JP2794706B2 - 振動アクチュエータ - Google Patents

振動アクチュエータ

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JP2794706B2
JP2794706B2 JP63059780A JP5978088A JP2794706B2 JP 2794706 B2 JP2794706 B2 JP 2794706B2 JP 63059780 A JP63059780 A JP 63059780A JP 5978088 A JP5978088 A JP 5978088A JP 2794706 B2 JP2794706 B2 JP 2794706B2
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気機械変換素子により弾性体に発生する
振動によって相対運動部材を駆動する振動アクチュエー
タの加圧装置に関するものである。このような振動アク
チュエータとしては、超音波振動の進行波を用いた超音
波モーターが知られている。
〔従来の技術〕
進行性振動波型の超音波モーターは、特開昭59−1116
09号公報にも開示されているように、圧電体に交流電圧
を印加したときに生ずる該圧電体の屈曲振動を用いて、
該圧電体を貼付けた弾性体に進行性振動波を生じさせ、
該弾性体に回転子を付勢部材により加圧接触させ摩擦駆
動するモーターである。従来の超音波モーターの加圧装
置は、第4図の様な型式が、特開昭59−117473号公報に
開示されている。従来の加圧装置は、第4図に示すよう
に、付勢部材4の付勢力を単一の加圧子3により、ボー
ルベアリング5を介して、ローター母材2aにスライダー
材2bを貼付けたローター部2に加圧力を伝達していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記の如き従来の技術においては、第4図に示すよう
に、ローター部2が、弾性体1aに圧電体1bを貼付けたス
テーター部1に対して、片当りが生ずると、ローター部
2とステーター部1の接触面の円周上の加圧力の分布
は、例えば、第5図の実線のようになる為(加圧力F1
が、零となる場合や片当たりの生じている部分が複数個
所の場合等もある)、超音波モーターの回転にムラを生
じたり、駆動不能状態におちいったり、効率の低下やス
ライダー材の摩耗が増大するといった問題点があった。
〔問題点を解決する為の手段〕
上記問題点の解決の為に、請求項1に記載された発明
では、弾性体および該弾性体に接合された電気機械変換
素子とを有する振動子と、該振動子に加圧接触されて該
振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを備えた
振動アクチュエータにおいて、前記振動子と前記相対運
動部材とをほぼ均等な加圧力で加圧接触させるために、
前記相対運動部材側から前記振動子に対して互いに独立
した加圧力を加える複数の加圧手段と、前記加圧力を調
整する調整部材を有し、前記複数の加圧手段の各々は、
ばね特性を有し加圧力を発生させる付勢部材と、前記加
圧方向に変位可能に支持され、前記付勢部材の付勢力を
受けて前記相対運動部材を加圧する加圧子とを備え、前
記調整部材は、前記複数の加圧手段の加圧力を一様に調
整する振動アクチュエータを提供する。
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の
振動アクチュエータにおいて、前記複数の加圧手段が、
前記相対運動部材をほぼ均等な間隔で前記振動子の方向
へ加圧するように構成してある。
また、請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の
振動アクチュエータにおいて、前記加圧子が、互いに独
立的に前記相対運動部材を加圧するように構成してあ
る。
また、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の
振動アクチュエータにおいて、前記複数の加圧手段は、
前記加圧子が所定方向以外に動くことを防止する規制部
材を有する構成としてある。
また、請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の
振動アクチュエータにおいて、前記複数の加圧手段と前
記相対運動部材との間にベアリングを配置した構成とし
てある。
また、請求項6に記載の発明では、弾性体および該弾
性体に接合された電気機械変換素子とを有する振動子
と、該振動子に加圧接触されて該振動子との間で相対運
動を行う相対運動部材とを備えた振動アクチュエータに
おいて、前記振動子と前記相対運動部材とを加圧接触さ
せるため、前記相対運動部材側から前記振動子に対して
互いに独立した加圧力を加える複数の加圧手段と、前記
加圧力を調整する調整部材を有し、前記複数の加圧手段
は、各々ばね特性を有し加圧力を発生させる付勢部材を
備え、前記調整部材は、単独で前記複数の加圧手段の加
圧力を同時に調整する振動アクチュエータを提供する。
〔作 用〕
請求項1から請求項5までに記載された各発明では、
ばね特性を有し加圧力を発生させる付勢部材と、加圧方
向に変位可能に支持されて前記付勢部材の付勢力を受け
て相対運動部材を加圧する加圧子とを有する加圧手段を
複数備え、調整部材によって、これら複数の加圧手段の
加圧力を一様に調整する。そのため、相対運動部材と振
動子間で片当たりが生じることがなくなり、回転のムラ
や、振動アクチュエータが駆動不能な状態に陥ること
や、スライダー材の摩耗の増大、効率の低下といった不
都合が解消される。
請求項6に記載された発明では、互いに独立した加圧
力を加える複数の加圧手段を備え、単独の調整部材によ
って前記複数の加圧手段の加圧力を同時に調整すること
ができる。そのため、相対運動部材と振動子間で片当た
りが生じることがなくなる。また、単一の部材で複数の
加圧手段を同時に調整することができる。
〔実施例〕
−第1実施例− 第1図は、本発明の第1の実施例である。振動子とし
てのステーター1は、リング状弾性体1aと、リング状弾
性体1aに接着された電気機械変換素子としてのリング状
圧電体1bとから構成される。この弾性体1aには、後述す
る相対運動部材としてのローター2との接触面側に櫛歯
状の溝が形成されている。ステーター1は、その中立軸
近傍から径方向に突出したフランジ状の支持部材1cが形
成され、その支持部材1cが、ステーター1の外径と略等
しい内径を有するステーター支持部材7に接着されて支
持される。ステーター1の設置筒6への設置は、ステー
ター支持部材7を介して行われ、このステーター支持部
材7が設置筒6と固定筒10とに挟持されて行われる。こ
の設置筒6に固定筒10を螺合することで、ステーター支
持部材7は設置筒6と固定筒10とに挟持される。
一方、ローター2は、リング状ローター母材2aと、該
ローター母材2aに接着されたスライダー材2bとから構成
される。ローター母材2aは、その中立軸近傍から延び、
加圧力を受ける支持部2cが一体成形されている。このロ
ーター2は、設置筒6の内部に設置され、設置筒6に設
置されたステーター1の弾性体1aに加圧接触させられ
る。
次に、ローター2をステーター1に加圧接触させる構
造を説明する。第1図に示されるように、ローター2と
共に設置筒6内部に、コイルバネからなる複数の付勢部
材4と、複数の該付勢部材4が夫々かかった複数の加圧
子3とを主要部として成る加圧機構が設置されている。
この付勢部材4と加圧子3とが一対となって、ローター
2の支持部2c上にその周方向にほぼ等間隔に複数配置さ
れ、それぞれの付勢部材4は均一な付勢力を有してい
る。複数の加圧子3は、リング状の加圧力伝達部9及び
ボールベアリング5を介してローター2の支持部2c上に
設置され、また、加圧子3に掛かっている付勢部材4の
付勢力を調節する為に、付勢部材4の上から加圧力調節
部材8が設置筒6に螺合して設けられている。加圧子3
の主軸は、加圧力調節部材8に開けられた穴を貫通して
おり、それにより加圧子3の移動方向が案内され、加圧
子3の加圧力が加圧力伝達部9に垂直に掛かるように成
っている。
ボールベアリング5は、複数の付勢部材4及び加圧子
3による加圧力が加圧力伝達部9を介してローター2に
伝達された際に、加圧力伝達部9とローター2との回転
の抵抗を低減する為に設けられているものである。ま
た、加圧力の調節は、設置筒6に螺合している加圧力調
節部材8の位置を調整することにより行われるように構
成されている。
次にこの実施例の動作について説明する。
図示しない駆動回路から圧電体1bに高周波電気信号を
供給すると、圧電体1bが振動して弾性体1aに進行性振動
波(以下、進行波)が形成される。この進行波が発生し
ているステーター1にローター2を加圧接触させると、
ローター2は振動しつつ摩擦駆動により回転する。
以上のように本実施例は、ほぼ均一な加圧力を有する
複数の加圧子3及び付勢部材4が互いに独立して、ロー
ター2をその全周に渡って均一な加圧力で加圧するの
で、ローター2とステーター1の間で片当りが生ずるの
を減少させ、また片当りが生じた場合にも平均的な加圧
状態を損なわず片当りが生じた部分を集中的に補正する
ことができる。したがって、超音波モーター本来の高効
率と高い駆動性能を十分に発揮できる。
−第2実施例− 第2図及び第3図は、本発明の第2実施例である。第
2実施例では、加圧力調節部材8をステーター1側に配
置した点と、加圧構造とが第1実施例と異なり、この異
なる構成を以下に説明する。ここでは、第1実施例と同
様な構成については同一の符号を付して説明は省略す
る。
設置筒6へのステーター1の設置は、ステーター1を
支持するステーター支持部材7を加圧力調節部材8に固
定筒10で固定して、この加圧力調節部材8を設置筒6に
螺合させることによって行われる。
複数の加圧子12は、リング部材にほぼ等間隔に形成さ
れ、リング部材の内径側に突出して形成された板バネ部
材から構成されている。この加圧子12は、母体となる弾
性リング部材と一体的に成形されている。この複数の加
圧子12は、その母体であるリング部材が取り付け筒13に
より固定筒6に取り付けられ、固定されている。
互いに独立に付勢力を発生、伝達する複数の加圧子12
により、加圧力伝達部9に加圧力を伝達し、ローター2
の回転の抵抗を低減する為のボールベアリング5を介し
て、ローター2に加圧力を与え、ローター2とステータ
ー1とを加圧接触させている。
加圧力の調節は、ステーター1を支持する加圧力調節
部材8の位置を調整することにより行われるように構成
されている。
次にこの実施例の動作について説明する。
図示しない駆動回路から圧電体1bに高周波電気信号を
供給すると、圧電体1bが振動して弾性体1aに進行性振動
波(以下、進行波)が形成される。この進行波が発生し
ているステーター1にローター2を加圧接触させると、
ローター2は振動しつつ摩擦駆動により回転する。
以上のように本実施例は、第1実施例と同様な効果を
奏すると共に、第1実施例の加圧構造より簡単な加圧構
造すなわち、複数の加圧子12を、単一の付勢部材を加工
して、単一の部材で互いに独立に付勢力を発生、伝達す
る複数の加圧部を有する加圧子としているので、より構
成が簡単化されている。
また、第1の実施例、第2の実施例では、加圧力の伝
達にボールベアリングを用いたが、超音波モーター本来
の高効率と高い駆動性能を充分に発揮できる様な潤滑性
の高い部材に置き換えても同様の効果が得られる。
また、以上説明した第1及び第2実施例を、例えば、
カメラのレンズ鏡筒に適用すれば、フォーカシング及び
ズーミング等を自動駆動により行うことができる。更
に、他の分野の装置にも適用できることは言うまでもな
い。
〔発明の効果〕
各請求項に記載された発明によれば、相対運動部材と
振動子間で片当りが生じることがなくなり、回転のムラ
やモーターの駆動不能の状態や、スライダー材の摩耗の
増大、効率の低下等の不都合は解消され、振動アクチュ
エータ本来の高い効率と駆動特性を十分に利用できる効
果がある。
さらに、互いに独立した複数の加圧子により付勢する
ようになした為、付勢手段の付勢力の製造上のばらつき
も、隣接する付勢手段によって平均化される為、高い信
頼性が期待できる。
〔主要部分の符号の説明〕
1……ステーター(振動子)、 2……ローター(相対運動部材)、 3……加圧子、 4……付勢部材、 5……ベアリング、 8……加圧力調整部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−139878(JP,A) 特開 昭62−225187(JP,A) 実開 昭64−37395(JP,U)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弾性体および該弾性体に接合された電気機
    械変換素子とを有する振動子と、該振動子に加圧接触さ
    れて該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを
    備えた振動アクチュエータにおいて、 前記振動子と前記相対運動部材とをほぼ均等な加圧力で
    加圧接触させるために、前記相対運動部材側から前記振
    動子に対して互いに独立した加圧力を加える複数の加圧
    手段と、前記加圧力を調整する調整部材を有し、 前記複数の加圧手段の各々は、ばね特性を有し加圧力を
    発生させる付勢部材と、前記加圧方向に変位可能に支持
    され、前記付勢部材の付勢力を受けて前記相対運動部材
    を加圧する加圧子とを備え、 前記調整部材は、前記複数の加圧手段の加圧力を一様に
    調整することを特徴とする振動アクチュエータ。
  2. 【請求項2】前記複数の加圧手段は、前記相対運動部材
    をほぼ均等な間隔で前記振動子の方向へ加圧することを
    特徴とする請求項1に記載の振動アクチュエータ。
  3. 【請求項3】前記加圧子は、互いに独立的に前記相対運
    動部材を加圧することを特徴とする請求項1に記載の振
    動アクチュエータ。
  4. 【請求項4】前記複数の加圧手段は、前記加圧子が所定
    方向以外に動くことを防止する規制部材を有しているこ
    とを特徴とする請求項3に記載の振動アクチュエータ。
  5. 【請求項5】前記複数の加圧手段と前記相対運動部材と
    の間にベアリングを配置したことを特徴とする請求項1
    に記載の振動アクチュエータ。
  6. 【請求項6】弾性体および該弾性体に接合された電気機
    械変換素子とを有する振動子と、該振動子に加圧接触さ
    れて該振動子との間で相対運動を行う相対運動部材とを
    備えた振動アクチュエータにおいて、 前記振動子と前記相対運動部材とを加圧接触させるた
    め、前記相対運動部材側から前記振動子に対して互いに
    独立した加圧力を加える複数の加圧手段と、前記加圧力
    を調整する調整部材を有し、 前記複数の加圧手段は、各々ばね特性を有し加圧力を発
    生させる付勢部材を備え、 前記調整部材は、単独で前記複数の加圧手段の加圧力を
    同時に調整することを特徴とする振動アクチュエータ。
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