rotational force transmitting member. Features an ultrasonic motor.
前記押圧部材の外形と、前記保持部材の第3の穴との接合面が、嵌合形状であることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, wherein a joint surface between the outer shape of the pressing member and the third hole of the holding member has a fitting shape. 前記押圧部材の外形と、前記保持部材の第3の穴との接合面が、ネジ形状であることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, wherein a joint surface between the outer shape of the pressing member and the third hole of the holding member has a screw shape. 前記振動子保持用部材は、コの字形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibrator holding member is formed in a U shape. 前記振動子保持用部材は、少なくとも2本のピン形状の部材で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibrator holding member is formed of at least two pin-shaped members. 前記押圧部材を前記保持部材に押圧固定する押圧固定部材を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, further comprising a pressing fixing member that presses and fixes the pressing member to the holding member. 前記押圧部材と前記回転力伝達部材との間に、回転接触部材を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, further comprising a rotary contact member between the pressing member and the rotational force transmitting member. 前記回転接触部材が摩擦接触による回転であることを特徴とする請求項7に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 7, wherein the rotary contact member is rotated by frictional contact. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項7に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 7, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記回転力伝達部材の被回転部と、前記押圧部材の支持穴との間に、回転接触部材を有することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, further comprising a rotary contact member between a rotated portion of the rotational force transmitting member and a support hole of the pressing member. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項10に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 10, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記押圧部材と前記回転力伝達部材との間に、弾性部材を有することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, further comprising an elastic member between the pressing member and the rotational force transmitting member. 前記保持部材は、前記振動子保持用部材を収納する穴の表面と同一面を境にして分割された第1の保持部と、第2の保持部と、前記第1の保持部と第2の保持部を締結するためのネジ部材と、を有して構成されることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   The holding member includes a first holding portion, a second holding portion, the first holding portion, and a second holding portion that are divided on the same plane as the surface of the hole that houses the vibrator holding member. The ultrasonic motor according to claim 1, further comprising: a screw member for fastening the holding portion. 中心軸に垂直な断面が長方形状の長さ比率を有する圧電素子単体から成る振動子と、
前記振動子の縦1次共振振動と、ねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定される振動子保持用部材と、
前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転部と、該回転部の回転力を軸方向に伝達する被回転部とが一体となった回転力伝達部材と、
前記振動子の楕円振動発生面に固定され、楕円振動発生による回転力を前記回転力伝達部材と摩擦接触することで伝達する摩擦接触部材と、
前記振動子を収納する穴と、前記振動子保持用部材を収納する穴を形成し、前記振動子保持用部材を介して前記振動子を保持した状態で前記回転力伝達部材の回転部を前記振動子の楕円振動発生面に押圧する押圧部材と、
前記回転力伝達部材の被回転部を支持する第1の穴と、前記押圧部材を収納する第2の穴を形成し、前記回転力伝達部材の被回転部の支持と前記押圧部材を保持する保持部材と、
を具備し、
前記振動子の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動を合成することにより、楕円振動を形成して前記回転力伝達部材を回転させることを特徴とする超音波モータ。
A vibrator composed of a single piezoelectric element having a rectangular length ratio in cross section perpendicular to the central axis;
A vibrator holding member fixed to a portion corresponding to a common node of the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the vibrator;
A rotating part that is driven to rotate about a central axis that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and that is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and a rotated part that transmits the rotational force of the rotating part in the axial direction And a rotational force transmission member integrated with,
A friction contact member fixed to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and transmitting a rotational force generated by the elliptical vibration by frictional contact with the rotational force transmitting member;
A hole for housing the vibrator and a hole for housing the vibrator holding member are formed, and the rotating portion of the rotational force transmitting member is placed in a state where the vibrator is held via the vibrator holding member. A pressing member that presses against the elliptical vibration generating surface of the vibrator;
A first hole for supporting the rotated portion of the rotational force transmitting member and a second hole for accommodating the pressing member are formed, and the supported portion of the rotating force transmitting member and the pressing member are held. A holding member;
Comprising
By synthesizing a longitudinal primary resonance vibration expanding and contracting in the rotation axis direction of the vibrator and a torsional tertiary resonance vibration having the rotation axis as a torsion axis, an elliptical vibration is formed to rotate the rotational force transmitting member. Features an ultrasonic motor.
前記押圧部材の外形と、前記保持部材の第2の穴との接合面が、嵌合形状であることを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, wherein a joint surface between the outer shape of the pressing member and the second hole of the holding member has a fitting shape. 前記押圧部材の外形と、前記保持部の第2の穴との接合面が、ネジ形状であることを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, wherein a joint surface between the outer shape of the pressing member and the second hole of the holding portion has a screw shape. 前記振動子保持用部材は、コの字形状に形成されていることを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, wherein the vibrator holding member is formed in a U shape. 前記振動子保持用部材は、少なくとも2本のピン形状の部材で形成されていることを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, wherein the vibrator holding member is formed of at least two pin-shaped members. 前記押圧部材を前記保持部材に押圧固定する押圧固定部材を更に具備することを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, further comprising a pressing fixing member that presses and fixes the pressing member to the holding member. 前記回転力伝達部材と前記保持部材との間に、回転接触部材を更に具備することを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, further comprising a rotational contact member between the rotational force transmitting member and the holding member. 前記回転接触部材が摩擦接触による回転であることを特徴とする請求項20に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 20, wherein the rotary contact member is rotated by frictional contact. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項20に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 20, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記回転力伝達部材の被回転部と、前記保持部材の第1の穴との間に、回転接触部材を有することを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, further comprising a rotary contact member between a rotated portion of the rotational force transmitting member and the first hole of the holding member. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項23に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 23, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記保持部材と前記回転力伝達部材との間に、弾性部材を有することを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 14, further comprising an elastic member between the holding member and the rotational force transmission member. 中心軸に垂直な断面が長方形状の長さ比率を有する圧電素子単体から成る振動子と、
前記振動子の縦1次共振振動と、ねじれ3次共振振動の共通の節にあたる部分に固定される振動子保持用部材と、
前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転力伝達部材と、
前記振動子の楕円振動発生面に固定され、楕円振動発生による回転力を前記回転力伝達部材と摩擦接触することで伝達する摩擦接触部材と、
前記回転力伝達部材を前記振動子の楕円振動発生面側に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を保持する保持部材と、
を具備し、
前記振動子の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動を合成することにより、楕円振動を形成して前記回転力伝達部材を回転させることを特徴とする超音波モータ。
A vibrator composed of a single piezoelectric element having a rectangular length ratio in cross section perpendicular to the central axis;
A vibrator holding member fixed to a portion corresponding to a common node of the longitudinal primary resonance vibration and the torsional tertiary resonance vibration of the vibrator;
A rotational force transmitting member that is driven to rotate about a central axis that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator;
A friction contact member fixed to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and transmitting a rotational force generated by the elliptical vibration by frictional contact with the rotational force transmitting member;
A pressing member that presses the rotational force transmitting member toward the elliptical vibration generating surface of the vibrator;
A holding member for holding the pressing member;
Comprising
By synthesizing a longitudinal primary resonance vibration expanding and contracting in the rotation axis direction of the vibrator and a torsional tertiary resonance vibration having the rotation axis as a torsion axis, an elliptical vibration is formed to rotate the rotational force transmitting member. Features an ultrasonic motor.
前記回転力伝達部材は、前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転部と、該回転部の回転力を軸方向に伝達する被回転部と、を有して一体成形されることを特徴とする請求項26に記載の超音波モータ。   The rotational force transmission member includes a rotating unit that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and is driven to rotate about a central axis that is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and a rotational force of the rotating unit as an axis 27. The ultrasonic motor according to claim 26, wherein the ultrasonic motor is integrally formed with a rotated portion that transmits in a direction. 前記押圧部材の外形と、前記保持部材の前記押圧部材と接触する面が、嵌合形状であることを特徴とする請求項27に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 27, wherein an outer shape of the pressing member and a surface of the holding member that contacts the pressing member have a fitting shape. 前記押圧部材の外形と、前記保持部材の前記押圧部材と接触する面が、ネジ形状であることを特徴とする請求項27に記載の超音波モータ。   28. The ultrasonic motor according to claim 27, wherein an outer shape of the pressing member and a surface of the holding member that contacts the pressing member are screw-shaped. 前記振動子保持用部材は、コの字形状に形成されていることを特徴とする請求項27に記載の超音波モータ。   28. The ultrasonic motor according to claim 27, wherein the vibrator holding member is formed in a U-shape. 前記振動子保持用部材は、少なくとも2本のピン形状の部材で形成されていることを特徴とする請求項27に記載の超音波モータ。   28. The ultrasonic motor according to claim 27, wherein the vibrator holding member is formed of at least two pin-shaped members. 前記押圧部材を前記保持部材に押圧固定する押圧固定部材を更に具備することを特徴とする請求項27に記載の超音波モータ。   28. The ultrasonic motor according to claim 27, further comprising a pressing fixing member that presses and fixes the pressing member to the holding member. 前記押圧部材は、前記回転力伝達部材の被回転部を支持する支持穴を形成し、回転力伝達部材の被回転部を支持しながら回転力伝達部材を前記振動子の楕円振動発生面側に押圧し、
前記保持部材は、前記振動子を収納する第1の穴と、前記振動子保持用部材を収納する第2の穴と、前記押圧部材を収納する第3の穴を形成し、前記振動子保持用部材を介して振動子を保持する、
ことを特徴とする請求項27に記載の超音波モータ。
The pressing member forms a support hole for supporting the rotated portion of the rotational force transmitting member, and supports the rotational portion of the rotational force transmitting member on the elliptical vibration generating surface side of the vibrator. Press and
The holding member forms a first hole for housing the vibrator, a second hole for housing the vibrator holding member, and a third hole for housing the pressing member. Holding the vibrator through the member for
The ultrasonic motor according to claim 27.
前記押圧部材と前記回転力伝達部材との間に、回転接触部材を更に具備することを特徴とする請求項33に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 33, further comprising a rotary contact member between the pressing member and the rotational force transmitting member. 前記回転接触部材が摩擦接触による回転であることを特徴とする請求項33に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 33, wherein the rotary contact member is rotated by frictional contact. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項33に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 33, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記回転力伝達部材の被回転部と、前記押圧部材の支持穴との間に、回転接触部材を有することを特徴とする請求項33に記載の超音波モータ。   34. The ultrasonic motor according to claim 33, further comprising a rotary contact member between a rotated portion of the rotational force transmitting member and a support hole of the pressing member. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項37に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 37, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記押圧部材と前記回転力伝達部材との間に、弾性部材を有することを特徴とする請求項33に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 33, further comprising an elastic member between the pressing member and the rotational force transmitting member. 前記保持部材は、前記振動子保持用部材を収納する穴の表面と同一面を境にして分割された第1の保持部と、第2の保持部と、前記第1の保持部と第2の保持部を締結するためのネジ部材と、を有して構成されることを特徴とする請求項33に記載の超音波モータ。   The holding member includes a first holding portion, a second holding portion, the first holding portion, and a second holding portion that are divided on the same plane as the surface of the hole that houses the vibrator holding member. The ultrasonic motor according to claim 33, further comprising a screw member for fastening the holding portion. 前記回転力伝達部材は、前記振動子の楕円振動発生面に接して振動子の楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動される回転部と、該回転部の回転力を軸方向に伝達する被回転部と、を有して一体成形され、
前記保持部材は、前記回転力伝達部材の被回転部を支持すると共に前記押圧部材を保持することを特徴とする請求項26に記載の超音波モータ。
The rotational force transmission member includes a rotating unit that is in contact with the elliptical vibration generating surface of the vibrator and is driven to rotate about a central axis that is orthogonal to the elliptical vibration generating surface of the vibrator, and a rotational force of the rotating unit as an axis. A rotating part that transmits in the direction, and is integrally molded,
27. The ultrasonic motor according to claim 26, wherein the holding member supports the rotated portion of the rotational force transmitting member and holds the pressing member.
前記押圧部材は、前記振動子を収納する穴と、前記振動子保持用部材を収納する穴を形成し、前記振動子保持用部材を介して前記振動子を保持した状態で前記回転力伝達部材の回転部を前記振動子の楕円振動発生面に押圧し、
前記保持部材は、前記回転力伝達部材の被回転部を支持する第1の穴と、前記押圧部材を収納する第2の穴を形成し、前記回転力伝達部材の被回転部の支持と前記押圧部材を保持する
ことを特徴とする請求項41に記載の超音波モータ。
The pressing member forms a hole for housing the vibrator and a hole for housing the vibrator holding member, and the rotational force transmitting member in a state where the vibrator is held via the vibrator holding member. Is pressed against the elliptical vibration generating surface of the vibrator,
The holding member forms a first hole for supporting the rotated portion of the rotational force transmitting member and a second hole for storing the pressing member, and supports the rotated portion of the rotational force transmitting member and the The ultrasonic motor according to claim 41, wherein the pressing member is held.
前記回転力伝達部材と前記保持部材との間に、回転接触部材を更に具備することを特徴とする請求項42に記載の超音波モータ。   43. The ultrasonic motor according to claim 42, further comprising a rotational contact member between the rotational force transmitting member and the holding member. 前記回転接触部材が摩擦接触による回転であることを特徴とする請求項43に記載の超音波モータ。   44. The ultrasonic motor according to claim 43, wherein the rotary contact member is rotated by frictional contact. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項43に記載の超音波モータ。   44. The ultrasonic motor according to claim 43, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記回転力伝達部材の被回転部と、前記保持部材の第1の穴との間に、回転接触部材を有することを特徴とする請求項42に記載の超音波モータ。   43. The ultrasonic motor according to claim 42, further comprising a rotary contact member between a rotated portion of the rotational force transmitting member and the first hole of the holding member. 前記回転接触部材が転がり接触による回転であることを特徴とする請求項46に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 46, wherein the rotary contact member is rotated by rolling contact. 前記保持部材と前記回転力伝達部材との間に、弾性部材を有することを特徴とする請求項42に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 42, further comprising an elastic member between the holding member and the rotational force transmission member.
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