JP2555572B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JP2555572B2
JP2555572B2 JP61265064A JP26506486A JP2555572B2 JP 2555572 B2 JP2555572 B2 JP 2555572B2 JP 61265064 A JP61265064 A JP 61265064A JP 26506486 A JP26506486 A JP 26506486A JP 2555572 B2 JP2555572 B2 JP 2555572B2
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Nippon Kogaku KK
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、ステータの形成される進行性振動波により
ロータを回転駆動するような超音波モータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic motor in which a rotor is rotationally driven by a progressive vibration wave formed by a stator.

B.従来の技術 この種の超音波モータは、円環状のステータの裏面に
電歪素子を貼着し、この電歪素子に周波電圧を印加して
ステータに進行性振動波を形成せしめる一方、ステータ
にロータを加圧接触して進行性振動波によりロータを振
動するものである。
B. Prior Art In this type of ultrasonic motor, an electrostrictive element is attached to the back surface of an annular stator, and a frequency voltage is applied to this electrostrictive element to form a progressive vibration wave in the stator. The rotor is vibrated by a progressive vibration wave by bringing the rotor into pressure contact with the stator.

ところで、この種の超音波モータの加圧手段が従来か
ら種々提案されている。例えば、特開昭59−185179号公
報には、永久磁石により加圧力を得るものが開示されて
いる。また、特開昭59−185180号公報には、電磁石によ
り加圧力を得るものが開示されている。
By the way, various pressurizing means for this kind of ultrasonic motor have been conventionally proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-185179 discloses a permanent magnet for applying a pressing force. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 185180/1984 discloses a device for obtaining a pressing force by an electromagnet.

C.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の超音波モータでは、ステータと
ロータの摺動面において磁力を作用させるようにしてお
り、摺動面において十分な磁力を得る必要から、永久磁
石あるいは磁性材をロータの摺動面に近接した位置に設
けている。このため、ロータ側の共振系が永久磁石等の
影響を受けて設計の制約事項が増えてしまい、最適設計
が困難になる。また、永久磁石をそのような所に配置す
ることは設計上、困難を伴う。
C. Problems to be Solved by the Invention However, in the above ultrasonic motor, the magnetic force acts on the sliding surface of the stator and the rotor, and it is necessary to obtain sufficient magnetic force on the sliding surface. Alternatively, the magnetic material is provided at a position close to the sliding surface of the rotor. For this reason, the resonance system on the rotor side is affected by the permanent magnet or the like, and the number of design restrictions increases, which makes optimum design difficult. Also, disposing the permanent magnet in such a place is difficult in terms of design.

さらに前者のものでは、磁力によりステータとロータ
とが常時加圧接触されているため、ロータを外部から回
転させる場合に大きな駆動力が必要となる。さらにま
た、後者のものでは、ロータ駆動時に常時電磁力を必要
とするので、消費電力の点で問題がある。
Further, in the former case, since the stator and the rotor are constantly in pressure contact with each other due to the magnetic force, a large driving force is required when rotating the rotor from the outside. Furthermore, the latter type has a problem in terms of power consumption because it always requires an electromagnetic force when driving the rotor.

本発明の目的は、永久磁石による磁力と電磁力とを効
率良く用いることにより上述の問題点を解決した超音波
モータを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that solves the above-mentioned problems by efficiently using the magnetic force and electromagnetic force of a permanent magnet.

D.問題点を解決するための手段 本発明の一実施例を示す第1図により本発明を説明す
ると、本発明は、進行性振動波が形成されるステータ1
と、進行性振動波により回転駆動されるロータ6と、ロ
ータ6の回転軸方向に極性が分化され、ステータ1とロ
ータ6とを磁力により加圧接触させる永久磁石4と、永
久磁石4による磁界をキャンセルする磁界を発生する電
極手段4,5とを具備し、永久磁石4および電磁手段4,5
を、ステータ1とロータ6の摺動面以外の所においてス
テータ1とロータ6とに磁力が作用するように配置する
ことにより上述の目的が達成される。
D. Means for Solving the Problems The present invention will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment of the present invention.
A rotor 6 that is rotationally driven by a progressive vibration wave, a permanent magnet 4 that polarizes in the rotation axis direction of the rotor 6 and pressurizes and contacts the stator 1 and the rotor 6 with magnetic force, and a magnetic field generated by the permanent magnet 4. Electrode means 4 and 5 for generating a magnetic field for canceling the
Is arranged so that the magnetic force acts on the stator 1 and the rotor 6 at a place other than the sliding surface of the stator 1 and the rotor 6, the above-mentioned object is achieved.

E.作用 ステータ1に発生する進行性振動波によりロータ6を
回転駆動する場合には、永久磁石4の磁力によりロータ
6とステータ1とを加圧接触させる。ロータ6を外部か
ら回転駆動する場合には、電磁手段4;5により磁界を発
生せしめ永久磁石4による磁力をキャンセルさせる。こ
れによりロータ6とステータ1との加圧力が解除されロ
ータ6を小さい力で回転駆動することができる。また、
永久磁石4および電磁手段4,5の磁力がステータ1とロ
ータ6の摺動面以外の所において作用する。
E. Action When the rotor 6 is rotationally driven by the progressive vibration wave generated in the stator 1, the rotor 6 and the stator 1 are brought into pressure contact with each other by the magnetic force of the permanent magnet 4. When the rotor 6 is rotationally driven from the outside, a magnetic field is generated by the electromagnetic means 4; 5 to cancel the magnetic force of the permanent magnet 4. As a result, the pressure applied between the rotor 6 and the stator 1 is released, and the rotor 6 can be rotationally driven with a small force. Also,
The magnetic forces of the permanent magnet 4 and the electromagnetic means 4 and 5 act on portions other than the sliding surfaces of the stator 1 and the rotor 6.

F.実施例 第1図により本発明の一実施例について説明する。F. Embodiment One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

磁性体である円板上のステータ1の裏面には電歪素子
2が設けられ、表面には振動増幅のための突起3が所定
の間隔をあけて突設されている。このステータ1の中心
部には、その長手方向に極性が分化された円筒上の永久
磁石4が圧入されて立設され、永久磁石4の上部にはコ
イル5が巻き回され電磁石(電磁手段)が構成される。
コイル5のリード5a,5bは、突起3の間隙3aから突起外
部に引き回される。6は中空円筒上の磁性体からなるロ
ータであり、中央部に穿設された孔6aに永久磁石4の他
端が嵌合され、ロータ6の周壁6bの開放端面6cは突起3
上に載置される。
An electrostrictive element 2 is provided on the back surface of a stator 1 on a disk, which is a magnetic material, and projections 3 for amplifying vibration are provided on the front surface at predetermined intervals. At the center of the stator 1, a cylindrical permanent magnet 4 whose polarity is differentiated in the longitudinal direction is press-fitted and erected, and a coil 5 is wound around the permanent magnet 4 to form an electromagnet (electromagnetic means). Is configured.
The leads 5a and 5b of the coil 5 are routed to the outside of the protrusion from the gap 3a of the protrusion 3. Reference numeral 6 is a rotor made of a magnetic material on a hollow cylinder. The other end of the permanent magnet 4 is fitted into a hole 6a bored in the central portion, and the open end surface 6c of the peripheral wall 6b of the rotor 6 has the projection 3
Placed on top.

このロータ6は開放端面6cが突起3上を摺動しながら
永久磁石4の軸芯を中心に回転可能とされている。
The rotor 6 is rotatable about the axis of the permanent magnet 4 while the open end surface 6c slides on the protrusion 3.

このように構成された超音波モータの動作を説明す
る。
The operation of the ultrasonic motor configured as above will be described.

コイル5には通電せず永久磁石4の磁力によりロータ
6とステータ1とを加圧接触せしめる。そして、電歪素
子2に図示しない駆動回路から周波電圧を印加してステ
ータに進行性振動波を形成すると、その進行性振動波に
よりロータ6が永久磁石4の軸芯を中心に回転する。
The coil 5 is not energized, and the rotor 6 and the stator 1 are brought into pressure contact with each other by the magnetic force of the permanent magnet 4. When a frequency voltage is applied to the electrostrictive element 2 from a drive circuit (not shown) to form a progressive vibration wave in the stator, the progressive vibration wave causes the rotor 6 to rotate around the axis of the permanent magnet 4.

一方、コイル5に通電して永久磁石4による磁界と逆
の磁界を発生させると、両者が互いに打ち消しあってロ
ータ6とステータ1との間の加圧力がキャンセルされ
る。したがって、外部から小さい力でロータ6を回転す
ることができる。
On the other hand, when the coil 5 is energized to generate a magnetic field opposite to the magnetic field generated by the permanent magnet 4, the two cancel each other out, and the pressing force between the rotor 6 and the stator 1 is canceled. Therefore, the rotor 6 can be rotated from the outside with a small force.

この実施例では、永久磁石4を超音波モータの回転軸
とするとともに、コイル5を巻回して電磁手段をも構成
するようにしたので、構成が極めて簡素化され超音波モ
ータの小型化に寄与する。
In this embodiment, the permanent magnet 4 is used as the rotary shaft of the ultrasonic motor, and the coil 5 is wound so as to also constitute the electromagnetic means, so that the configuration is extremely simplified and contributes to downsizing of the ultrasonic motor. To do.

以上説明した超音波モータは、例えば自動焦点調節カ
メラの撮影レンズ光学系を駆動するモータとして用いる
ことができ、自動焦点調節時には永久磁石の磁力により
ステータとロータとを加圧接触せしめ、手動で焦点を調
節する場合にコイルに通電して加圧力を除去し、これに
より距離環を小さい力で操作することができる。また、
本実施例では永久磁石4およびコイル5の磁力によっ
て、ステータ6を第1図において下向きに引き付けるこ
とにより、ステータ1と加圧接触させるように構成して
いる。したがって、ロータ6とステータ1の摺動面の近
傍、すなわち開放端面6Cの近傍に永久磁石等を配置する
必要がないため、ロータ6の共振系の制御が容易とな
り、永久磁石等を組込むことによる設計上の困難も回避
できる。
The ultrasonic motor described above can be used, for example, as a motor for driving the photographic lens optical system of an automatic focusing camera, and during automatic focusing, the magnetic force of the permanent magnet causes the stator and rotor to come into pressure contact with each other, and the manual focusing When adjusting, the coil is energized to remove the applied pressure, which allows the range ring to be operated with a small force. Also,
In the present embodiment, the magnetic force of the permanent magnet 4 and the coil 5 attracts the stator 6 downward in FIG. 1 to bring it into pressure contact with the stator 1. Therefore, since it is not necessary to dispose a permanent magnet or the like in the vicinity of the sliding surface of the rotor 6 and the stator 1, that is, in the vicinity of the open end surface 6C, it is easy to control the resonance system of the rotor 6 and the permanent magnet or the like is incorporated. Design difficulties can be avoided.

G.発明の効果 本発明によれば、ロータとステータとの間の加圧力を
永久磁石で得るとともに、電磁力によりその磁力をキャ
ンセルするようにしたので、小さな消費電力で駆動さ
れ、かつ、小さい力でロータを操作できる超音波モータ
を提供することができる。また、ステータとロータの摺
動面以外の所で磁力が作用するように構成しているの
で、ステータとロータの摺動部近傍に永久磁石等を配置
する必要がなく、最適設計が容易な超音波モータを提供
することができる。
G. Effect of the Invention According to the present invention, since the pressing force between the rotor and the stator is obtained by the permanent magnet and the magnetic force is canceled by the electromagnetic force, it is driven with small power consumption and small. An ultrasonic motor that can operate a rotor with force can be provided. In addition, because the magnetic force acts on the parts other than the sliding surface of the stator and rotor, it is not necessary to place permanent magnets in the vicinity of the sliding parts of the stator and rotor. A sonic motor can be provided.

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

第1図は本発明の一実施例を示す分解斜視図である。 1:ステータ、2:電歪素子 3:突起、4:永久磁石 5:コイル、6:ロータ FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention. 1: Stator, 2: Electrostrictive element 3: Protrusion, 4: Permanent magnet 5: Coil, 6: Rotor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】進行性振動波が形成されるステータと、 前記進行性振動波により回転駆動されるロータと、 前記ロータの回転軸方向に極性が分化され、前記ステー
タと前記ロータとを磁力により加圧接触させる永久磁石
と、 前記永久磁石による磁界をキャンセルする磁界を発生す
る電磁手段とを具備し、 前記磁界は前記ステータおよび前記ロータの摺動面以外
の所において発生し、前記磁界を制御することにより前
記加圧接触力が制御されるように前記永久磁石および前
記電磁手段が配置されていることを特徴とする超音波モ
ータ。
1. A stator in which a progressive vibration wave is formed, a rotor rotatably driven by the progressive vibration wave, a polarity is differentiated in a rotation axis direction of the rotor, and the stator and the rotor are magnetized by a magnetic force. A permanent magnet that is brought into pressure contact, and electromagnetic means that generates a magnetic field that cancels the magnetic field of the permanent magnet, wherein the magnetic field is generated in a place other than the sliding surface of the stator and the rotor, and controls the magnetic field. The ultrasonic motor, wherein the permanent magnet and the electromagnetic means are arranged so that the pressing contact force is controlled by doing so.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59185179A (en) * 1983-04-04 1984-10-20 Canon Inc Supersonic motor
JPS59185180A (en) * 1983-04-04 1984-10-20 Canon Inc Supersonic motor

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