JP3049931B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JP3049931B2
JP3049931B2 JP4072048A JP7204892A JP3049931B2 JP 3049931 B2 JP3049931 B2 JP 3049931B2 JP 4072048 A JP4072048 A JP 4072048A JP 7204892 A JP7204892 A JP 7204892A JP 3049931 B2 JP3049931 B2 JP 3049931B2
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克 武田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電セラミック等の圧
電体を用いて弾性波を励振することにより駆動力を発生
する超音波モータに関し、詳しくは超音波モ−タの移動
体の材質及びその構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor which generates a driving force by exciting an elastic wave using a piezoelectric material such as a piezoelectric ceramic. Regarding its structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、圧電体を用いて構成した振動体に
弾性振動を励振し、これを駆動力とする超音波モータが
注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to an ultrasonic motor that excites an elastic vibration to a vibrating body constituted by a piezoelectric body and uses the vibration as a driving force.

【0003】以下、図面を参照しながら超音波モータの
従来技術について説明する。
[0003] A conventional ultrasonic motor will be described below with reference to the drawings.

【0004】図11は、従来の円環型超音波モータの主
要部分を示す一部切り欠き斜視図である。同図におい
て、3は円環形振動体で、複数個の突起体1aを有する
円環形弾性基板1の底面に円環形圧電体2を貼合せて構
成される。6は移動体で、円環形弾性体4に耐摩耗性の
摩擦材5を結合して構成されている。円環形振動体3と
移動体6は、摩擦材5が突起体1aの突起先端部に加圧
接触するように、適当な加圧手段により互いに加圧され
て設置される。
FIG. 11 is a partially cutaway perspective view showing a main part of a conventional annular ultrasonic motor. In the figure, reference numeral 3 denotes an annular vibrator, which is formed by bonding an annular piezoelectric body 2 to the bottom surface of an annular elastic substrate 1 having a plurality of projections 1a. Reference numeral 6 denotes a moving body, which is formed by connecting a wear-resistant friction material 5 to an annular elastic body 4. The ring-shaped vibrating body 3 and the moving body 6 are placed under pressure by appropriate pressing means so that the friction material 5 comes into pressure contact with the tip of the projection 1a.

【0005】ここで、上記の超音波モ−タの従来例にお
いては、弾性体4の材質としては、従来は鉄鋼、ステン
レス鋼等の金属が使用されており、この弾性体4に耐摩
耗性の摩擦材5を接着等の方法により結合して、超音波
モ−タの移動体6を構成している。
Here, in the above-described conventional ultrasonic motor, as a material of the elastic body 4, a metal such as steel or stainless steel is conventionally used. The friction material 5 is joined by a method such as bonding to form a moving body 6 of the ultrasonic motor.

【0006】次に、以上の移動体6並びに振動体3を有
する円環型超音波モータの動作原理について、図13を
用いて簡単に説明する。図13は、移動体6と振動体3
とが互いに加圧接触状態となされ、かつ振動体3に撓み
振動の進行波が励振されている状態を示している。
Next, the operating principle of the annular ultrasonic motor having the moving body 6 and the vibrating body 3 will be briefly described with reference to FIG. FIG. 13 shows the moving body 6 and the vibrating body 3.
Are in a pressure contact state with each other, and a traveling wave of bending vibration is excited in the vibrating body 3.

【0007】撓み振動の進行波の励振は次のようにして
行われる。まず、圧電体2には2組の駆動電極が構成さ
れており、上記駆動電極に所定の位相差を有する2つの
交流電圧をそれぞれ印加すると圧電体2は伸縮振動を
し、弾性基板1は伸縮に対して抵抗するように働くの
で、バイメタルと同様の効果により、撓み振動の進行波
が振動体3に励振される。
Excitation of the traveling wave of the bending vibration is performed as follows. First, two sets of drive electrodes are formed on the piezoelectric body 2. When two AC voltages having a predetermined phase difference are respectively applied to the drive electrodes, the piezoelectric body 2 expands and contracts and the elastic substrate 1 expands and contracts. Therefore, the traveling wave of the bending vibration is excited in the vibrating body 3 by the same effect as that of the bimetal.

【0008】この時、振動体3の表面の任意の点は撓み
振動の進行波により楕円軌跡を描いて運動する。突起体
1aはこの楕円軌跡の横方向の変位(図13中ζ)を拡
大する。振動体3の突起体1aに加圧接触して設置され
た移動体6は拡大された横方向の変位によって摩擦力を
介して駆動されて回転する。
At this time, an arbitrary point on the surface of the vibrating body 3 moves along an elliptical locus by the traveling wave of the bending vibration. The protrusion 1a enlarges the lateral displacement (楕 円 in FIG. 13) of the elliptical locus. The moving body 6 placed in pressure contact with the protrusion 1a of the vibrating body 3 is driven by frictional force due to the enlarged lateral displacement and rotates.

【0009】従来技術において、実用上の観点から特に
重要視されている点は以下の通りである。
In the prior art, the following points are particularly important from the practical point of view.

【0010】まず、上記の通り、移動体6は、振動体3
の撓み振動の進行波により、振動体3と移動体6との間
に作用する摩擦力を介して駆動されるものである。従っ
て、安定した駆動を実現するには、移動体6と振動体3
との良好な接触状態が確保されねばならない。
First, as described above, the moving body 6 is
It is driven via a frictional force acting between the vibrating body 3 and the moving body 6 by the traveling wave of the bending vibration. Therefore, to realize stable driving, the moving body 6 and the vibrating body 3
Good contact with the body must be ensured.

【0011】そのために、移動体6及び振動体3の接触
面は、数μm以下の高精度の平面度加工が要求されてい
る。そして、移動体6及び振動体3の材質は、両者間に
圧接力を作用させた場合においても両者の接触面の面精
度が変化しない程度の剛性を付与する観点と、この高精
度加工を実現する観点とから、殆どの場合において金属
材料が使用され、時にはセラミック材料が使用される場
合もある。
For this purpose, the contact surface between the moving body 6 and the vibrating body 3 is required to have high-precision flatness processing of several μm or less. The material of the moving body 6 and the vibrating body 3 realizes this high-precision machining in view of providing rigidity such that the surface accuracy of the contact surface between the two does not change even when a pressing force is applied therebetween. In view of this, a metal material is used in most cases, and sometimes a ceramic material is used.

【0012】次に、上記の良好な接触状態の確保と並ん
で重要な点は、移動体6と振動体3との接触面の摩耗対
策である。即ち、超音波モータの駆動時には、移動体6
と振動体3との接触面には摩擦力が作用している。従っ
て、両者間の接触状態を経時的に常に良好に維持して、
安定した動作を行わせるには、この摩擦力による摩耗が
両者の接触面において極力発生しないような対策が極め
て重要である。
An important point in addition to the above-mentioned assurance of a good contact state is a measure against abrasion of the contact surface between the moving body 6 and the vibrating body 3. That is, when the ultrasonic motor is driven, the moving body 6
A frictional force acts on the contact surface between the vibration member 3 and the vibration member 3. Therefore, the state of contact between the two is always well maintained over time,
In order to perform a stable operation, it is extremely important to take measures to prevent the wear due to the frictional force from being generated as much as possible on the contact surface between the two.

【0013】もし、この接触面の摩耗が進行すると、接
触面の平面度が乱れ、均一な接触状態を確保することが
困難となり、超音波モータの効率が著しく低下し、正常
な動作が行えなくなる。また、動作時に異常音が発生す
る。更には、発生した摩耗粉は、超音波モータやそれが
使用されているシステムの信頼性を低下させる。
If the contact surface wears, the flatness of the contact surface will be disturbed, making it difficult to ensure a uniform contact state, significantly reducing the efficiency of the ultrasonic motor, and preventing normal operation. . In addition, an abnormal sound is generated during operation. Furthermore, the generated abrasion powder reduces the reliability of the ultrasonic motor and the system in which it is used.

【0014】この摩耗対策として、耐摩耗性に優れた摩
擦材5が使用される。即ち、摩擦材5を用いず、金属材
料からなる移動体6と振動体3とを直接に接触させる
と、その接触面で焼き付き現象などの異常摩耗を引き起
こすと同時に、大きな異常音を発生するため、摩擦材5
を介在させるのである。
As a measure against the wear, a friction material 5 having excellent wear resistance is used. That is, when the moving body 6 made of a metal material and the vibrating body 3 are brought into direct contact with each other without using the friction material 5, abnormal wear such as a seizure phenomenon is caused on the contact surface, and a loud abnormal sound is generated. , Friction material 5
It intervenes.

【0015】この摩擦材5については、例えば本願出願
人の出願による特開昭62−58887号公報に記載の
ものがある。
The friction material 5 is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-58887 filed by the present applicant.

【0016】摩擦材5としては、上記のように、弾性体
4の材質とは全く異なる材質の耐摩耗性材料を用いる他
に、例えば、弾性体4をアルミミウムで作成し、その振
動体3との接触面の表層を酸化させて、いわゆるアルマ
イト層とし、このアルマイト層を摩擦材5として使用す
る構成のものもある。
As the friction material 5, as described above, in addition to using a wear-resistant material completely different from the material of the elastic body 4, for example, the elastic body 4 is made of aluminum, and the vibrating body 3 is made of aluminum. There is also a configuration in which the surface layer of the contact surface is oxidized to form a so-called alumite layer, and this alumite layer is used as the friction material 5.

【0017】しかしながら、アルマイト層を耐摩耗性材
料として用いる構成では、上記の炭素繊維と樹脂で構成
された摩擦材を用いる場合に比べて、耐摩耗性能は著し
く劣り、長期にわたり安定した動作を保証することはで
きない。
However, in the structure using the alumite layer as the wear-resistant material, the wear-resistance performance is remarkably inferior to that in the case of using the friction material composed of the carbon fiber and the resin, and stable operation is guaranteed for a long time. I can't.

【0018】また、移動体6を、上記のように弾性体4
に特定の摩擦材5を結合して構成する以外にも、移動体
6の材質を、アルミニウムおよびアルミニウム合金と
し、図12に示したように、移動体6の形状寸法を特定
範囲内に設定した構成とすることにより、異常音を発生
せず、静かでかつ駆動効率の高い超音波モータを実現す
ることが提案されている。(例えば、特開昭63−17
4581号公報)
The moving body 6 is connected to the elastic body 4 as described above.
In addition to the configuration in which the specific friction material 5 is joined to the moving body 6, the material of the moving body 6 is aluminum and an aluminum alloy, and the shape and dimensions of the moving body 6 are set within a specific range as shown in FIG. It has been proposed to realize an ultrasonic motor that does not generate abnormal noise, is quiet, and has high driving efficiency by adopting the configuration. (For example, see JP-A-63-17
No. 4581)

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波モータにあっては、モータ効率、モータ寿命にお
いても、また製造コストにおいても十分に満足できるも
のが得られていないのが実状である。
However, the conventional ultrasonic motor has not been able to obtain satisfactory motor efficiency, motor life, and manufacturing cost.

【0020】上記の通り、超音波モータの従来技術にあ
っては、 (a)移動体と振動体との接触面の平面度を、少なくと
も数μm以下に高精度に加工して、移動体と振動体との
良好な接触状態を確保する必要がある。 (b)接触面の上記高精度加工を実現し、かつ移動体と
振動体を互いに加圧接触した応力印加状態下においても
この精度を確保するために、移動体と振動体の材料に
は、金属材料もしくはセラミック材料などの高弾性率の
材料を用いる。と言う一貫した思想が存在している。
As described above, in the prior art of the ultrasonic motor, (a) the flatness of the contact surface between the moving body and the vibrating body is processed with high precision to at least several μm or less, and It is necessary to ensure good contact with the vibrator. (B) In order to realize the above-mentioned high-precision machining of the contact surface and to secure this accuracy even under a stress applied state in which the moving body and the vibrating body are pressed against each other, the materials of the moving body and the vibrating body include: A material having a high elastic modulus such as a metal material or a ceramic material is used. There is a consistent philosophy that says.

【0021】高弾性率の材料を高精度に加工した上、し
かもこれに耐摩耗性材料を結合して移動体を製造するた
め、従来の超音波モータの製造コストは高くつき、これ
が実用化にあたっての大きな障害になっている。
Since a moving body is manufactured by processing a material having a high elastic modulus with a high degree of accuracy and further combining a wear-resistant material with the material, the manufacturing cost of the conventional ultrasonic motor is high. Has become a major obstacle.

【0022】特開昭63−174581号公報に記載の
超音波モータでは、移動体の形状がいっそう複雑である
ため製造コストは更に高くつく上、耐摩耗性材料がアル
マイト層であるので、寿命は著しく低下する。
In the ultrasonic motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-174581, the moving body is more complicated, so that the manufacturing cost is higher and the abrasion-resistant material is an alumite layer. It decreases significantly.

【0023】加えて、モータ効率を見れば、最大でも3
0%前後の効率しか得られていない。従来の超音波モー
タの技術思想から言えば、この効率を更に向上させるに
は、移動体と振動体との接触面の加工精度を更に向上さ
せる必要があるが、これは超音波モータの製造コストの
低減化とは明かに矛盾するものである。
In addition, the motor efficiency is at most 3
An efficiency of only about 0% is obtained. According to the technical idea of the conventional ultrasonic motor, in order to further improve the efficiency, it is necessary to further improve the processing accuracy of the contact surface between the moving body and the vibrating body. Is clearly inconsistent with the reduction of

【0024】本発明は上記従来の問題点を解決し、高効
率、長寿命で、かつ製造コストが安価な超音波モータを
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide an ultrasonic motor having high efficiency, long life and low manufacturing cost.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の超音波モータは、移動体を少なくとも炭素繊
維を用いて強化した炭素繊維強化樹脂複合体単体により
構成し、かつ移動体を、移動体梁部と、前記梁部の両端
部から延出した移動体第一突起部と、振動体との接触面
側の梁部から延出した移動体第二突起部とにより構成
る。
The ultrasonic motor of the present invention SUMMARY OF] To achieve this object, constituted by a carbon fiber reinforced resin composite alone reinforced using at least carbon fiber mobile and mobile , Moving body beam and both ends of the beam
Contact surface between the first protrusion of the moving body extending from the part and the vibrating body
And the second protruding portion of the moving body extending from the side beam portion .

【0026】[0026]

【作用】即ち、移動体の材質を樹脂とし、移動体を、移
動体梁部と、前記梁部の両端部から延出した移動体第一
突起部と、振動体との接触面側の梁部から延出した移動
体第二突起部とにより構成することにより、移動体と振
動体との接触面のうねりを吸収するための効果(面補正
効果)が発生する。この結果、移動体と振動体との均一
接触を安定に維持することができ、振動体による撓み振
動の進行波を効率良く移動体に伝達することができ、モ
ータ効率は大きく改善されるものと考えられる。
[Operation] That is, the material of the moving body is made of resin, and the moving body is moved.
A moving body beam portion and a moving body first extending from both ends of the beam portion
Movement extending from the protrusion and the beam on the contact surface side with the vibrator
With the configuration including the body second protrusion, an effect (surface correction effect) for absorbing the swell of the contact surface between the moving body and the vibrating body is generated. As a result, uniform contact between the moving body and the vibrating body can be stably maintained, the traveling wave of the bending vibration by the vibrating body can be efficiently transmitted to the moving body, and the motor efficiency is greatly improved. Conceivable.

【0027】即ち、移動体の材質を樹脂とし、移動体の
加圧方向に超音波モータの加圧力に応じた弾性を持たせ
た構造とすることにより、移動体と振動体との接触面の
うねりを吸収するための効果(面補正効果)が発生す
る。この結果、移動体と振動体との均一接触を安定に維
持することができ、振動体による撓み振動の進行波を効
率良く移動体に伝達することができ、モータ効率は大き
く改善されるものと考えられる。
That is, by using a structure in which the material of the moving body is made of resin and has elasticity corresponding to the pressing force of the ultrasonic motor in the pressing direction of the moving body, the contact surface between the moving body and the vibrating body can be formed. An effect (surface correction effect) for absorbing the undulation is generated. As a result, uniform contact between the moving body and the vibrating body can be stably maintained, the traveling wave of the bending vibration by the vibrating body can be efficiently transmitted to the moving body, and the motor efficiency is greatly improved. Conceivable.

【0028】そして、移動体の材料を、例えば樹脂に炭
素繊維を含有させた樹脂複合体とすることにより、振動
体との接触面に適度の潤滑性を付与でき、長時間の駆動
においても安定したモータ特性を維持することが可能と
なり、長期信頼性に優れた超音波モータを実現すること
ができる。
By making the material of the moving body a resin composite in which carbon fibers are contained in a resin, for example, a suitable lubricating property can be imparted to the contact surface with the vibrating body and stable even during long-time driving. Motor characteristics can be maintained, and an ultrasonic motor having excellent long-term reliability can be realized.

【0029】更にこの場合、炭素繊維を含有した樹脂複
合体自体が耐摩耗性に優れるので、従来のように、別材
料の摩擦材を結合する工程、あるいは表層部を摩擦材と
するための処理などが不要となる。
Further, in this case, the resin composite itself containing carbon fibers is excellent in abrasion resistance. Therefore, as in the prior art, a step of bonding a friction material of another material or a treatment for making the surface layer a friction material is performed. It becomes unnecessary.

【0030】この工程の省略に加えて、樹脂材料の移動
体は型成形により容易に製造することが可能であるた
め、製造コストは従来に比べて著しく低減できるもので
ある。
In addition to omitting this step, since the moving body of the resin material can be easily manufactured by molding, the manufacturing cost can be significantly reduced as compared with the conventional case.

【0031】また、従来は金属材料であった移動体を樹
脂とすることで、重量を低減できる。
The weight can be reduced by using a resin as the moving body, which is conventionally a metal material.

【0032】[0032]

【実施例】具体的な実施例の説明に入るまえに、移動体
を樹脂材料で形成することの技術的意義について、より
詳細な説明を行っておく。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of a specific embodiment, a more detailed description will be given of the technical significance of forming the moving body with a resin material.

【0033】超音波モ−タは、図13に示した動作原理
を用いて、圧電体と弾性基板とから成る振動体に数ミク
ロン程度の振幅(図13中ξ)の撓み振動の進行波を励
振し、この進行波による横方向変位(図13中ζ)を突
起体で拡大して、突起体先端に加圧接触して設置された
移動体を駆動するモ−タである。
The ultrasonic motor uses the principle of operation shown in FIG. 13 to apply a traveling wave of bending vibration having an amplitude of about several microns (in FIG. 13) to a vibrating body composed of a piezoelectric body and an elastic substrate. This motor excites and expands the lateral displacement (ζ in FIG. 13) due to the traveling wave with the projection, and drives the moving body installed in pressure contact with the tip of the projection.

【0034】従って、効率の高い長寿命の超音波モータ
を実現するには、長期にわたって、以下の項目を満足す
る移動体と振動体との接触状態を実現し、振動体による
撓み振動の進行波を確実に移動体に伝達することが不可
欠である。 (a)移動体が、振動体による撓み振動の進行波の波長
レベルでのマクロ的長さにおいて、動的弾性を有するこ
と。これは、移動体を、進行波のすべての波の頂点部近
傍に均一接触させて、振動体による撓み振動の進行波を
効率良く移動体に伝達するために必要である。
Accordingly, in order to realize an ultrasonic motor having a high efficiency and a long life, a contact state between the moving body and the vibrating body satisfying the following items is realized for a long time, and the traveling wave of the bending vibration by the vibrating body is obtained. It is indispensable to surely transmit to the moving body. (A) The moving body has dynamic elasticity at a macro length at the wavelength level of the traveling wave of the bending vibration by the vibrating body. This is necessary in order for the moving body to make uniform contact with the vicinity of the apexes of all the traveling waves and to efficiently transmit the traveling wave of the bending vibration by the vibrating body to the moving body.

【0035】この動的弾性の目安としては、加圧時の移
動体材料の縦方向の弾性変形量が、進行波の振幅以下の
範囲内で、できるかぎり振動体の振幅程度になることが
望ましい。
As a measure of the dynamic elasticity, it is desirable that the amount of elastic deformation in the longitudinal direction of the moving body material when pressurized is within the range of the amplitude of the traveling wave or less as much as possible to the amplitude of the vibrating body. .

【0036】この動的弾性の最適値は、超音波モータの
加圧力および圧電体によって励振される進行波の波数に
よって変わるものであって一義的には定まらず、超音波
モータの駆動条件に応じた最適設計が必要である。 (b)移動体が、振動体による撓み振動の進行波の接触
部近傍(図13中A)レベルでのミクロ的長さにおい
て、剛性を有すること。これは、移動体接触部の弾性変
形による出力伝達損失を低減するために必要である。
The optimum value of the dynamic elasticity varies depending on the pressing force of the ultrasonic motor and the number of traveling waves excited by the piezoelectric body, and is not uniquely determined, but depends on the driving conditions of the ultrasonic motor. Optimal design is required. (B) The moving body has rigidity in a micro length near the contact portion (A in FIG. 13) of the traveling wave of the bending vibration by the vibrating body. This is necessary to reduce output transmission loss due to elastic deformation of the moving body contact portion.

【0037】この剛性の目安としては、進行波の横方向
変位による移動体の横方向の弾性変形をできる限り抑制
する必要がある。
As a measure of the rigidity, it is necessary to suppress as much as possible the lateral elastic deformation of the moving body due to the lateral displacement of the traveling wave.

【0038】さらに、上記横方向変位に加えて、外部負
荷による移動体の横方向の弾性変形をも抑制する必要が
あり、移動体に必要な剛性の最適値は、一義的には定ま
らず、超音波モータの駆動条件に応じた最適設計が必要
である。 (c)移動体が、適度の潤滑性を有すること。これは、
安定した摩擦状態を維持すると共に、摩耗を低減するた
めに必要である。 (d)移動体が、超音波モータの加圧力に応じた静的弾
性を有すること。これは、移動体と振動体との接触面の
うねりを吸収し、均一接触を確保するために必要であ
る。
Further, in addition to the lateral displacement, it is necessary to suppress the lateral elastic deformation of the moving body due to an external load, and the optimum value of the rigidity required for the moving body is not uniquely determined. An optimum design is required according to the driving conditions of the ultrasonic motor. (C) The moving body has appropriate lubricity. this is,
It is necessary to maintain a stable frictional state and reduce wear. (D) The moving body has static elasticity according to the pressing force of the ultrasonic motor. This is necessary to absorb the undulation of the contact surface between the moving body and the vibrating body, and to ensure uniform contact.

【0039】この静的弾性の目安としては、振動体の機
械加工精度および移動体の成形精度またはモータの加圧
力により異なるが、加圧時の移動体の歪量を、1〜10
μm程度にすることが望ましい。
The standard of the static elasticity varies depending on the machining accuracy of the vibrating body and the molding accuracy of the moving body or the pressing force of the motor.
It is desirable to make it about μm.

【0040】金属材料よりなる弾性体を用いた従来の超
音波モータでは、上記(a)〜(d)の条件を十分に満
足させることができず、従ってモータの効率、寿命は十
分なものが得られなかった。加えて移動体の加工が複雑
であることなどからコストも高いなど、いずれの点にお
いても十分とは言えない状態であったことは前述の通り
である。
A conventional ultrasonic motor using an elastic body made of a metal material cannot sufficiently satisfy the above conditions (a) to (d), so that the motor has sufficient motor efficiency and life. Could not be obtained. In addition, as described above, the state was not sufficient in any respect, for example, the cost was high due to the complicated processing of the moving body.

【0041】本願発明は、上記(a)〜(d)の条件を
より満足させるために、移動体を樹脂により形成すると
言う新規な思想に基きなされたものであって、この結
果、モータの効率、寿命、コストのいずれの点において
も、従来の超音波モータを遥かに凌駕する効果を奏する
ものである。
The present invention, in order to further satisfy the condition of the (a) ~ (d), the mobile be those which Kinasa group Dzu new idea to say formed of a resin, as a result, the motor In any of the points of efficiency, life, and cost, the present invention has an effect far exceeding that of the conventional ultrasonic motor.

【0042】より具体的には、本願発明では上記項目に
着目し、移動体の材質を、少なくとも炭素繊維を用いて
強化した炭素繊維強化樹脂複合体となし、その結果、移
動体において、炭素繊維でミクロ的長さの剛性を高める
と共に、樹脂成分でマクロ的長さの動的弾性を持たせて
いる。
More specifically, in the present invention, attention is paid to the above items, and the material of the moving body is made of a carbon fiber reinforced resin composite reinforced at least using carbon fibers. In addition to increasing the rigidity of the micro length, the resin component has dynamic elasticity of the macro length.

【0043】この場合、移動体材料の曲げ弾性率とし
て、1000kg/mm2〜7000kg/mm2である
ことが望ましい。
[0043] As the case, the flexural modulus of the moving body material is desirably 1000kg / mm 2 ~7000kg / mm 2 .

【0044】炭素繊維を用いるメリットは、ガラス繊維
などの無機繊維に比べて同一繊維含有量にて、移動体の
剛性を向上させる効果が大きく、従ってより少ない繊維
含有量にて移動体の剛性を高めることができると共に、
移動体の機械的強度を向上させることができることによ
る。また上記に加えて、炭素繊維を用いることで摩擦界
面に適度の潤滑性を付与している。
The advantage of using carbon fibers is that the effect of improving the rigidity of the moving body is greater at the same fiber content as compared with inorganic fibers such as glass fibers, and therefore, the rigidity of the moving body is reduced at a lower fiber content. Can be enhanced,
This is because the mechanical strength of the moving body can be improved. In addition to the above, the use of carbon fibers imparts appropriate lubricity to the friction interface.

【0045】この潤滑の目安としは、移動体材料の動摩
擦係数が0.15〜0.40の範囲内であることが望まし
い。
As a standard for the lubrication, it is desirable that the dynamic friction coefficient of the moving body material is in the range of 0.15 to 0.40.

【0046】さらに、移動体の構造を、移動体と振動体
の加圧力に応じた弾性を持たせた構造とすることで、移
動体と振動体との接触面のうねりを吸収し、均一接触を
向上、確保できる。
Further, by making the structure of the moving body a structure having elasticity according to the pressing force of the moving body and the vibrating body, the undulation of the contact surface between the moving body and the vibrating body can be absorbed, and the uniform contact can be achieved. Can be improved and secured.

【0047】なお、本願発明の超音波モータでは、移動
体を樹脂複合体で構成しているので、移動体の振動体へ
の接触部の圧力は、移動体が金属材料である場合に比べ
て小さい値とすることが好ましく、特に0.08kgf
/cm2〜0.8kgf/cm2の範囲の圧力で用いるこ
とが好ましいが、それ以外の範囲でも効果がある。
In the ultrasonic motor according to the present invention, since the moving body is formed of a resin composite, the pressure of the contacting portion of the moving body with the vibrating body is higher than when the moving body is made of a metal material. It is preferable to use a small value, especially 0.08 kgf
It is preferable to use a pressure in the range of / cm 2 to 0.8 kgf / cm 2 , but other ranges are also effective.

【0048】従って、本願発明の超音波モータは、例え
ば、写真機やVTRカメラのレンズの駆動などの比較的
軽負荷の用途に特に有用である。
Accordingly, the ultrasonic motor of the present invention is particularly useful for relatively light load applications such as driving a lens of a camera or a VTR camera.

【0049】以下、本願発明を、実施例を示す図面とと
もに詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments.

【0050】(実施例1) 図1(a)は、本発明の一実施例である超音波モ−タの
主要部構成図である。同図において13は炭素繊維強化
樹脂製の移動体であり、両端支持条件の梁構造とするこ
とで、加圧方向(面Aに垂直方向)に弾性を持たせてい
る。詳しくは、移動体梁部10と、梁部10の両端部か
ら延出した移動体第一突起部11と、振動体16との接
触面側の梁部10から延出した移動体第二突起部12と
により構成された移動体である。
(Embodiment 1) FIG. 1A is a configuration diagram of a main part of an ultrasonic motor according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 13 denotes a moving body made of carbon fiber reinforced resin, which has a beam structure with both ends supported so as to have elasticity in a pressing direction (perpendicular to the surface A). More specifically, the movable body beam 10, the movable body first projection 11 extending from both ends of the beam 10, and the movable body second projection extending from the beam 10 on the contact surface side with the vibrating body 16. The moving body is constituted by the unit 12.

【0051】また振動体16は、矩形形状の突起体14
aを有する弾性基板14に、圧電体15を結合して構成
されている。そして移動体13は、移動体第一突起部1
1のA面を通じて振動体16に押圧される力を受け、振
動体16とは移動体第二突起部12で接触する。図1
(b)は、同図(a)の移動体13の断面形状を示すも
のである。
The vibrating body 16 has a rectangular projection 14.
A piezoelectric body 15 is connected to an elastic substrate 14 having a. The moving body 13 includes the moving body first protrusion 1.
The moving body second projection 12 contacts the vibrating body 16 by receiving a force pressed by the vibrating body 16 through the A surface 1. FIG.
(B) shows the cross-sectional shape of the moving body 13 in FIG.

【0052】移動体を炭素繊維強化樹脂で作成した本実
施例の場合、移動体と振動体との接触状態が従来に比べ
て改善され、モータ効率が向上すると共に移動体の摩耗
も低減される。
In the case of this embodiment in which the moving body is made of carbon fiber reinforced resin, the contact state between the moving body and the vibrating body is improved as compared with the conventional case, the motor efficiency is improved, and the wear of the moving body is reduced. .

【0053】なお、本実施例の移動体第二突起部12の
幅W1については、0.3mm未満の場合には、この移動
体第二突起部に圧力集中生じる傾向が高く移動体の摩耗
が加速され長期信頼性の点で問題がある。
When the width W 1 of the second protrusion 12 of the moving body of this embodiment is less than 0.3 mm, pressure tends to be concentrated on the second protrusion of the moving body, and the wear of the moving body is high. And there is a problem in terms of long-term reliability.

【0054】また、W1が2.0mmより大きい場合に
は、接触状態の相違によりモータ特性にバラツキを生
じ、安定した均一接触を確保することが困難となる。
If W 1 is larger than 2.0 mm, the motor characteristics will vary due to the difference in the contact state, making it difficult to ensure stable and uniform contact.

【0055】従って、本実施例では、この幅W1は、0.
3mm以上かつ2.0mm以下の範囲内に設定する必要
がある。
Therefore, in the present embodiment, the width W 1 is set to 0.
It is necessary to set it within the range of 3 mm or more and 2.0 mm or less.

【0056】(参考例1) 次に、図2に示す第1の参考例の超音波モータは、移動
体23を片端支持条件の梁構造とすることで、加圧方向
に弾性を持たせた移動体である。即ち、移動体23は、
移動体梁部20と、移動体梁部20の一方の片端部から
延出した移動体第一突起部21と、移動体梁部20の他
方の片端部から延出した移動体第二突起部22を有す
る。
Reference Example 1 Next, in the ultrasonic motor of the first reference example shown in FIG. 2, the moving body 23 has a beam structure under one-end support conditions, so that elasticity is provided in the pressing direction. It is a moving body. That is, the moving body 23
The moving body beam portion 20, the moving body first protrusion 21 extending from one end of the moving body beam portion 20, and the moving body second protrusion extending from the other end of the moving body beam portion 20 22.

【0057】また、振動体16は、矩形形状の突起体1
4aを有する弾性基板14に、圧電体15を結合して形
成されている。
The vibrating body 16 is a rectangular projection 1.
The piezoelectric body 15 is formed by bonding the piezoelectric body 15 to an elastic substrate 14 having 4a.

【0058】そして、移動体23は、移動体第一突起部
21のB面を通して振動体16に押圧される力が伝達さ
れると共に、振動体16とは移動体第二突起部22で接
触させている。
Then, the moving body 23 receives the force pressed by the vibrating body 16 through the surface B of the first moving body projection 21 and contacts the vibrating body 16 with the second moving body projection 22. ing.

【0059】図2(b)は、図2(a)に示した片端支
持の梁構造の移動体の断面形状図である。図2(b)に
おいて、移動体梁部の長さをL、移動体梁部の厚さを
T、移動体第二突起部の幅をW2、移動体第二突起部の
高さをHとし、各部の寸法関係について以下に述べる。
FIG. 2B is a cross-sectional view of the movable body having the beam structure supported at one end shown in FIG. 2A. In FIG. 2B, the length of the movable body beam is L, the thickness of the movable body beam is T, the width of the movable body second projection is W 2 , and the height of the movable body second projection is H. The dimensional relationship of each part will be described below.

【0060】まず、移動体梁部の長さLと移動体梁部の
厚さTとの比L/Tについては、この比が2以上の場合
には移動体の機械的強度が不足すると共に、移動体梁部
の共振により出力伝達効率を低下させてしまうため、2
未満に設定する必要があることが判明した。
First, as for the ratio L / T of the length L of the moving beam portion to the thickness T of the moving beam portion, if the ratio is 2 or more, the mechanical strength of the moving member becomes insufficient and Since the output transmission efficiency is reduced due to the resonance of the movable beam,
It turns out that it needs to be set to less than.

【0061】次に、移動体第二突起部の高さHと移動体
梁部の厚さTとの比H/Tについては、この比が2より
大きい場合には、移動体の機械的強度が不足すると共
に、外部負荷が加わった際に移動体第二突起部が変形す
ることにより出力伝達効率を低下させてしまうため、2
以下に設定する必要があることが判明した。
Next, when the ratio H / T of the height H of the second protrusion of the moving body to the thickness T of the beam of the moving body is larger than 2, the mechanical strength of the moving body is high. Is insufficient, and when the external load is applied, the movable body second projection is deformed to lower the output transmission efficiency.
It turned out that it was necessary to set the following.

【0062】さらに、移動体第二突起部の幅W2につい
ては、0.3 mm未満の場合には、この移動体第二突起
部に圧力が集中し、移動体の摩耗が加速され長期信頼性
に問題があると共に、2.0mmより大きい場合には、
接触状態の相違によりモータ特性にバラツキを生じ、安
定した均一接触を確保することが困難となるため、0.
3mm以上2.0mm以下の範囲内に設定する必要があ
ることが判明した。
Further, when the width W 2 of the second protrusion of the moving body is less than 0.3 mm, pressure concentrates on the second protrusion of the moving body, the wear of the moving body is accelerated, and the long-term reliability is improved. If there is a problem with the property and it is larger than 2.0 mm,
Differences in the contact state cause variations in the motor characteristics, making it difficult to ensure stable and uniform contact.
It turned out that it is necessary to set it within the range of 3 mm or more and 2.0 mm or less.

【0063】振動体による撓み振動の進行波を効率よく
移動体に伝達するためには、移動体の寸法を上記の範囲
内に設定する必要がある。
In order to efficiently transmit the traveling wave of bending vibration by the vibrating body to the moving body, it is necessary to set the dimensions of the moving body within the above range.

【0064】さらに、上記移動体13、23に必要な剛
性および加圧方向の弾性は、超音波モ−タの加圧力によ
って異なるため、炭素繊維強化樹脂複合体に含まれる炭
素繊維の含有量および移動体梁部の長さあるいは厚みを
調整することで、移動体13、23の剛性および加圧方
向の弾性を調整することができる。
Further, since the rigidity and elasticity in the pressing direction required for the moving bodies 13 and 23 depend on the pressing force of the ultrasonic motor, the content of the carbon fiber contained in the carbon fiber reinforced resin composite and the By adjusting the length or thickness of the beam of the moving body, the rigidity of the moving bodies 13 and 23 and the elasticity in the pressing direction can be adjusted.

【0065】次に、本参考例を更に詳しく説明する。Next, this embodiment will be described in more detail.

【0066】移動体23は、30重量%の炭素繊維と7
0重量%のポリフェニレンサルファイド樹脂との混練物
を射出成形することにより、図2において移動体梁部の
長さLと移動体梁部の厚さTとの比L/Tが0.88、
移動体第二突起部の高さHと移動体梁部の厚さTとの比
H/Tが1.18、移動体第二突起部の幅W2が1.0m
mである。
The moving body 23 is composed of 30% by weight of carbon fiber and 7% by weight.
By injection-molding a kneaded material with 0% by weight of a polyphenylene sulfide resin, the ratio L / T of the length L of the movable beam to the thickness T of the movable beam in FIG.
The ratio H / T of the height H of the movable body second projection to the thickness T of the movable body beam is 1.18, and the width W 2 of the movable body second projection is 1.0 m.
m.

【0067】次に、この移動体23を外径がφ48mm
の円環形振動体16に、皿バネを用いて0.13kgf
/cm2の圧力で加圧接触させて円環型超音波モータを
構成した。
Next, the outer diameter of the movable body 23 is φ48 mm.
0.13 kgf using a disc spring
The ring-shaped ultrasonic motor was constructed by pressure contact with a pressure of / cm 2 .

【0068】次に、本参考例の超音波モータについて、
その特性の評価、確認を行った。
Next, with respect to the ultrasonic motor of this embodiment ,
The characteristics were evaluated and confirmed.

【0069】まず、モータ効率であるが、本実施例の円
環型超音波モータでは、効率は最大で44%にも達し、
従来の超音波モータに比べて約50%もの効率向上を達
成できた。
First, regarding the motor efficiency, in the annular ultrasonic motor of this embodiment, the efficiency reaches a maximum of 44%.
The efficiency was improved by about 50% as compared with the conventional ultrasonic motor.

【0070】次に、モータの寿命を評価した結果、本
考例の超音波モータでは、累積回転数が200万回転後
も特性劣化は殆ど認められなかった。
[0070] Next, the results of the evaluation of the life of the motor, this participation
In the ultrasonic motor according to the example, almost no characteristic deterioration was observed even after the cumulative rotation number of 2,000,000 rotations.

【0071】本参考例モータにおけるこの様な高い効
率、長寿命は、以下に述べる様に、従来の超音波モータ
を遥かに凌ぐものである。
The high efficiency and the long life of the motor of this embodiment are far superior to those of the conventional ultrasonic motor as described below.

【0072】まず、本参考例の超音波モータと従来の超
音波モータとの比較を行うために、特に移動体との差異
による効果の比較を行うために、特開昭63−1745
81号公報において提案された図12の形状の移動体を
アルミニウムで作成し、この移動体を用いて従来の超音
波モータを作成した。
First, in order to compare the ultrasonic motor of the present embodiment with a conventional ultrasonic motor, in particular, in order to compare the effect due to the difference with a moving body, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1745.
A moving body having the shape shown in FIG. 12 proposed in Japanese Patent Publication No. 81 was made of aluminum, and a conventional ultrasonic motor was made using this moving body.

【0073】この従来構造の移動体のフランジ部の長さ
Lとフランジ部の厚さt1との比L/t1は6.5に、移
動体接触部の高さt2とフランジ部の厚さt1との比t2
/t1は2.5に、移動体本体部の高さT1は3.2mm
に、移動体本体部の幅は2.0mmにして、上記特開昭
63−174581号公報における推奨範囲内の値とし
た。また、振動体と接触する移動体の接触部表面には、
耐摩耗性向上のため低温アルマイト処理を施した。
The ratio L / t 1 of the length L of the flange portion to the thickness t 1 of the flange portion of the moving body of the conventional structure is 6.5, the height t 2 of the contact portion of the moving body and the height of the flange portion. Ratio t 2 with thickness t 1
/ T 1 is 2.5, and the height T 1 of the mobile body is 3.2 mm
The width of the main body of the moving body was set to 2.0 mm, which was within the recommended range in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-174581. In addition, the contact surface of the moving body that comes into contact with the vibrating body
Low temperature alumite treatment was applied to improve wear resistance.

【0074】なお、移動体の差異による効果を明確にす
るために、上記比較用の従来の超音波モータについて
は、振動体の形状寸法及び移動体と振動体との加圧力な
どの条件は本参考例の場合と同一にして、効率、寿命を
評価した。
In order to clarify the effect due to the difference between the moving bodies, for the conventional ultrasonic motor for comparison, the conditions such as the shape and dimensions of the vibrating body and the pressing force between the moving body and the vibrating body are set in accordance with the present invention. Efficiency and life were evaluated in the same manner as in the reference example .

【0075】この結果、移動体をアルミニウムで構成し
た従来の円環型超音波モータでは、効率は最大でも30
%程度しか得られず、しかも累積回転数が40万回転前
後に達した時点からは、回転が不安定となり、またモー
タ効率は経時的に低下した。
As a result, in the conventional annular ultrasonic motor in which the moving body is made of aluminum, the efficiency is at most 30.
%, And when the cumulative number of rotations reached about 400,000 rotations, the rotation became unstable and the motor efficiency decreased with time.

【0076】このように、本参考例の超音波モータは、
従来のものに比べて、効率、寿命とも著しく改善され向
上している。
As described above, the ultrasonic motor of this embodiment is
Both the efficiency and the service life are remarkably improved and improved as compared with the conventional one.

【0077】さらに、この従来の移動体の形状寸法を、
上記の特定範囲内に限定して作成するには、複雑な加工
を必要とし、耐摩耗性を向上させるための低温アルマイ
ト処理も必要となり、製造コストが高価なものとなる。
Further, the shape and dimensions of this conventional moving body are
In order to produce the material within the above-mentioned specific range, complicated processing is required, a low-temperature alumite treatment for improving abrasion resistance is required, and the production cost is high.

【0078】しかし、本参考例の移動体では、移動体は
射出成形などの型成形が可能であり、しかも移動体自体
が耐摩耗性を有しているので、従来における摩擦材も必
要とせず、簡単な工程で安価に製造できる。
However, in the moving body of the present embodiment , the moving body can be formed by injection molding or the like, and since the moving body itself has wear resistance, a conventional friction material is not required. It can be manufactured in a simple process at low cost.

【0079】実際、移動体については、成形により製造
でき且つ摩擦材を必要としない本実施例の場合では、図
12の形状の移動体をアルミニウムなどの素材を切削、
研磨などの機械加工により製造する従来例に比べて、製
造コストも著しく低減できた。その結果、完成品として
の超音波モータのコストを大幅に低減できた。このよう
に、本参考例の超音波モータは、コスト面でも著しい効
果を奏するものである。
Actually, in the case of the present embodiment, which can be manufactured by molding and does not require a friction material, the moving body having the shape shown in FIG.
The manufacturing cost was significantly reduced as compared with the conventional example manufactured by machining such as polishing. As a result, the cost of the ultrasonic motor as a finished product was significantly reduced. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment has a remarkable effect in terms of cost.

【0080】また、移動体の重量を比較してみると、ア
ルミニウムの比重が2.70 であるのに対して、本参考
の移動体材料の比重は1.45 であるため、同一寸法
の移動体を構成した場合、移動体の重量を約半分にする
ことが可能であり、超音波モータの軽量化に大きく寄与
することができる。
[0080] Further, Comparing the weight of the moving body, whereas the specific gravity of aluminum is 2.70, the reference
Since the specific gravity of the moving body material in the example is 1.45, the weight of the moving body can be reduced to about half when a moving body of the same size is formed, which greatly contributes to the weight reduction of the ultrasonic motor. be able to.

【0081】なお、上記参考例においては、移動体と振
動体との加圧力が0.13kgf/cm2の場合について
示したが、図2の移動体の形状寸法をL/T<2、H/
T≦2、0.3mm≦W2≦2.0mmの範囲内で最適化
することにより、加圧力が0.08kgf/cm2〜0.
8kgf/cm2の範囲において、効率は最大で40%
以上が得られることを確認した。
In the above reference example , the case where the pressure between the moving body and the vibrating body is 0.13 kgf / cm 2 has been described. However, the shape and dimensions of the moving body in FIG. /
By optimizing within the range of T ≦ 2, 0.3 mm ≦ W 2 ≦ 2.0 mm, the pressing force is 0.08 kgf / cm 2 to 0.3 mm.
In the range of 8 kgf / cm 2 , the efficiency is up to 40%
It was confirmed that the above was obtained.

【0082】(実施例) 本発明の第の実施例の超音波モータは、図3(a)に
示す通り、移動体50を振動体32に皿バネ(図示省
略)を用いて加圧接触して構成された円環型超音波モー
タである。
(Embodiment 2 ) In an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3A, a moving body 50 is pressed against a vibrating body 32 by using a disc spring (not shown). This is an annular ultrasonic motor configured in contact.

【0083】円環形振動体32は、複数個の矩形形状突
起体30aを有するステンレス鋼製の円環形弾性基板3
0の底面に円環形圧電体31を接着することにより構成
した。
The ring-shaped vibrating body 32 is a ring-shaped elastic substrate 3 made of stainless steel and having a plurality of rectangular projections 30a.
The structure is such that a ring-shaped piezoelectric body 31 is adhered to the bottom surface of the “0”.

【0084】円環形状の移動体50は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリフェニレンサルファイド樹脂
との混練物を射出成形することにより形成したもので、
比重は1.45である。
The toroidal moving body 50 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyphenylene sulfide resin.
The specific gravity is 1.45.

【0085】さて、この移動体50は、図3(b)に示
す断面形状を有している。そして、本実施例における移
動体50の各部の寸法関係の一例を、振動体32と接触
する移動体50の移動体第二突起部50bの幅をW3
した場合、このW3 に対する比率で図中に示しており、
3W3の長さを有する移動体梁部50cと、3W3/2の
幅を有する移動体第一突起部50aと、W3の幅を有す
る移動体第二突起部50bを有し、移動体第二突起部5
0bにおいて振動体32と接触している。
The moving body 50 has a sectional shape shown in FIG. Then, an example of the dimensional relationship of each portion of the vehicle 50 in the present embodiment, if the width of the moving body second projection 50b of the vehicle 50 in contact with the vibration member 32 and the W 3, a percentage of this W 3 Shown in the figure,
It has a mobile beam portion 50c having a length of 3W 3, a mobile first protrusions 50a having a width of 3W 3/2, a mobile second protrusion 50b having a width of W 3, the mobile Second protrusion 5
At 0b, it is in contact with the vibrating body 32.

【0086】本実施例においても、上記移動体梁部50
cの長さおよび移動体第二突起部50bの幅、移動体梁
部50cの厚さ、移動体第二突起部50bの高さを、超
音波モータの加圧力に応じて最適化することで、実施例
1と同等の効果を得ることができる。
In this embodiment, too, the moving beam 50
By optimizing the length c, the width of the movable body second projection 50b, the thickness of the movable body beam 50c, and the height of the movable body second projection 50b according to the pressing force of the ultrasonic motor. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0087】(実施例) 本発明の第の実施例の超音波モータは、図4(a)に
示す通り、移動体51を実施例と同様の振動体32に
皿バネ(図示省略)を用いて加圧接触して構成された円
環型超音波モータである。
(Embodiment 3 ) In an ultrasonic motor according to a third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4A, a moving body 51 is attached to a vibrating body 32 similar to that of the second embodiment by a coned spring (not shown). ) Is a ring-shaped ultrasonic motor configured by pressurizing contact.

【0088】円環形状の移動体51は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリエ−テルサルホン樹脂との混
練物を射出成形することにより形成したもので、比重は
1.47である。
The toroidal moving body 51 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyethersulfone resin, and has a specific gravity of 1.47.

【0089】この移動体51の断面形状は図4(b)に
示す通りである。そして、本実施例における移動体51
の各部の寸法関係の一例を、振動体32と接触する移動
体51の移動体第二突起部51bの幅をW4とした場
合、このW4に対する比率で図中に示しており、移動体
梁部51cの長さは3W4、移動体第一突起部51aの
幅は3W4/2、移動体第二突起部51bの幅はW4であ
る。そして、移動体第二突起部51bは、移動体梁部5
1cの中心より内周側に形成されており、この移動体第
二突起部51bを振動体32に接触させている。
The cross-sectional shape of the moving body 51 is as shown in FIG. Then, the moving body 51 in the present embodiment
Of an example of the dimensional relationship of each portion, if the width of the moving body second projection portion 51b of the moving body 51 in contact with the vibration member 32 and the W 4, is shown in Figure a percentage of this W 4, mobile length of the beam portion 51c is 3W 4, the width of the moving body first projection portion 51a has a width of 3W 4/2, the mobile second protrusion 51b is W 4. Then, the moving body second projection 51b is connected to the moving body beam 5
The movable body second projection 51b is formed on the inner peripheral side of the center of 1c, and is in contact with the vibrating body 32.

【0090】移動体第二突起部51bを移動体梁部51
cの内周側に設けることで、移動体の外周側に、内周側
よりもより大きな面補正効果を持たせることが可能であ
り、円環型振動体の径方向の振幅が外周側の方がより大
きいという、径方向の振幅を考慮した移動体の設計を行
うことができる。
The moving body second projection 51b is moved to the moving body beam 51.
By providing the inner peripheral side of c, it is possible to have a larger surface correction effect on the outer peripheral side of the moving body than on the inner peripheral side, and the radial amplitude of the toroidal vibrating body becomes larger on the outer peripheral side. The moving body can be designed in consideration of the amplitude in the radial direction, which is larger.

【0091】なお、モータ効率及び寿命の向上、製造コ
ストの低減などにおいて、前記実施例1と同様な効果も
得られることは勿論である。
It is needless to say that the same effects as those of the first embodiment can be obtained in improving the motor efficiency and life, and reducing the manufacturing cost.

【0092】(参考例2第2の参考例 の超音波モータは、図5(a)に示す通
り、移動体52を実施例2と同様の振動体32に皿バネ
(図示省略)を用いて加圧接触して構成された円環型超
音波モータである。
(Embodiment 2 ) In the ultrasonic motor of the second embodiment, as shown in FIG. 5A, a moving body 52 is formed by using a coned disc spring (not shown) for the vibrating body 32 similar to the second embodiment. This is a ring-shaped ultrasonic motor configured to be in contact with and pressurized.

【0093】円環形状の移動体52は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリフェニレンサルファイド樹脂
との混練物を射出成形することにより形成したもので、
比重は 1.45である。
The toroidal moving body 52 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyphenylene sulfide resin.
The specific gravity is 1.45.

【0094】移動体52の断面形状は、図5(b)に示
す通りである。そして本参考例における移動体52の各
部の寸法関係の一例を、振動体32と接触する移動体5
2の移動体第二突起部52bの幅をW5とした場合、こ
のW5 に対する比率で図中に示しており、移動体梁部5
2cの長さは3W5/2、移動体梁部52cの外周から
延出した移動体第一突起部52aの幅は3W5/2、移
動体梁部52cの内周から延出した移動体第二突起部5
2bの幅はW5であり、この移動体第二突起部52bを
振動体32に接触させている。
The cross-sectional shape of the moving body 52 is as shown in FIG. An example of the dimensional relationship of each part of the moving body 52 in the present reference example is described below.
If the width of the second moving body second projection portion 52b was set to W 5, it is shown in Figure a percentage of this W 5, the moving body beam portion 5
The length of 2c is 3W 5/2, the width of the moving body first projection portions 52a extending from the outer periphery of the moving body beam portion 52c is 3W 5/2, mobile extending from the inner periphery of the moving body beam portion 52c Second protrusion 5
The width of 2b is W 5, and the moving body second projection portion 52b is brought into contact with the vibrating body 32.

【0095】上記移動体梁部52cの長さおよび移動体
第二突起部52bの幅、移動体梁部52cの厚さ、移動
体第二突起部52bの高さを、超音波モータの加圧力に
応じて最適化することで、参考例1と同等の効果を得る
ことができる。
The length of the movable body beam 52c, the width of the movable body second projection 52b, the thickness of the movable body beam 52c, and the height of the movable body second projection 52b are determined by the pressing force of the ultrasonic motor. By optimizing according to, the same effect as in Reference Example 1 can be obtained.

【0096】(参考例3第3の参考例 の超音波モータは、図6(a)に示す通
り、移動体53を実施例2と同様の振動体32に皿バネ
(図示省略)を用いて加圧接触して構成された円環型超
音波モータである。
(Embodiment 3 ) In the ultrasonic motor of the third embodiment , as shown in FIG. 6A, a moving body 53 is formed by using a disc spring (not shown) for the vibrating body 32 similar to the second embodiment. This is a ring-shaped ultrasonic motor configured to be in contact with and pressurized.

【0097】円環形状の移動体53は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリエ−テルエ−テルケトン樹脂
との混練物を射出成形することにより形成したもので、
比重は1.44である。
The toroidal moving body 53 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyether-terketone resin.
The specific gravity is 1.44.

【0098】この移動体53の断面形状は、図6(b)
に示す通りである。そして本参考例における移動体53
の各部の寸法関係の一例を、振動体32と接触する移動
体53の移動体第二突起部53bの幅をW6とした場
合、このW6に対する比率で図中に示しており、移動体
梁部53cの長さはW6、移動体梁部53cの内周から
延出した移動体第一突起部53aの幅はW6、移動体梁
部52cの外周から延出した移動体第二突起部53bの
幅はW6であり、この移動体第二突起部53bを振動体
32に接触させている。
The cross-sectional shape of the moving body 53 is shown in FIG.
As shown in FIG. And the moving body 53 in the present reference example
Of an example of the dimensional relationship of each portion, if the width of the moving body second projection portion 53b of the moving body 53 in contact with the vibration member 32 has a W 6, is shown in Figure as a percentage of the W 6, mobile The length of the beam portion 53c is W 6 , the width of the first protrusion 53a of the movable body extending from the inner periphery of the movable beam portion 53c is W 6 , and the second of the movable body extending from the outer periphery of the movable beam portion 52c. The width of the projection 53b is W 6 , and the movable body second projection 53b is in contact with the vibrator 32.

【0099】移動体第二突起部53bを移動体梁部53
cの外周側に設けた本実施例の超音波モータでは、前記
参考例1において記載の効果に加えて、移動体の外径寸
法を小さくすることが可能であり、より小型軽量化した
移動体、超音波モータを得ることが可能である。
The movable body second projection 53b is moved to the movable body beam 53.
In the ultrasonic motor of the present embodiment provided on the outer peripheral side of c,
In addition to the effects described in Reference Example 1 , it is possible to reduce the outer diameter of the moving body, and it is possible to obtain a smaller and lighter moving body and ultrasonic motor.

【0100】(参考例4第4の参考例 の超音波モータは、図7(a)に示す通
り、移動体54を実施例2と同様の振動体32に皿バネ
(図示省略)を用いて加圧接触して構成された円環型超
音波モータである。
(Embodiment 4 ) In an ultrasonic motor according to a fourth embodiment , as shown in FIG. 7A, a moving body 54 is formed by using a disc spring (not shown) for the vibrating body 32 similar to the second embodiment. This is a ring-shaped ultrasonic motor configured to be in contact with and pressurized.

【0101】円環形状の移動体54は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリエ−テルサルホン樹脂との混
練物を射出成形することにより形成したもので、比重は
1.47である。
The annular moving body 54 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyethersulfone resin, and has a specific gravity of 1.47.

【0102】移動体54の断面形状は、図7(b)に示
す通りである。そして本参考例における移動体54の各
部の寸法関係の一例を、振動体32と接触する移動体5
4の移動体第二突起部54bの幅をW7とした場合、こ
のW7に対する比率で図中に示しており、移動体梁部5
4cの長さは3W7/4、移動体梁部54cの外周から
延出した移動体第一突起部54aの幅は9W7/8、移
動体梁部54cの内周から延出した移動体第二突起部5
4bの幅はW7であり、移動体梁部54cの接触面側に
はテーパが形成されている。そして、移動体第二突起部
54bを振動体32に接触させている。
The sectional shape of the moving body 54 is as shown in FIG. An example of the dimensional relationship of each part of the moving body 54 in the present reference example is described by using the moving body 5
If the mobile of 4 the width of the second protrusion 54b and a W 7, is shown in the figure as a percentage of this W 7, the moving body beam portion 5
The length of the 4c is 3W 7/4, the width of the moving body first projection portions 54a extending from the outer periphery of the moving body beam portion 54c is 9W 7/8, the moving body extending from the inner periphery of the moving body beam portion 54c Second protrusion 5
The width of 4b is W 7, the contact surface side of the moving body beam portion 54c is tapered form. Then, the movable body second protrusion 54b is brought into contact with the vibrating body 32.

【0103】本参考例の超音波モータでは、上記の様
に、移動体梁部54cの振動体32側の側面にテーパを
設けることで、移動体接触部の剛性を高めると同時に面
補正効果を増大させることが可能となる。
In the ultrasonic motor of this embodiment , as described above, the taper is provided on the side of the movable body beam portion 54c on the vibrating body 32 side, thereby increasing the rigidity of the movable body contact portion and simultaneously improving the surface correction effect. It is possible to increase.

【0104】(実施例) 本発明の第の実施例の超音波モータは、図8(a)に
示す通り、移動体55を振動体42に皿バネ(図示省
略)を用いて加圧接触して構成された円環型超音波モー
タである。
(Embodiment 4 ) In an ultrasonic motor according to a fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8A, a moving body 55 is pressed against a vibrating body 42 by using a disc spring (not shown). This is an annular ultrasonic motor configured in contact.

【0105】振動体42は、複数個の台形形状突起体4
0aを有するステンレス鋼製の円環形弾性基板40の底
面に円環形圧電体41を接着して構成している。
The vibrating member 42 includes a plurality of trapezoidal projections 4.
A ring-shaped piezoelectric body 41 is adhered to the bottom surface of a ring-shaped elastic substrate 40 made of stainless steel having Oa.

【0106】円環形状の移動体55は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリフェニレンサルファイド樹脂
との混練物を射出成形することにより形成したもので、
比重は1.45である。
The toroidal moving body 55 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyphenylene sulfide resin.
The specific gravity is 1.45.

【0107】この移動体55の断面形状は、図8(b)
に示す通りである。そして本実施例における移動体55
の各部の寸法関係の一例を、振動体42と接触する移動
体55の移動体梁部分の幅をW8とした場合、このW8
対する比率で図中に示しており、移動体梁部55cの長
さは2W8 、移動体突起部55aの幅はW8であり、移
動体梁部55cのうちW8 の接触幅で振動体42に接触
させている。
The sectional shape of the moving body 55 is shown in FIG.
As shown in FIG. The moving body 55 in the present embodiment
Of an example of the dimensional relationship of each portion, if the width of the moving body beam portion of the movable body 55 in contact with the vibration member 42 has a W 8, it is shown in Figure a percentage of this W 8, the mobile beam portion 55c Is 2W 8 , the width of the movable body projection 55a is W 8 , and the movable body beam 55c is in contact with the vibrating body 42 at a contact width of W 8 .

【0108】本実施例の超音波モータでは、上記移動体
梁部55cの長さ、移動体梁部55cの厚さを、超音波
モータの加圧力に応じて最適化することで、実施例1と
同等の効果を得ることができる。
In the ultrasonic motor according to the present embodiment, the length of the movable beam 55c and the thickness of the movable beam 55c are optimized according to the pressing force of the ultrasonic motor. The same effect can be obtained.

【0109】(実施例) 本発明の第の実施例の超音波モータは、図9(a)に
示す通り、移動体56を実施例と同様の振動体42
に、皿バネ(図示省略)を用いて加圧接触して構成され
た円環型超音波モータである。
(Embodiment 5 ) As shown in FIG. 9 (a), an ultrasonic motor according to a fifth embodiment of the present invention includes a moving body 56 having the same vibrating body 42 as in the fourth embodiment.
A ring-shaped ultrasonic motor is formed by pressing and contacting using a disc spring (not shown).

【0110】円環形状の移動体56は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリエ−テルエ−テルケトン樹脂
との混練物を射出成形することにより形成したもので、
比重は1.44である。
The annular moving body 56 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyether-terketone resin.
The specific gravity is 1.44.

【0111】この移動体56の断面形状は、図9(b)
に示す通りである。そして本実施例における移動体56
の各部の寸法関係の一例を、振動体42と接触する移動
体56の移動体梁部分の幅をW9とした場合、このW9
対する比率で図中に示しており、移動体梁部56cの長
さは2W9、移動体突起部56aの幅はW9であり、移動
体梁部56cの振動体42側の側面にテーパを設け、移
動体梁部56cのうちW9の接触幅で振動体42に接触
させている。
The cross-sectional shape of the moving body 56 is shown in FIG.
As shown in FIG. The moving body 56 in the present embodiment
Of an example of the dimensional relationship of each portion, if the width of the moving body beam portion of the movable body 56 in contact with the vibration member 42 has a W 9, it is shown in Figure a percentage of this W 9, the mobile beam portion 56c the length of 2W 9, the width of the moving body projections 56a are W 9, the taper provided on the side surface of the vibrating body 42 side of the moving body beam portion 56c, the contact width of W 9 of the moving body beam portion 56c The vibrator 42 is in contact with the vibrator 42.

【0112】本実施例の超音波モータでは、上記の様
に、移動体梁部の接触面側にテーパを設けることで、移
動体接触部の剛性を高めると同時に面補正効果を増大さ
せることが可能となる。
In the ultrasonic motor according to the present embodiment, as described above, the taper is provided on the contact surface side of the beam portion of the moving body, so that the rigidity of the contacting portion of the moving body can be increased and the surface correction effect can be increased. It becomes possible.

【0113】(実施例) 本発明の第の実施例の超音波モータは、図10(a)
に示す通り、移動体57を実施例と同様の振動体42
に、皿バネ(図示省略)を用いて加圧接触して構成され
た円環型超音波モータである。
(Embodiment 6 ) An ultrasonic motor according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in the same vibrating body moving body 57 as in Example 4 42
A ring-shaped ultrasonic motor is formed by pressing and contacting using a disc spring (not shown).

【0114】円環形状の移動体57は、30重量%の炭
素繊維と70重量%のポリエ−テルサルホン樹脂との混
練物を射出成形することにより形成したもので、比重は
1.47である。
The toroidal moving body 57 is formed by injection molding a kneaded product of 30% by weight of carbon fiber and 70% by weight of polyethersulfone resin, and has a specific gravity of 1.47.

【0115】この移動体57の断面形状は、図10
(b)に示す通りである。そして本実施例における移動
体57の各部の寸法関係の一例を、振動体42と接触す
る移動体57の移動体梁部分の幅をW10として、このW
10に対する比率で図中に示しており、移動体梁部57c
の長さは8W10/3、移動体突起部57aの幅は2W10
/3であり、移動体梁部57cの裏面側には角度の異な
るテーパを設け、移動体梁部57cのうちW10の接触幅
で振動体42に接触させている。
The sectional shape of the moving body 57 is shown in FIG.
This is as shown in FIG. And an example of the dimensional relationship of each portion of the moving body 57 in the present embodiment, the width of the moving body beam portion of the movable body 57 in contact with the vibrating body 42 as W 10, the W
It is shown in the figure at a ratio of 10 to the moving beam 57c.
The length of 8W 10/3, the width of the moving body projections 57a is 2W 10
/ 3 and the rear surface side of the moving body beam portion 57c is an angle different taper provided, it is brought into contact with the vibrating body 42 in the contact width of the W 10 of the mobile beam portion 57c.

【0116】本実施例の超音波モータでは、移動体の外
周側のテーパを内周側よりも大きくすることで、移動体
の外周側に内周側よりもより大きな面補正効果を持たせ
ることが可能であり、円環型振動体の径方向の振幅が外
周側の方がより大きいという、径方向の振幅を考慮した
移動体の設計を行うことができる。
In the ultrasonic motor according to the present embodiment, the outer peripheral side of the movable body is made larger in taper than the inner peripheral side so that the outer peripheral side of the movable body has a greater surface correction effect than the inner peripheral side. The moving body can be designed in consideration of the radial amplitude, in which the radial amplitude of the ring-shaped vibrating body is larger on the outer peripheral side.

【0117】上記各実施例に示したように、本発明の超
音波モータでは、移動体を少なくとも炭素繊維を用いて
強化した炭素繊維強化樹脂複合体単体にて構成すること
により、従来の円環型超音波モ−タのように、摩擦材を
金属弾性体に結合するための接着工程を必要とせず、し
かも射出成形あるいは圧縮成形等の方法により、金型を
用いて移動体を容易に安価に成形することが可能であ
る。
As shown in each of the above embodiments, in the ultrasonic motor of the present invention, the moving body is constituted by a carbon fiber reinforced resin composite unit reinforced using at least carbon fiber, thereby achieving the conventional annular shape. Unlike the mold ultrasonic motor, there is no need for a bonding process for bonding the friction material to the metal elastic body, and the moving body is easily and inexpensively manufactured using a mold by a method such as injection molding or compression molding. It is possible to mold into.

【0118】さらに、上記構成とすることにより、移動
体を従来の円環型超音波モ−タのように摩擦材をステン
レス鋼製弾性体に結合して構成した同寸法の移動体に比
較して、移動体の重量を低減することが可能である。
Further, by adopting the above configuration, the moving body is compared with a moving body of the same size formed by connecting a friction material to a stainless steel elastic body like a conventional annular ultrasonic motor. Thus, the weight of the moving body can be reduced.

【0119】以上、具体的実施例について説明してきた
が、上記各実施例において、移動体を構成する炭素繊維
強化樹脂複合体に含まれる炭素繊維の含有量は、超音波
モ−タの加圧力に応じて調整可能であるが、繊維含有量
が5重量%未満の場合には、剛性向上のための効果が不
足すると共に、移動体の摩擦接触面の耐摩耗性が不足す
る。繊維含有量が50重量%を越える場合には、成形方
法あるいは樹脂の流動性によっても異なるが、成形が困
難となると同時に成形物の機械的強度が脆くなるため、
5重量%以上50重量%以下の範囲である必要がある。
移動体に必要とされる材料特性、移動体の成形性、移動
体のコストなどより、総合的に判断すると、15重量%
以上35重量%以下であることが望ましい。
Although the specific embodiments have been described above, in each of the above embodiments, the content of carbon fibers contained in the carbon fiber reinforced resin composite constituting the moving body is determined by the pressing force of the ultrasonic motor. When the fiber content is less than 5% by weight, the effect for improving the rigidity is insufficient, and the wear resistance of the frictional contact surface of the moving body is insufficient. When the fiber content is more than 50% by weight, it depends on the molding method or the fluidity of the resin, but the molding becomes difficult and at the same time the mechanical strength of the molded product becomes brittle.
It must be in the range of 5% by weight to 50% by weight.
15% by weight when comprehensively judged from the material characteristics required for the moving body, the moldability of the moving body, the cost of the moving body, etc.
It is desirable that the content be at least 35% by weight.

【0120】また、上記各実施例においては、強化繊維
の種類として、炭素繊維を用いたが、上記炭素繊維に炭
素繊維以外の無機繊維を組み合わせて用いることも同様
に可能であり、さらに移動体の潤滑性を調整するため
に、上記繊維にグラファイト粉末、四フッ化エチレン粉
末、硫化モリブデン粉末、フッ化黒鉛粉末等の無機充填
材を組み合わせることも可能である。
In each of the above embodiments, carbon fiber was used as the type of reinforcing fiber. However, it is equally possible to use the carbon fiber in combination with an inorganic fiber other than carbon fiber. In order to adjust the lubricating property, it is also possible to combine an inorganic filler such as a graphite powder, an ethylene tetrafluoride powder, a molybdenum sulfide powder and a fluorinated graphite powder with the above-mentioned fibers.

【0121】さらに、上記各実施例において、炭素繊維
強化樹脂複合体を構成する樹脂として、ポリフェニレン
サルファイド樹脂、ポリエ−テルエ−テルケトン樹脂、
ポリエ−テルサルホン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いた
が、これらに限定されるものではない。この炭素繊維強
化樹脂複合体を構成する樹脂を選定する際の目安として
は、耐熱性が150℃以上であり、熱変形温度の高い樹
脂を用いることが望ましく、この理由としては、樹脂の
耐熱性が150℃以下の熱変形温度の低い樹脂を用いた
場合には、移動体の摩擦接触部の摩耗が促進され、モー
タ性能の劣化を引き起こすなど、長期信頼性を確保する
ことが困難となるためである。
Further, in each of the above embodiments, as the resin constituting the carbon fiber reinforced resin composite, a polyphenylene sulfide resin, a polyether-terketone resin,
Although a thermoplastic resin such as polyethersulfone resin was used, the present invention is not limited to these. As a guide when selecting a resin constituting the carbon fiber reinforced resin composite, it is desirable to use a resin having a heat resistance of 150 ° C. or higher and a high heat deformation temperature. However, when a resin having a low heat distortion temperature of 150 ° C. or less is used, it is difficult to secure long-term reliability, for example, the wear of the friction contact portion of the moving body is promoted, and the motor performance is deteriorated. It is.

【0122】上記観点に基けば、実施例に示した樹脂
以外に、ポリサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリ
アミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミ
ド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂あ
るいはフェノ−ル樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹
脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることも同
様に可能である。
[0122] The above aspect based Dzu fluff, other than resin shown in the examples, polysulfone resin, polyarylate resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyimide resin, thermoplastic resins such as wholly aromatic polyester resin or It is similarly possible to use a thermosetting resin such as a phenol resin, a bismaleimide / triazine resin, or a polyimide resin.

【0123】[0123]

【発明の効果】以上のように本発明は、移動体の材質を
少なくとも炭素繊維を用いて強化した炭素繊維強化の樹
脂とし、かつ移動体を、移動体梁部と、前記梁部の両端
部から延出した移動体第一突起部と、振動体との接触面
側の梁部から延出した移動体第二突起部とにより構成す
ることで、高効率、高信頼性、長寿命、軽量で安価な超
音波モータを実現することができる。
As described above, according to the present invention, the moving body is made of a carbon fiber reinforced resin reinforced by using at least carbon fiber , and the moving body is made of a moving body beam and both ends of the beam.
Contact surface between the first protrusion of the moving body extending from the part and the vibrating body
And the second protruding part of the moving body extending from the beam on the side.
This makes it possible to realize a high-efficiency, high-reliability, long-life, lightweight, and inexpensive ultrasonic motor.

【0124】特に、超音波モータの実用化にとって、効
率、信頼性、寿命の向上と価格の低減が最大のネックで
あったことを勘案すれば、本願発明が産業にもたらす効
果は非常に大きい。
In particular, considering that the improvement of efficiency, reliability and life and the reduction of price are the biggest bottlenecks for practical use of an ultrasonic motor, the effect of the present invention on industry is very large.

【0125】特に、消費電力の低減化、軽量化、信頼性
などが要求される例えば、写真機のレンズ駆動、VTR
カメラのレンズ駆動などの用途には極めて有用である。
In particular, reduction of power consumption, weight reduction, reliability, etc. are required.
This is extremely useful for applications such as driving a camera lens.

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

【図1】(a)は、本発明の超音波モータの第1の実施
例の要部構成を示した断面図 (b)は、同実施例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a main part of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention; FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the motor according to the first embodiment;

【図2】(a)は、第1の参考例の要部構成を示した断
面図 (b)は、同参考例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a main configuration of a first reference example ; FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the reference example motor;

【図3】(a)は、本発明の超音波モータの第の実施
例の要部構成を示した断面図 (b)は、同実施例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a second embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention. FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the motor according to the second embodiment.

【図4】(a)は、本発明の超音波モータの第の実施
例の要部構成を示した断面図 (b)は、同実施例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a third embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention. FIG. 4B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the motor according to the third embodiment.

【図5】(a)は、第2の参考例の要部構成を示した断
面図 (b)は、同参考例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a main configuration of a second reference example . FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the reference example motor.

【図6】(a)は、第3の参考例の要部構成を示した断
面図 (b)は、同参考例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating a main configuration of a third reference example ; FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the reference example motor;

【図7】(a)は、第4の参考例の要部構成を示した断
面図 (b)は、同参考例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating a main configuration of a fourth reference example ; FIG. 7B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the reference example motor;

【図8】(a)は、本発明の超音波モータの第の実施
例の要部構成を示した断面図 (b)は、同実施例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a main configuration of an ultrasonic motor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8B is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a moving body of the motor according to the fourth embodiment.

【図9】(a)は、本発明の超音波モータの第の実施
例の要部構成を示した断面図 (b)は、同実施例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 9A is a cross-sectional view illustrating a main configuration of an ultrasonic motor according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the motor according to the fifth embodiment.

【図10】(a)は、本発明の超音波モータの第の実
施例の要部構成を示した断面図 (b)は、同実施例モータの移動体の断面形状を示す断
面図
FIG. 10A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a sixth embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention. FIG. 10B is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of a moving body of the motor according to the sixth embodiment.

【図11】従来の円環型超音波モ−タの主要構成部を示
した分解斜視図
FIG. 11 is an exploded perspective view showing the main components of a conventional annular ultrasonic motor.

【図12】従来の円環型超音波モ−タの移動体の構造を
示した断面図
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of a moving body of a conventional annular ultrasonic motor.

【図13】超音波モータの動作原理の説明図FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation principle of the ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、14、30、40 弾性基板 1a、14a、30a、40a 突起体 2、15、31、41 圧電体 3、16、32、42 振動体 4 弾性体 5 摩擦材 6、13、23、50、51、52、53、54、5
5、56、57 移動体 10、20 移動体梁部 11、21 移動体第一突起部 12、22 移動体第二突起部
1, 14, 30, 40 Elastic substrate 1a, 14a, 30a, 40a Projection 2, 15, 31, 41 Piezoelectric 3, 16, 32, 42 Vibrator 4 Elastic 5 Friction material 6, 13, 23, 50, 51, 52, 53, 54, 5
5, 56, 57 Moving body 10, 20 Moving body beam 11, 21 Moving body first projection 12, 22 Moving body second projection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−136984(JP,A) 特開 昭62−114481(JP,A) 特開 平2−197272(JP,A) 特開 平2−285974(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Osamu Kawasaki, inventor 1006 Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-63-136984 (JP, A) 114481 (JP, A) JP-A-2-197272 (JP, A) JP-A-2-285974 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02N 2/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 弾性基板に圧電体を結合した振動体に、
移動体を加圧接触させ、前記振動体に撓み振動の進行波
を励振することにより、前記振動体と前記移動体との間
の摩擦力を介して、前記移動体を移動させる超音波モ−
タにおいて、前記移動体を、少なくとも炭素繊維を用い
て強化した炭素繊維強化樹脂複合体により構成し、かつ
両端支持条件の梁構造として、移動体を、移動体梁部
と、前記梁部の両端部から延出した移動体第一突起部
と、振動体との接触面側の梁部から延出した移動体第二
突起部とにより構成したことを特徴とする超音波モ−
タ。
1. A vibrating body in which a piezoelectric body is coupled to an elastic substrate,
An ultrasonic motor that moves the moving body through frictional force between the vibrating body and the moving body by pressing the moving body into contact with the moving body and exciting a traveling wave of bending vibration to the vibrating body.
In the above, the moving body is composed of a carbon fiber reinforced resin composite reinforced at least with carbon fibers, and has a beam structure with both ends supported, and the moving body has a moving body beam portion.
And a first protrusion of the moving body extending from both ends of the beam portion
And the moving body second extending from the beam on the contact surface side with the vibrating body
An ultrasonic motor characterized by comprising a projection.
Ta.
【請求項2】 移動体を、移動体梁部と、前記梁部の両
端部から延出した移動体第一突起部と、振動体との接触
面側の梁部から延出した移動体第二突起部とにより構成
し、かつ移動体第二突起部の幅をW1とした際、 0.3mm≦W1≦2.0mm に設定したことを特徴とする請求項1記載の超音波モー
タ。
2. A movable body extending from a movable body beam, a movable body first projection extending from both ends of the movable body, and a movable body extending from a beam on a contact surface side with the vibrating body. constituted by a two projections, and when the width of the second protrusion mobile was W 1, the ultrasonic motor according to claim 1, wherein the set to 0.3 mm ≦ W 1 ≦ 2.0 mm .
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JP2014000491A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Canon Inc Vibration type driving device, medical apparatus, and medical system
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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