JP2671480B2

JP2671480B2 - 超音波モータ

Info

Publication number: JP2671480B2
Application number: JP1050711A
Authority: JP
Inventors: 忠男高木; 大助佐谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1989-03-01
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JPH02231969A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は、圧電体の励振による弾性体の進行性振動波
で移動子を駆動する超音波モータに関する。

B.従来の技術第３図は従来の超音波モータの構成を示す断面図であ
る。

ステータ10は、第４図に示すように、円環状の弾性体
11と円環状の圧電体12とを接着接合して成る。圧電体12
には、上面に複数の電極13（第５図）が形成されるとと
もに、下面にも電極14a〜14dが形成され、弾性体11は、
電極（第１の電極）13の全てと導通するように圧電体12
に接着される。これらの電極13は、交互に逆方向に分極
している。電極（第２の電極）14a,14bには、リード線1
5,16の一端がそれぞれ半田付けされ、これらのリード線
15,16を介して電極14a,14bに交流電圧が印加される。ま
た電極14cには、一端が接地されたリード線17の他端が
半田付けされ、この電極14cは、導電性接着剤18を介し
て弾性体11と導通している。

第３図に示すように、弾性体11の外周面には径方向に
フランジ部11aが一体成形され、そのフランジ部11aが、
円環状の支持部材41の上面に接着されている。支持部材
41の外縁は、固定部材42,43に挾持され固定されてい
る。20は、ロータ母材21にスライダ材22を接着して成る
ロータ（移動子）であり、このロータ20は、不図示の加
圧手段により弾性体11の駆動面11bに加圧接触される。
なお、第４図ではフランジ部11aの図示を省略してい
る。

以上の構成において、電極13の全ては、弾性体11,導
電性接着材18,電極14cおよびリード線17を介して接地さ
れている。したがって、電極14aおよび14bに交流電圧を
印加すると、圧電体12の幅方向に電圧が印加されたこと
になる。そこで、リード線15を介して電極14aに所定の
交流電圧を印加するとともに、リード線16を介して電極
14bに上記電圧と90度の位相差を持つ交流電圧を印加す
ると、この印加電圧により圧電体12が励振する。この励
振により弾性体11の駆動面11bに進行性振動波が発生
し、その結果、ロータ20が駆動される。なお、進行性振
動波が発生する原理は、本出願人が提案した特開昭60−
245482号公報に詳しく記載されているので、ここでは説
明を省略する。

C.発明が解決しようとする課題しかしながら、弾性体11と電極14cとを導電性接着剤1
8で導通させて電極13を接地する構成のため、使用中に
弾性体11に発生する振動により接着剤18に劣化が生じ、
このため電極13の接地不良が発生するという問題があ
る。そこで、ビス等を介して接地用のリード線17を弾性
体11に直接接続し、弾性体11が振動してもこのリード線
17が外れないようにすることも考えられるが、ビスの重
さによりその部分に不所望な振動が発生して円滑な駆動
ができないという問題がある。

本発明の技術的課題は、弾性体に不所望な振動を発生
させることなく導通不良（接地不良）を防止することに
ある。

D.課題を解決するための手段一実施例を示す第１図に対応づけて説明すると、請求
項１の発明は、一方の面に第１の電極13が、他方の面に
第２の電極14a,14bがそれぞれ形成された電気機械エネ
ルギー変換素子12と、第１の電極13と導通するように電
気機械エネルギー変換素子12に接合され、電気機械エネ
ルギー変換素子12の励振により駆動面に振動を発生する
弾性体11と、この弾性体11と接し上記振動により弾性体
11との間で相対運動を行う相対運動部材20と、弾性体11
を支持する支持部材30と、支持部材を固定する固定部材
51とを備え、弾性体11を介して第１の電極13と第２の電
極14a,14bとの間に交流電圧を印加して電気機械エネル
ギー変換素子12を励振させるようにした超音波モータに
適用される。

そして、弾性体11に一体的に設けられた薄板部31と薄
板部31に連結される固定部とを支持部材30に設け、支持
部材を固定部32で固定部材51に固定し、固定部32を介し
て第１の電極13と第２の電極14a,14bとの間に交流電圧
を印加するようにし、これにより上記問題点を解決す
る。

請求項２の発明は、支持部材30の固定部を支持部材30
の薄板部31の外周に形成された肉厚部32としたものであ
る。

請求項３の発明は、固定部材51を支持部材30の肉厚部
32の外周側に配置したものである。

請求項４の発明は、固定部材51に交流電圧を印加する
ための配線部材17を取り付けたものである。

請求項５の発明は、固定部材51に雄ねじ部を設け、支
持部材30を固定部材51にねじ止めしたものである。

請求項６の発明は、第１の電極31を接地したものであ
る。

E.作用弾性体11に一体的に設けられた薄板部31に固定部32が
連結され、この固定部32で支持部材30が固定部材51に固
定されることにより弾性体11が支持される。そして、こ
の固定部32を介して第１の電極13と第２の電極14a,14b
との間に交流電圧が印加される。このため超音波モータ
の駆動中、駆動面に発生する振動を妨げることなく導通
不良（接地不良）の発生を防止することができる。

なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例第１図により本発明の一実施例を説明する。なお、第
３図〜第５図と同様な箇所には同一の符号を付す。

第１図は本発明に係る超音波モータを示す断面図であ
る。ステータ10を構成する圧電体12には、上面に電極13
が、下面に電極14a,14bがそれぞれ形成され、この圧電
体12には、電極13と導通するように弾性体11が接合され
ている。電極14a,14bには、上述したようにリード線15,
16が接続されている。ここで、弾性体11は、りん青銅，
ステンレスまたはインバー等の導電性材料から成る。

また弾性体11には、その外周面から径方向にフランジ
状の支持部材30が一体成形により形成されている。この
支持部材30は、弾性体11の外周面に連設される厚さが約
0.3mmの薄板部31と、この薄板部31に連設される肉厚部3
2とを有し、肉厚部32の厚さは、薄板部31より十分厚く
される。肉厚部32の周面にはねじが刻設され、このねじ
円環状の固定部材51の内周面に形成された雌ねじと螺合
し、これにより弾性体11が固定保持される。また、肉厚
部32の上面には、一端が接地されたリード線17の他端が
ビス52により取付けられている。

ロータ20は、円環状のロータ母材21に円環状のスライ
ダ材22を接着して成り、ロータ母材21には、その中立軸
近傍から径方向にフランジ部21aが突設され、その周縁
に支持部材53が一体成形されている。そして、不図示の
加圧手段による加圧力が支持部材53、すなわちロータ20
に伝達され、これによりスライダ材22の下面が弾性体11
の駆動面11bに加圧接触される。

以上の構成では、電極13は、弾性体11,その支持部材3
0およびリード線17を介して接地されている。今、上述
したようにリード線15を介して電極14aに所定の交流電
圧を印加するとともに、リード線16を介して電極14bに
上記電圧と90度の位相差を持つ交流電圧を印加する。こ
の印加電圧により圧電体12が励振して弾性体11の駆動面
11bに進行性振動波が発生し、その結果、ロータ20が駆
動される。このとき、支持部材30の肉厚部32は、固定部
材51に固定されているので振動しない。

以上のように、支持部材30を弾性体11と一体的に形成
し、その肉厚部32にリード線17を設け電極13を接地する
ようにしたので、導電性接着剤18（第３図）を用いる必
要がない。肉厚部32は圧電体12の振動の影響がほとんど
なく従来のように弾性体11の振動により接地不良を招来
することがなくなる。また、弾性体に不所望な振動が加
わることもない。

また本構成によれば以下のような効果も得られる。す
なわち、第３図のように弾性体11を別体の支持部材を介
して支持していた従来では、振動により支持部材と弾性
体11のフランジ部が外れ、これに起因して効率低下や騒
音の発生を招来するおそれがあった。本発明では支持部
材30を弾性体11と一体成形したので、このような問題が
解消される。さらに支持部材30は、薄板部31の周縁に肉
厚部32を設けた構成であるので、加工時に薄板部31にそ
りやうねりが発生することがなく、このそりやうねりに
起因して発生する弾性体の内部応力を防止できる。また
駆動面11aの平面性を損ねることもない。なお、この肉
厚部32は本発明には必須ではなく、薄板部31の先端を固
定部材にて固定保持するようにしてもよい。

以上の実施例の構成において、電極13が第１の電極
を、電極14a,14bが第２の電極を、ロータ20が移動子
を、リード線17およびビス52が接地手段をそれぞれ構成
する。

また第２図に示すように、固定部材61を導電性材料で
構成し、この固定部材61に接地用のリード線17をビス52
を介して接続し、弾性体11、支持部30、固定部材61およ
びリード線17を介して電極13を接地するようにしてもよ
い。

なお以上では、リード線17をビス52により肉厚部32に
接続するようにしたが、半田で取付けるようにしてもよ
い。また、リード線17に代えてプリント基板を用いても
よい。さらに、肉厚部32の周縁にねじを形成し、このね
じ部分を固定部材に螺合して固定するようにしたが、こ
の肉厚部32を一対の固定部材により上下から挟み込んで
固定するような構成でもよい。さらにまた以上では、弾
性体11の外周面に支持部材30を形成するようにしたが、
この支持部材30を弾性体11の内周面に形成し、弾性体11
の内部で固定部材により固定するようにしてもよい。

G.発明の効果本発明によれば、弾性体に一体的に設けられた薄板部
に固定部を連結し、この固定部で支持部材を固定部材に
固定することにより弾性体を支持するとともに、この固
定部を介して交流電圧を印加するようにしたので、弾性
体に発生している振動（相対運動部材を相対運動させる
ための振動）の減衰を最小限に抑えつつ導通不良を確実
に防止することができ、以て超音波モータの信頼性の向
上が図れる。また、実施例によれば、薄板部先端に肉厚
部が形成されているので、支持部材と弾性体との分離に
起因する効率低下や騒音の発生が防止されるとともに、
製造時に薄板部にそりやうねりが発生することなく、弾
性体駆動面の平面性を損ねることが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す超音波モータの断面
図、第２図は変形例を示す断面図である。第３図〜第５図は従来例を示し、第３図は超音波モータ
の構成を示す断面図、第４図はステータの構成を示す斜
視図、第５図はステータを展開して示す断面図である。 10:ステータ、11:弾性体 11b:駆動面、12:圧電体 13,14a,14b:電極 15,16,17:リード線 20:ロータ、30:支持部材 31:薄板部、32:肉厚部 52:ビス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の面に第１の電極が、他方の面に第２
の電極がそれぞれ形成された電気機械エネルギー変換素
子と、前記第１の電極と導通するように前記電気機械エネルギ
ー変換素子に接合され、前記電気機械エネルギー変換素
子の励振により駆動面に振動を発生する弾性体と、この弾性体と接し前記振動により前記弾性体との間で相
対運動を行う相対運動部材と、前記弾性体を支持する支持部材と、前記支持部材を固定する固定部材とを備え、前記弾性体を介して前記第１の電極と前記第２の電極と
の間に交流電圧を印加して前記電気機械エネルギー変換
素子を励振させるようにした超音波モータにおいて、前記支持部材は、前記弾性体に一体的に設けられた薄板
部と該薄板部に連結される固定部とを有し、この固定部
で前記固定部材に固定され、前記交流電圧は、前記固定部を介して前記第１の電極と
前記第２の電極との間に印加されることを特徴とする超
音波モータ。
【請求項２】前記支持部材の固定部は、前記支持部材の
薄板部の外周に形成された肉厚部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。
【請求項３】前記固定部材は、前記支持部材の肉厚部の
外周側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の
超音波モータ。
【請求項４】前記固定部材に前記交流電圧を印加するた
めの配線部材が取り付けら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。
【請求項５】前記固定部材は雄ねじ部を有しており、前記支持部材は前記固定部材にねじ止めされていること
を特徴とする請求項３に記載の超音波モータ。
【請求項６】前記第１の電極は接地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。