JP2690887B2 - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電歪素子、圧電素子、磁
歪素子等により構成する振動子において機械的共振によ
り励振される進行波を利用した超音波モータに係り、特
に相互に加圧接触するステータとロータとの接触部分が
常に確保されて回転伝達効率の維持と回転駆動の均一化
を図ることのできる超音波モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波モータは図４及び図５に示
すように、円板状圧電振動子１を円板２の周辺に形成し
た弾性体３の裏面に付設してなるステータ４を設け、そ
して円板５の中心に軸孔６を開穿すると共に周辺に形成
した円状ロータ７を前記ステータ４の弾性体３の表面に
圧接させている。又、前記ステータ４の円板２の中心に
軸挿孔８を孔設した肉厚部２’をハウジング９の底板中
心肉厚部９’に固定し、該肉厚部９’にベアリング１０
を介して回転自在に取付けたシャフト１１を前記ステー
タ４の円板２の軸挿孔８に遊嵌すると共にロータ７の円
板５の軸孔６に圧入固定している。更に、該円板５は前
記シャフト１１の端部にナット１２で支持されたプレー
ト１３に受圧された皿バネ１４等により常時ステータ４
側に付勢されてなる構成であるため、前記皿バネ１４等
による加圧はロータ７とステータ４の弾性体３との接触
面の内側で行われることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成による加圧においてはステータ４の支持部と
ロータ７への加圧作用点とが接触面に対して互いに同一
側にあるため、図５に示すように円板５と円板２はバネ
の押圧力による撓みや、ステータの振動による撓み、あ
るいは経時変化等の金属疲労による撓みのためにロータ
７は皿バネ１４側に、ステータ４はその反対方向に撓
む。
【０００４】そのため、加圧接触するステータ４とロー
タ７との接触面が外側に開いて接触不良に至り、回転伝
達効率が悪化すると共に回転駆動にムラを生じて不均一
になる欠点があった。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、ステータとロータとの
加圧接触状態が簡単な構成で常に確保されるようにし、
回転伝達効率の維持と回転駆動の均一化を図ることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明では、ハウジングと、振動子が付設され
たステータと、該ステータに加圧接触されて回転するロ
ータとを備えた超音波モータにおいて、前記加圧接触の
ための加圧力を発生させる加圧手段と、前記加圧手段の
加圧力を分配して付与する加圧力分配手段とを有し、前
記ステータを前記ハウジングに内周部で固定支持し、前
記加圧力分配手段による加圧作用点は前記ステータの支
持位置に対して前記ステータと前記ロータとの接触部分
を挟んで外側に設けた。
【０００７】又、第２の発明では、ハウジングと、振動
子が付設されたステータと、該ステータに加圧接触され
て回転するロータとを備えた超音波モータにおいて、前
記加圧接触のための加圧力を発生させる加圧手段と、前
記加圧手段の加圧力を偏りなく付与する加圧補助手段と
を有し、前記ステータを前記ハウジングに内周部で固定
支持し、前記加圧補助手段による加圧作用点は前記ステ
ータの支持位置に対して前記ステータと前記ロータとの
接触部分を挟んで外側に設けた。
【０００８】
【作用】上記手段により、第１及び第２の両発明では、
ステータがハウジングに内周部で固定支持され、かつ、
ロータへの加圧作用点がステータの支持位置に対してス
テータとロータとの接触部分を挟んで外側に設けられて
いる。そのため、ロータへの加圧作用、ステータによる
振動、経時変化等の疲労により、ロータはステータ側
に、ステータもそれと同じ方向に撓む。従って、加圧接
触するステータとロータとの接触部分が開かずに接触状
態が維持され、それによって回転伝達効率が維持される
と共に回転ムラなく均一に駆動される。
【０００９】特に、第１の発明では、加圧手段による加
圧力を加圧力分配手段によって分配してロータとステー
タとを加圧接触させているため、加圧力を適宜な位置に
分配して作用させることができる。
【００１０】又、第２の発明では、加圧手段による加圧
力を加圧補助手段によって偏りなく作用させてロータと
ステータとを加圧接触させているため、加圧力をバラン
スのとれた適宜の位置に作用させることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら説明す
る。図１及び図２は本発明の一実施例を示すものであ
る。
【００１２】円板状圧電振動子１を円板２の周辺に形成
した弾性体３の裏面に付設してなるステータ４を設け、
そして円板５にはその中心に軸孔６を開穿すると共に周
辺に形成した円状ロータ７を前記ステータの弾性体３の
表面に対応させ、該ロータ７の外側にはフランジ部１５
を一体に張出形成してある。
【００１３】前記ステータ４の円板２の中心に軸挿孔８
を孔設した肉厚部２’をハウジング９の底板中心肉厚部
９’に固定し、該肉厚部９’にベアリング１０を介して
回転自在に取付けたシャフト１１は、前記ステータ４の
円板２の軸挿孔８およびロータ７の円板５の軸孔６に遊
嵌されている。前記ロータ７のフランジ部１５の弾性体
３側とは反対面に接する円形胴体１６を有するプレート
１７をその中心に開孔した軸孔１８に前記シャフト１１
を圧入固定し、該プレート１７は前記シャフト１１の端
部にナット１２で支持されたプレート１３に受圧された
皿バネ１４等により常時ステータ４側に付勢されてい
る。
【００１４】そして、前記皿バネ１４により、本発明の
加圧手段としてのバネ部材が構成されている。又、前記
円形胴体１６を有するプレート１７により、本発明の加
圧力分配手段としてのプレート部材及び加圧補助手段が
構成されている。
【００１５】上記構成によりロータ７とステータ４が前
記ロータ７の外側フランジ部１５への加圧により撓む
と、図２に示すようにロータ７はステータ４側に、ステ
ータ４もそれと同じ方向に撓んで両者の面接触は維持さ
れる。
【００１６】又、上記構成では、皿バネ１４から発生す
る加圧力を、円形胴体１６を有するプレート１７を介し
て、ロータ７の外側フランジ部１５に作用させている。
従って、円形胴体１６を有するプレート１７によって一
様で偏りのないバランスのとれた加圧力をロータ７に作
用させることができ、ロータ７に偏荷重が加わることな
く円滑に駆動させることができる。しかも、プレート１
７の存在によって皿バネ１４は図示のように径の小さな
ものを用いることができ、皿バネ１４の加圧力の低下及
びバネ性の劣化を防止或いは抑制することができる。
【００１７】図３は本発明の他の実施例を示すものであ
って、ステータ４及びロータ７を円環型で構成したもの
であり、円環型弾性体２１の内周に張出形成したフラン
ジ部２２を円筒状ハウジング２３の先端に形成した段部
２４に係合支持させたものである。
【００１８】尚、図中、同一符号で指示された個所は互
いに同一構成部位を示している。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、第１及び第２の発
明によれば、ロータに作用する加圧力により該ロータと
それに接触するステータとが撓んでも良好な接触状態を
維持することができるため、回転伝達効率が低下するこ
となく維持され、また、それに伴い回転駆動にムラを生
ぜず、均一良好な回転が得られる。
【００２０】又、第１の発明によれば、上記の効果に加
え、加圧手段による加圧力を加圧力分配手段によって分
配してロータとステータとを加圧接触させているため、
加圧力を適宜な位置に分配して作用させることができ
る。
【００２１】又、第２の発明では、上記の効果に加え、
加圧手段による加圧力を加圧補助手段によって偏りなく
作用させてロータとステータとを加圧接触させているた
め、加圧力をバランスのとれた適宜の位置に作用させる
ことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic wave utilizing a traveling wave excited by mechanical resonance in a vibrator composed of an electrostrictive element, a piezoelectric element, a magnetostrictive element and the like. The present invention relates to a motor, and more particularly, to an ultrasonic motor capable of maintaining rotation transmission efficiency and uniform rotation driving by always ensuring a contact portion between a stator and a rotor that are in pressure contact with each other. 2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIGS. 4 and 5, an ultrasonic motor has a disk-shaped piezoelectric vibrator 1 attached to the back surface of an elastic body 3 formed around a disk 2. A stator 4 is provided, a shaft hole 6 is opened at the center of the disk 5, and a circular rotor 7 formed at the periphery is pressed against the surface of the elastic body 3 of the stator 4. Further, a thick portion 2 ′ having a shaft insertion hole 8 formed at the center of the disc 2 of the stator 4 is fixed to a central thick portion 9 ′ of the bottom plate of the housing 9, and the bearing 10 is attached to the thick portion 9 ′.
A shaft 11 rotatably attached via a shaft is loosely fitted in the shaft insertion hole 8 of the disk 2 of the stator 4 and is press-fitted and fixed in the shaft hole 6 of the disk 5 of the rotor 7. Further, the disk 5 is always provided on the stator 4 by means of a disc spring 14 or the like, which is received by a plate 13 supported by a nut 12 at the end of the shaft 11.
Since it is biased to the side, the pressing by the disc spring 14 and the like is performed inside the contact surface between the rotor 7 and the elastic body 3 of the stator 4. However, in the pressurization with the above-mentioned structure, the supporting portion of the stator 4 and the point of action of pressurizing the rotor 7 are on the same side with respect to the contact surface. Therefore, as shown in FIG. 5, the disk 5 and the disk 2 are bent toward the disc spring 14 side due to the bending due to the pressing force of the spring, the bending due to the vibration of the stator, and the bending due to metal fatigue such as a change with time. , The stator 4 bends in the opposite direction. As a result, the contact surface between the stator 4 and the rotor 7, which are in pressure contact with each other, opens to the outside, resulting in poor contact, which deteriorates the rotation transmission efficiency and causes unevenness in rotation drive, resulting in non-uniformity. . The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to always ensure a pressure contact state between a stator and a rotor with a simple structure,
It is intended to maintain the rotation transmission efficiency and make the rotation drive uniform. In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, a housing, a stator provided with a vibrator, and a rotor that rotates by being pressed into contact with the stator are provided. An ultrasonic motor having: a pressurizing unit for generating a pressurizing force for the pressurizing contact; and a pressurizing force distributing unit for distributing and applying the pressurizing force of the pressurizing unit. The inner peripheral portion of the housing is fixedly supported, and the pressing action point by the pressing force distribution means is provided outside the supporting position of the stator with the contact portion between the stator and the rotor interposed therebetween. According to the second aspect of the invention, in an ultrasonic motor comprising a housing, a stator provided with a vibrator, and a rotor which rotates by being in pressure contact with the stator, the ultrasonic motor is used for the pressure contact. A pressurizing means for generating a pressurizing force and a pressurizing assisting means for imparting the pressurizing force of the pressurizing means evenly, and the stator is fixedly supported by the inner peripheral portion of the housing. The pressurizing action point is provided on the outer side of the supporting position of the stator with the contact portion between the stator and the rotor being sandwiched therebetween. By the above means, in both the first and second inventions,
The stator is fixedly supported on the housing at the inner peripheral portion, and
The point of pressurizing action on the rotor is provided outside the support position of the stator with the contact portion between the stator and the rotor being sandwiched. Therefore, the rotor is deflected toward the stator side and the stator is deflected in the same direction as the rotor due to fatigue such as pressurizing action on the rotor, vibration due to the stator, and temporal change. Therefore, the contact portion between the stator and the rotor, which are in pressure contact with each other, does not open and the contact state is maintained, whereby the rotation transmission efficiency is maintained and the rotor is uniformly driven without uneven rotation. In particular, in the first aspect of the invention, since the pressing force of the pressurizing means is distributed by the pressing force distribution means to bring the rotor and the stator into pressure contact, the pressing force is distributed to an appropriate position to operate. Can be made. Further, in the second aspect of the present invention, since the pressing force of the pressurizing means is uniformly applied by the pressing assisting means to bring the rotor and the stator into pressure contact, the pressing force is appropriately balanced. Can act on position. The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of the present invention. A disk-shaped piezoelectric vibrator 1 is provided with a stator 4 attached to the back surface of an elastic body 3 formed around the disk 2,
A circular hole 7 is formed in the center of the circular plate 5 and a circular rotor 7 formed in the periphery of the circular plate 5 is made to correspond to the surface of the elastic body 3 of the stator, and a flange portion 15 is provided outside the rotor 7.
Are integrally formed. A shaft insertion hole 8 is formed in the center of the disk 2 of the stator 4.
The thick portion 2'having a hole is fixed to the central thick portion 9'of the bottom plate of the housing 9, and the shaft 11 rotatably attached to the thick portion 9'via a bearing 10 is a circle of the stator 4. It is loosely fitted in the shaft insertion hole 8 of the plate 2 and the shaft hole 6 of the disc 5 of the rotor 7. A plate 17 having a circular body 16 in contact with the surface of the flange portion 15 of the rotor 7 opposite to the elastic body 3 side is provided with a shaft 17 formed in a shaft hole 18 formed at the center thereof.
Is fixed by press-fitting, and the plate 17 is constantly urged toward the stator 4 side by the disc spring 14 or the like received by the plate 13 supported by the nut 12 at the end of the shaft 11. The disc spring 14 constitutes a spring member as a pressing means of the present invention. Further, the plate 17 having the circular body 16 constitutes a plate member and a pressurizing assisting means as a pressing force distributing means of the present invention. With the above structure, when the rotor 7 and the stator 4 are bent by the pressure applied to the outer flange portion 15 of the rotor 7, the rotor 7 is bent toward the stator 4 and the stator 4 is bent in the same direction as shown in FIG. Therefore, the surface contact between the two is maintained. Further, in the above structure, the pressing force generated from the disc spring 14 is applied to the outer flange portion 15 of the rotor 7 via the plate 17 having the circular body 16.
Therefore, the plate 17 having the circular body 16 can apply a uniform and balanced pressure force to the rotor 7, and the rotor 7 can be smoothly driven without an unbalanced load. Moreover, plate 1
Due to the presence of 7, the disc spring 14 having a small diameter can be used as shown in the drawing, and the decrease of the pressing force of the disc spring 14 and the deterioration of the spring property can be prevented or suppressed. FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the stator 4 and the rotor 7 are formed in an annular shape, and are formed on the inner circumference of the annular elastic body 21 so as to project. The flange portion 22 is engaged with and supported by a step portion 24 formed at the tip of a cylindrical housing 23. In the figure, parts designated by the same reference numerals indicate the same constituent parts. As described in detail above, according to the first and second aspects of the present invention, even if the rotor and the stator in contact therewith are bent by the pressing force acting on the rotor, a good contact state is achieved. Since it can be maintained, the rotation transmission efficiency is maintained without being lowered, and accordingly, the rotation drive is not uneven, and uniform and good rotation can be obtained. According to the first aspect of the invention, in addition to the above effects, the pressing force of the pressurizing means is distributed by the pressing force distributing means to bring the rotor and the stator into pressure contact.
The pressing force can be distributed to appropriate positions to act. According to the second invention, in addition to the above effects,
Since the pressure applied by the pressure applying means is applied by the pressure assisting means without bias to bring the rotor and the stator into pressure contact with each other, it is possible to apply the pressure applied to a proper balanced position.
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明一実施例の構成を示す断面図。
【図２】 同撓みを生じた状態を示す断面図。
【図３】 本発明の他の実施例の構成を示す断面図。
【図４】 従来の一例の構成を示す断面図。
【図５】 同撓みを生じた状態を示す断面図。
【符号の説明】
１…振動子としての円板状圧電振動子、４…ステータ、
７…ロータ、９…ハウジング、１４…加圧手段としての
バネ部材を構成する皿バネ、１５…フランジ部、１６，
１７…加圧力分配手段としてのプレート部材及び加圧補
助手段を構成する円形胴体及びプレート。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the bending is generated. FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional example. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the bending is generated. [Description of Reference Signs] 1 ... Disc-shaped piezoelectric vibrator as a vibrator, 4 ... Stator,
7 ... Rotor, 9 ... Housing, 14 ... Belleville spring which constitutes a spring member as a pressing means, 15 ... Flange part 16,
17 ... A circular body and a plate constituting a plate member and a pressurizing assisting means as a pressing force distributing means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−103675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−267071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−201072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77068（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147975（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−68494（ＪＰ，Ｕ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-63-103675 (JP, A) JP 62-267071 (JP, A) JP 62-201072 (JP, A) JP 62-77068 (JP, A) JP 62-147975 (JP, A) 62-68494 (JP, U)
Claims (1)
ステータに加圧接触されて回転するロータとを備えた超
音波モータにおいて、 前記加圧接触のための加圧力を発生させる加圧手段と、 前記加圧手段の加圧力を分配して付与する加圧力分配手
段とを有し、 前記ステータを前記ハウジングに内周部で固定支持し、
前記加圧力分配手段による加圧作用点は前記ステータの
支持位置に対して前記ステータと前記ロータとの接触部
分を挟んで外側に設けたことを特徴とする超音波モー
タ。 ２．前記加圧手段はバネ部材であるとともに前記加圧分
配手段は円板状のプレート部材であり、前記バネ部材の
加圧力を前記プレート部材を介してロータの前記加圧作
用点に作用させることを特徴とする請求項１記載の超音
波モータ。 ３．ハウジングと、振動子が付設されたステータと、該
ステータに加圧接触されて回転するロータとを備えた超
音波モータにおいて、 前記加圧接触のための加圧力を発生させる加圧手段と、 前記加圧手段の加圧力を偏りなく付与する加圧補助手段
とを有し、 前記ステータを前記ハウジングに内周部で固定支持し、
前記加圧補助手段による加圧作用点は前記ステータの支
持位置に対して前記ステータと前記ロータとの接触部分
を挟んで外側に設けたことを特徴とする超音波モータ。 ４．前記ロータは前記接触部分の外側に延長してフラン
ジ部を有し、前記加圧作用点は前記フランジ部を加圧す
る構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記
載の超音波モータ。(57) [Claims] In an ultrasonic motor including a housing, a stator provided with a vibrator, and a rotor that rotates by being in pressure contact with the stator, pressurizing means for generating a pressurizing force for the pressure contact, A pressurizing means for distributing and applying the pressurizing force of the pressurizing means, the stator being fixedly supported on the housing by the inner peripheral portion,
The ultrasonic motor, wherein the pressing action point by the pressing force distribution means is provided outside the support position of the stator with the contact portion between the stator and the rotor being sandwiched therebetween. 2. The pressurizing means is a spring member and the pressurizing / distributing means is a disk-shaped plate member, and the pressing force of the spring member is applied to the pressurizing action point of the rotor via the plate member. The ultrasonic motor according to claim 1, which is characterized in that. 3. In an ultrasonic motor including a housing, a stator provided with a vibrator, and a rotor that rotates by being in pressure contact with the stator, pressurizing means for generating a pressurizing force for the pressure contact, A pressurizing assisting means for imparting the pressurizing force of the pressurizing means without any bias, the stator being fixedly supported at the inner peripheral portion of the housing
An ultrasonic motor, wherein the pressing action point by the pressing assist means is provided outside the supporting position of the stator with the contact portion between the stator and the rotor being sandwiched therebetween. 4. The ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor has a flange portion extending outside the contact portion, and the pressurizing point presses the flange portion. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9077950A JP2690887B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP9077950A JP2690887B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ultrasonic motor |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62267070A Division JPH0834701B2 (en) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | Ultrasonic motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09219981A JPH09219981A (en) | 1997-08-19 |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9077950A Expired - Fee Related JP2690887B2 (en) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2690887B2 (en) |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9077950A patent/JP2690887B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH09219981A (en) | 1997-08-19 |
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