JP2538672Y2 - Ultrasonic motor drive - Google Patents

Ultrasonic motor drive

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JP2538672Y2
JP2538672Y2 JP1990041261U JP4126190U JP2538672Y2 JP 2538672 Y2 JP2538672 Y2 JP 2538672Y2 JP 1990041261 U JP1990041261 U JP 1990041261U JP 4126190 U JP4126190 U JP 4126190U JP 2538672 Y2 JP2538672 Y2 JP 2538672Y2
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Japan
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ultrasonic motor
lead screw
base
rotor
stator
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JP1990041261U
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JPH042985U (en
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保雄 桑原
睦朗 青山
武司 野田
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) 本考案はステータに発生する振動を駆動源とした超音
波モータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Purpose of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an ultrasonic motor using a vibration generated in a stator as a drive source.

(従来の技術) 従来よりステータに発生する振動エネルギーを利用し
てロータを回転させる超音波モータが知られている。こ
の種の超音波モータでは、ステータに発生した振動エネ
ルギーが摩擦力によつてロータに伝達され、ロータが回
転する構成となつている。このような構成の超音波モー
タは、例えば特開昭63-73887号公報等に提案されたもの
がある。
(Prior Art) Conventionally, an ultrasonic motor that rotates a rotor by using vibration energy generated in a stator is known. In this type of ultrasonic motor, vibration energy generated in the stator is transmitted to the rotor by frictional force, and the rotor rotates. An ultrasonic motor having such a configuration has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-73887.

(考案が解決しようとする課題) しかしながら、超音波モータはロータとステータの間
に作用する摩擦力によってロータが回転していたので、
回転軸からロータに外力が作用すると、ロータとステー
タの間の摩擦力が変化し、モータから所定の駆動力が得
られなくなったり、モータが異音を発生したりする。
(Problems to be solved by the invention) However, since the rotor of the ultrasonic motor is rotated by the frictional force acting between the rotor and the stator,
When an external force acts on the rotor from the rotation shaft, the frictional force between the rotor and the stator changes, so that a predetermined driving force cannot be obtained from the motor or the motor generates abnormal noise.

このため、従来よりモータをギア機構に固定する際に
は、モータの回転軸の軸心をギア機構の入力軸の軸心に
対して高い精度で一致させなければならない問題点があ
った。
For this reason, conventionally, when the motor is fixed to the gear mechanism, there has been a problem that the axis of the rotating shaft of the motor must be aligned with the axis of the input shaft of the gear mechanism with high accuracy.

本考案は、このような従来装置の問題点を解消するた
めになされたもので、モータの回転軸の軸心がギア機構
の入力軸の軸心と一致するようにすることを技術的課題
とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem of the conventional device, and a technical problem is to make the axis of the rotating shaft of the motor coincide with the axis of the input shaft of the gear mechanism. I do.

〔考案の構成〕[Structure of device]

(課題を解決するための手段) 前述した技術的課題を達成するために講じた技術的手
段は、回転自在なリードスクリユー及び該リードスクリ
ユーと噛み合い前記リードスクリユーの回転によつて前
記リードスクリユーに沿つて移動する移動体を備えたギ
ヤ機構と、該ギヤ機構に連係され前記リードスクリユー
を回転させる超音波モータとを有し、該超音波モータ
を、ベース、該ベースに回転自在に支持され前記超音波
モータの外部に延在する一部に前記リードスクリユーが
一体成形された回転軸、前記ベースに支持され圧電素子
が固定されたステータ、前記回転軸にホルダを介して支
持され前記ステータに圧接されたロータ及び前記ベース
に固定され前記ステータ,前記ホルダ及び前記ロータを
前記ベースと協働して収容するハウジングを有して構成
した、ことである。
(Means for Solving the Problems) The technical means taken to achieve the above-mentioned technical problem includes a rotatable reed screw and a reed screw which meshes with the reed screw and rotates the reed screw to rotate the reed screw. A gear mechanism having a moving body that moves along the screw; and an ultrasonic motor linked to the gear mechanism for rotating the lead screw. The ultrasonic motor is rotatable on the base and the base. A rotary shaft integrally formed with the lead screw at a part extending to the outside of the ultrasonic motor, a stator supported by the base and having a piezoelectric element fixed thereto, and supported by a holder on the rotary shaft via a holder; And a housing fixed to the rotor and the base pressed into contact with the stator and accommodating the stator, the holder and the rotor in cooperation with the base. That is, it was configured.

(作用) 前述した技術的手段によれば、超音波モータの回転軸
がギア機構の入力軸として利用される。従って、超音波
モータの回転軸の軸心とギア機構の入力軸の軸心は常に
一致する。
(Operation) According to the above-described technical means, the rotating shaft of the ultrasonic motor is used as the input shaft of the gear mechanism. Therefore, the axis of the rotary shaft of the ultrasonic motor always coincides with the axis of the input shaft of the gear mechanism.

(実施例) 以下、本考案が適用された好ましい実施例装置につい
て説明する。
(Embodiment) Hereinafter, a preferred embodiment apparatus to which the present invention is applied will be described.

第1図は超音波モータの断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of an ultrasonic motor.

ベース1にはリング状のステータ2の内孔が嵌合し、皿
ねじ3を介してステータの内周側が振動不可能となるよ
うに固着されている。ステータ2の一面にはリング状の
圧電セラミクス4が振動を伝えるように接着されてい
る。ステータ2の表面には多数の突部2aが形成されてい
る。
An inner hole of a ring-shaped stator 2 is fitted to the base 1 and is fixed via a countersunk screw 3 so that the inner peripheral side of the stator cannot be vibrated. A ring-shaped piezoelectric ceramic 4 is adhered to one surface of the stator 2 so as to transmit vibration. A large number of protrusions 2a are formed on the surface of the stator 2.

圧電セラミクス4は、超音波モータ100に進行波を発
生させるための公知の素子である。圧電セラミクス4に
互いに位相が異なる一対の交流電圧を印加することによ
り、圧電セラミクス4が伸縮し、ステータ2に進行波振
動が生起される。
The piezoelectric ceramics 4 is a known element for generating a traveling wave in the ultrasonic motor 100. When a pair of AC voltages having different phases are applied to the piezoelectric ceramics 4, the piezoelectric ceramics 4 expands and contracts, and traveling wave vibration is generated in the stator 2.

ロータ6は皿バネ7の加圧力によりステータ2に常時
圧接されている。皿バネ7の加圧力がロータ6の全円周
面に均一に加わるように、ロータ6と皿バネ7の間には
スタビライザ8が配設されている。
The rotor 6 is constantly pressed against the stator 2 by the pressing force of the disc spring 7. A stabilizer 8 is provided between the rotor 6 and the disc spring 7 so that the pressing force of the disc spring 7 is uniformly applied to the entire circumferential surface of the rotor 6.

本実施例のスタビライザ8は鉄材で作られており、ア
ルミ材で作られたロータ6よりも大きな質量を有してい
る。ここで、スタビライザ8の質量をロータ6の質量よ
りも大きくすれば、ロータ6の振動が皿バネに伝わりに
くくなる。
The stabilizer 8 of this embodiment is made of an iron material, and has a larger mass than the rotor 6 made of an aluminum material. Here, if the mass of the stabilizer 8 is made larger than the mass of the rotor 6, the vibration of the rotor 6 is less likely to be transmitted to the disc spring.

また、スタビライザ8は剛性の高い材料で作ることが
望ましい。なぜならば、スタビライザ8の剛性が低い
と、ロータ6の振動を吸収してしまうからである。
Further, it is desirable that the stabilizer 8 be made of a material having high rigidity. This is because if the rigidity of the stabilizer 8 is low, the vibration of the rotor 6 is absorbed.

スタビライザ8の外周縁にはリング状の突起8aが形成
されている。この突起8aはロータ6とステータ2の当接
面よりも内側に位置し、ロータ6を押さえつけている。
この突起8aの高さは一定の寸法精度で形成されているの
で、皿バネ7の加圧力は突起8aの円周に沿つて一様に分
布するようになる。
A ring-shaped projection 8 a is formed on the outer peripheral edge of the stabilizer 8. The protrusion 8a is located inside the contact surface between the rotor 6 and the stator 2 and presses the rotor 6 down.
Since the height of the projection 8a is formed with a certain dimensional accuracy, the pressing force of the disc spring 7 is uniformly distributed along the circumference of the projection 8a.

皿バネ7はホルダ10により保持されている。ロータ6
の駆動力は皿バネ7、ホルダ10を通して回転軸12に伝達
される。回転軸12には、リードスクリュー12aが一体に
形成されている。回転軸12はベース1に固定された軸受
13とハウジング5に固定されたべアリング9によって回
転自在に支持される。
The disc spring 7 is held by a holder 10. Rotor 6
Is transmitted to the rotating shaft 12 through the disc spring 7 and the holder 10. A lead screw 12a is formed integrally with the rotating shaft 12. The rotating shaft 12 is a bearing fixed to the base 1.
It is rotatably supported by the bearing 13 and the bearing 9 fixed to the housing 5.

このような構造の超音波モータ100はギア機構400に組
み込まれて自動車用シート200に対してヘッドレスト300
を上下動させるためなどに使用し得る。第2図はギア機
構400を描いた斜視図である。
The ultrasonic motor 100 having such a structure is incorporated in the gear mechanism 400 and the headrest 300
It can be used for moving up and down. FIG. 2 is a perspective view illustrating the gear mechanism 400.

シートフレーム201には、モータ固定パネル202が溶接
されている。パネル202には超音波モータ100がネジ101,
102によって固定されている。回転軸12の一端12bはパネ
ル202を貫通する貫通穴202bと、フレーム201を貫通する
貫通穴201bの中に挿入されている。回転軸12を貫通穴20
2bと201bの中に挿入することにより、モータ100の位置
が決定される。
The motor fixing panel 202 is welded to the seat frame 201. Ultrasonic motor 100 has screw 101 on panel 202,
Fixed by 102. One end 12b of the rotating shaft 12 is inserted into a through hole 202b penetrating the panel 202 and a through hole 201b penetrating the frame 201. Rotating shaft 12 with through hole 20
By inserting it into 2b and 201b, the position of the motor 100 is determined.

フレーム201には、一対の貫通穴201a,201cが開けられ
ている。また、パネル202にも貫通穴202a,202cが開けら
れている。貫通穴201aは貫通穴202aに対応する位置に開
けられており、内部にステー301が挿入されている。貫
通穴201cは貫通穴202cに対応する位置に開けられてお
り、内部にステー302が挿入されている。貫通穴201a,20
1cには装飾用のブッシュ202,203が固定されている。
The frame 201 has a pair of through holes 201a and 201c. Panel 202 also has through holes 202a and 202c. The through hole 201a is opened at a position corresponding to the through hole 202a, and a stay 301 is inserted therein. The through hole 201c is opened at a position corresponding to the through hole 202c, and a stay 302 is inserted therein. Through holes 201a, 20
Bushes 202 and 203 for decoration are fixed to 1c.

ステー301,302には移動体303が固定されている。移動
体303の中央部には、ネジ穴303bが開けられている。ネ
ジ穴303bにはリードスクリュー12aが噛み合っている。
超音波モータ100がリードスクリュー12aを回転させるこ
とにより、移動体303とステー301,302が上下方向に移動
し、ヘッドレスト300が上下方向に移動する。
A moving body 303 is fixed to the stays 301 and 302. A screw hole 303b is formed in the center of the moving body 303. The lead screw 12a is engaged with the screw hole 303b.
When the ultrasonic motor 100 rotates the lead screw 12a, the moving body 303 and the stays 301 and 302 move up and down, and the headrest 300 moves up and down.

本実施例装置では、回転軸12を貫通穴202bと201bの中
に挿入することによって超音波モータ100の位置が決定
される。さらに、本実施例装置では、回転軸12とリード
スクリュー12aが一体に形成されており、常に同軸であ
る。このため、回転軸12が回転しても、回転軸12とフレ
ーム201,202の間に力が作用することはない。この結
果、ロータ6には外力が作用しなくなるので、超音波モ
ータ100から常に一定の駆動力が得られ、また異音が発
生することもない。
In the present embodiment, the position of the ultrasonic motor 100 is determined by inserting the rotating shaft 12 into the through holes 202b and 201b. Further, in the present embodiment, the rotating shaft 12 and the lead screw 12a are integrally formed and are always coaxial. Therefore, even if the rotating shaft 12 rotates, no force acts between the rotating shaft 12 and the frames 201 and 202. As a result, since no external force acts on the rotor 6, a constant driving force is always obtained from the ultrasonic motor 100, and no abnormal noise is generated.

なお、超音波モータ100の構造は様々に変更し得る。
第3図は、回転軸12を一つのべアリング19によって支持
した例である。この例では、回転軸12を一つのべアリン
グ19で支持するために、ネジ20を締めつけることにより
ベース1に固定されたべアリング19をリードスクリュー
12aとホルダ10で挟み付けている。第3図の超音波モー
タは回転軸12の支持構造が異なる他は第1図の超音波モ
ータ100と同等の構造を備えている。従って、同一の番
号符号を付すことによつて詳細な説明は省略する。な
お、第3図の構成では、べアリング19がスラストべアリ
ングなのでスラスト荷重に強く、べアリング19の直径を
小さくでき、支持機構が小さな構成で済む。
The structure of the ultrasonic motor 100 can be variously changed.
FIG. 3 shows an example in which the rotating shaft 12 is supported by one bearing 19. In this example, in order to support the rotating shaft 12 with one bearing 19, the bearing 20 fixed to the base 1 by tightening the screw 20 is a lead screw.
It is sandwiched between 12a and holder 10. The ultrasonic motor of FIG. 3 has the same structure as the ultrasonic motor 100 of FIG. 1 except that the support structure of the rotating shaft 12 is different. Therefore, detailed description is omitted by assigning the same reference numerals. In the configuration of FIG. 3, since the bearing 19 is a thrust bearing, it is resistant to a thrust load, the diameter of the bearing 19 can be reduced, and a small supporting mechanism is required.

〔考案の効果〕[Effect of the invention]

本考案によれば、超音波モータの回転軸とギア機構の
入力軸が一体になっている。従って、超音波モータの回
転軸の軸心とギア機構の入力軸の軸心は常に一致する。
従って、回転軸が回転してもロータに外力が作用するこ
とがなく、常に一定の駆動力が得られ、しかも異音が発
生することがない。
According to the present invention, the rotating shaft of the ultrasonic motor and the input shaft of the gear mechanism are integrated. Therefore, the axis of the rotary shaft of the ultrasonic motor always coincides with the axis of the input shaft of the gear mechanism.
Therefore, even when the rotating shaft rotates, no external force acts on the rotor, a constant driving force is always obtained, and no abnormal noise is generated.

又、超音波モータ自体の外径が大型化することがな
く、径方向においてスペース的に有利なものとするがで
きる。更に、リードスクリユーが一体成形された回転軸
をステータが支持されたベースに回転自在に支持すると
共にこの回転軸にホルダを介してロータを支持し、これ
らステータ、ロータ及びホルダをベースに固定したハウ
ジングで収容したので、ベースに支持された回転軸を基
準として一方向からステータ,ホルダ,ロータ及びハウ
ジング等、超音波モータの組付けを行うことができ且つ
超音波モータにギヤ機構を連係することができる。これ
により、ギヤ機構及び超音波モータの組付け性を大幅に
向上させることができる。又、この一方向からの組付け
により、ステータ,ホルダ及びロータを収容するハウジ
ングは単一のものとなり、これにより、部品点数が削減
され、より組付性を向上させることができる。
In addition, the outer diameter of the ultrasonic motor itself does not increase, and the ultrasonic motor can be made advantageous in terms of space in the radial direction. Further, the rotating shaft integrally formed with the lead screw is rotatably supported on the base on which the stator is supported, and the rotor is supported on the rotating shaft via a holder, and the stator, the rotor and the holder are fixed to the base. Since the housing is accommodated in the housing, the ultrasonic motor such as the stator, the holder, the rotor, and the housing can be assembled from one direction with reference to the rotating shaft supported by the base, and the gear mechanism is linked to the ultrasonic motor. Can be. Thereby, the assemblability of the gear mechanism and the ultrasonic motor can be greatly improved. In addition, by the assembly from one direction, the housing accommodating the stator, the holder, and the rotor becomes a single unit, whereby the number of parts is reduced, and the assemblability can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本考案の第1実施例による超音波モータの断面
図である。 第2図は第1図に示した超音波モータを適用したギア機
構の斜視図である。 第3図は本考案の第1実施例による超音波モータの断面
図である。 1……ベース、2……ステータ、3……ネジ、4……圧
電セラミクス、6……ロータ、7……皿バネ、8……ス
タビライザ、9……べアリング、10……ホルダ、12……
回転軸、13……軸受、19……べアリング。
FIG. 1 is a sectional view of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a gear mechanism to which the ultrasonic motor shown in FIG. 1 is applied. FIG. 3 is a sectional view of the ultrasonic motor according to the first embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 2 ... Stator, 3 ... Screw, 4 ... Piezoelectric ceramics, 6 ... Rotor, 7 ... Disc spring, 8 ... Stabilizer, 9 ... Bearing, 10 ... Holder, 12 ... …
Rotating shaft, 13 ... bearing, 19 ... bearing.

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】回転自在なリードスクリユー及び該リード
スクリユーと噛み合い前記リードスクリユーの回転によ
つて前記リードスクリユーに沿つて移動する移動体を備
えたギヤ機構と、該ギヤ機構に連係され前記リードスク
リユーを回転させる超音波モータとを有し、該超音波モ
ータをベース、該ベースに回転自在に支持され前記超音
波モータの外部に延在する一部に前記リードスクリユー
が一体成形された回転軸、前記ベースに支持され圧電素
子が固定されたステータ、前記回転軸にホルダを介して
支持され前記ステータに圧接されたロータ及び前記ベー
スに固定され前記ステータ,前記ホルダ及び前記ロータ
を前記ベースと協働して収容するハウジングを有して構
成した、超音波モータ駆動装置。
A gear mechanism having a rotatable lead screw, a moving body which meshes with the lead screw and moves along the lead screw by rotation of the lead screw; and a linkage with the gear mechanism. An ultrasonic motor that rotates the lead screw, the ultrasonic motor being a base, the lead screw being rotatably supported by the base and extending partly outside the ultrasonic motor, and the lead screw being integrated with the ultrasonic motor. A molded rotating shaft, a stator supported by the base and having a piezoelectric element fixed thereto, a rotor supported by the rotating shaft via a holder and pressed against the stator, and the stator fixed to the base, the holder and the rotor An ultrasonic motor driving device, comprising a housing for accommodating the base in cooperation with the base.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61120414A (en) * 1984-11-15 1986-06-07 関西日本電気株式会社 Manufacture of laminated ceramic capacitor
JP2529345B2 (en) * 1988-04-01 1996-08-28 富士写真フイルム株式会社 Program shutter drive

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