JP3064954B2 - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
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- JP3064954B2 JP3064954B2 JP9130930A JP13093097A JP3064954B2 JP 3064954 B2 JP3064954 B2 JP 3064954B2 JP 9130930 A JP9130930 A JP 9130930A JP 13093097 A JP13093097 A JP 13093097A JP 3064954 B2 JP3064954 B2 JP 3064954B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械変換素子
により弾性体に発生した振動によって相対運動部材を駆
動する超音波モータに関する。
により弾性体に発生した振動によって相対運動部材を駆
動する超音波モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】進行性振動波型の超音波モータは、特開
昭５９−１１１６０９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時に生ずる圧電体の伸
縮振動を用いて、圧電体を貼付けた弾性体に進行性振動
波を生じさせ、弾性体に回転子を加圧接触させ摩擦駆動
するモータでる。従来この超音波モータの支持方法とし
ては、次のようなものがある。 （１）ステータの駆動面の反対側の面にフェルト等の緩
衝材を設けて支持する方法。 （２）ステータの振動の中立面と同一面においてステー
タの内周側あるいは外周側にフランジを設けて挟み込ん
で支持する方法。 （３）ステータの振動の中立面と同一面上においてステ
ータの内周側あるいは外周側に複数の棒状補助振動体を
設けて支持する方法。
昭５９−１１１６０９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時に生ずる圧電体の伸
縮振動を用いて、圧電体を貼付けた弾性体に進行性振動
波を生じさせ、弾性体に回転子を加圧接触させ摩擦駆動
するモータでる。従来この超音波モータの支持方法とし
ては、次のようなものがある。 （１）ステータの駆動面の反対側の面にフェルト等の緩
衝材を設けて支持する方法。 （２）ステータの振動の中立面と同一面においてステー
タの内周側あるいは外周側にフランジを設けて挟み込ん
で支持する方法。 （３）ステータの振動の中立面と同一面上においてステ
ータの内周側あるいは外周側に複数の棒状補助振動体を
設けて支持する方法。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のごとき（１）の
支持方法では、耐候性が不十分であったり、経年変化に
よる設定条件の変化が大きくモータの信頼性に問題があ
った。（２）の支持方法では、挟む部分の剛性が低いと
か全周を確実に押えられない場合には、挟む部材（固定
筒等）もしくは挟む部材とステータ支持部材との間で騒
音が発生し支持損失が大きくなり、効率が低下するとい
う問題があった。また、（３）のように複数の棒状補助
振動体を設けて支持する場合、その効果を得るために
は、幅が狭く厚さの薄いものを寸法精度を揃えて多数設
けなければならず加工が難しく高価な加工となってしま
ったり、狭く薄くできない時は支持の剛性が高いためス
テータの振動が支持を通し外部に伝達され騒音が生じて
しまうといった問題点があった。
支持方法では、耐候性が不十分であったり、経年変化に
よる設定条件の変化が大きくモータの信頼性に問題があ
った。（２）の支持方法では、挟む部分の剛性が低いと
か全周を確実に押えられない場合には、挟む部材（固定
筒等）もしくは挟む部材とステータ支持部材との間で騒
音が発生し支持損失が大きくなり、効率が低下するとい
う問題があった。また、（３）のように複数の棒状補助
振動体を設けて支持する場合、その効果を得るために
は、幅が狭く厚さの薄いものを寸法精度を揃えて多数設
けなければならず加工が難しく高価な加工となってしま
ったり、狭く薄くできない時は支持の剛性が高いためス
テータの振動が支持を通し外部に伝達され騒音が生じて
しまうといった問題点があった。
【０００４】本発明は、これらの問題点を解決し、信頼
性が高く、支持による損失が少なく、なおかつ安価で、
振動の外部伝達を防ぎ騒音が生じない超音波モータを提
供することを目的としている。
性が高く、支持による損失が少なく、なおかつ安価で、
振動の外部伝達を防ぎ騒音が生じない超音波モータを提
供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係る超音波モータは、電気機械変換素子
の励振により弾性体に振動を発生する振動子と、弾性体
の外周面もしくは内周面から張り出すように弾性体に一
体的に設けた張り出し部、およびこの張り出し部の先端
に一体に設けられた接着部から成る支持部材と、振動子
に加圧接触され、振動によって駆動される相対運動部材
と、支持部材を固定する固定部材とを有し、支持部材の
接着部を固定部材に接着剤にて接着して構成される。
めに、本発明に係る超音波モータは、電気機械変換素子
の励振により弾性体に振動を発生する振動子と、弾性体
の外周面もしくは内周面から張り出すように弾性体に一
体的に設けた張り出し部、およびこの張り出し部の先端
に一体に設けられた接着部から成る支持部材と、振動子
に加圧接触され、振動によって駆動される相対運動部材
と、支持部材を固定する固定部材とを有し、支持部材の
接着部を固定部材に接着剤にて接着して構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１〜図３により本発明の一実施
の形態を説明する。図１は本発明に係る超音波モータの
分解図、図２はその組立て図である。ステータ（振動
子）１は、リング状弾性体１ａと、リング状弾性体１ａ
に接着されたリング状圧電体（電気機械変換素子）１ｂ
とから構成されている。弾性体１ａの駆動面Ｐ１は、平
面研磨加工によりその平面度の公差が０.５μｍ以下と
されている。また弾性体１ａには、その外周面から径方
向にフランジ状のステータ支持部材３０が一体的に形成
されている。この支持部材３０は、弾性体１ａの外周面
に連設される厚さが約０.３mmの薄板部３１と、この薄
板部３１に連設される肉厚部３２とを有し、肉厚部３２
の厚さは、薄板部３１より十分厚くされる。また本実施
の形態では、肉厚部３２の下端面Ｐ３が弾性体１ａの接
合面Ｐ２と同一平面とされる。
の形態を説明する。図１は本発明に係る超音波モータの
分解図、図２はその組立て図である。ステータ（振動
子）１は、リング状弾性体１ａと、リング状弾性体１ａ
に接着されたリング状圧電体（電気機械変換素子）１ｂ
とから構成されている。弾性体１ａの駆動面Ｐ１は、平
面研磨加工によりその平面度の公差が０.５μｍ以下と
されている。また弾性体１ａには、その外周面から径方
向にフランジ状のステータ支持部材３０が一体的に形成
されている。この支持部材３０は、弾性体１ａの外周面
に連設される厚さが約０.３mmの薄板部３１と、この薄
板部３１に連設される肉厚部３２とを有し、肉厚部３２
の厚さは、薄板部３１より十分厚くされる。また本実施
の形態では、肉厚部３２の下端面Ｐ３が弾性体１ａの接
合面Ｐ２と同一平面とされる。
【０００７】ここで、弾性体１ａの接合面Ｐ２は、圧電
体１ｂを接着接合したときに、圧電体１ｂのすべての電
極と導通をとるため平面研磨加工により駆動面Ｐ１と同
程度の平面度に仕上げる必要がある。本実施の形態で
は、この接合平面Ｐ２と肉厚部３２の下端面Ｐ３とが同
一平面とされているので、接合面Ｐ２を平面研磨加工す
る際に端面Ｐ３も同時に平面研磨加工できる。また、平
面研磨加工された端面Ｐ３が接着当接される押え環（固
定部材）４の面Ｐ５も同様に平面研磨加工される。
体１ｂを接着接合したときに、圧電体１ｂのすべての電
極と導通をとるため平面研磨加工により駆動面Ｐ１と同
程度の平面度に仕上げる必要がある。本実施の形態で
は、この接合平面Ｐ２と肉厚部３２の下端面Ｐ３とが同
一平面とされているので、接合面Ｐ２を平面研磨加工す
る際に端面Ｐ３も同時に平面研磨加工できる。また、平
面研磨加工された端面Ｐ３が接着当接される押え環（固
定部材）４の面Ｐ５も同様に平面研磨加工される。
【０００８】一方、ロータ（相対運動部材）２は、リン
グ状ロータ母材２ａと、このロータ母材２ａに接着され
たスライダ材２ｂとから構成される。ロータ母材２ａに
は、その中立軸近傍から延び、加圧力を受ける支持部材
２ｃが一体形成されている。スライダ材２ｂの下面Ｐ６
は、弾性体１ａの駆動面Ｐ１と均一に接触するようにロ
ータ母材２ａに接着された後、この駆動面Ｐ１と同程度
の平面度に研磨加工される。
グ状ロータ母材２ａと、このロータ母材２ａに接着され
たスライダ材２ｂとから構成される。ロータ母材２ａに
は、その中立軸近傍から延び、加圧力を受ける支持部材
２ｃが一体形成されている。スライダ材２ｂの下面Ｐ６
は、弾性体１ａの駆動面Ｐ１と均一に接触するようにロ
ータ母材２ａに接着された後、この駆動面Ｐ１と同程度
の平面度に研磨加工される。
【０００９】図２に示すように、弾性体１ａの接合面Ｐ
２に圧電体１ｂを接着した後、支持部材３０の肉厚部３
２の上下端面Ｐ４，Ｐ３と固定筒５の面Ｐ７および押え
環４の面Ｐ５に接着剤を塗布し、面Ｐ７と面Ｐ４、面Ｐ
５と面Ｐ３とがそれぞれ当接するように押え環４を固定
筒５に螺合する。これにより肉厚部３２は、固定筒５と
押え環４とにより上下方向（第１の方向および第２の方
向）から挟持され固定される。このとき、肉厚部３２の
下端面Ｐ３および押え環４の面Ｐ５が平面加工されてお
り、しかも面Ｐ７とＰ４そして面Ｐ５と端面Ｐ３の間の
接着剤が充填材の役目を果たしているので、弾性体１ａ
の駆動面Ｐ１の平面度が低下することがない。なお、接
着剤の種類は特に限定するものではないが、中でもエポ
キシ系が充填効果が高い。
２に圧電体１ｂを接着した後、支持部材３０の肉厚部３
２の上下端面Ｐ４，Ｐ３と固定筒５の面Ｐ７および押え
環４の面Ｐ５に接着剤を塗布し、面Ｐ７と面Ｐ４、面Ｐ
５と面Ｐ３とがそれぞれ当接するように押え環４を固定
筒５に螺合する。これにより肉厚部３２は、固定筒５と
押え環４とにより上下方向（第１の方向および第２の方
向）から挟持され固定される。このとき、肉厚部３２の
下端面Ｐ３および押え環４の面Ｐ５が平面加工されてお
り、しかも面Ｐ７とＰ４そして面Ｐ５と端面Ｐ３の間の
接着剤が充填材の役目を果たしているので、弾性体１ａ
の駆動面Ｐ１の平面度が低下することがない。なお、接
着剤の種類は特に限定するものではないが、中でもエポ
キシ系が充填効果が高い。
【００１０】また面Ｐ３，Ｐ５間および面Ｐ４，Ｐ７間
には、それぞれ接着剤が介入するが、この接着剤が仮に
非導電性のものであっても、押え環４と固定筒５とを締
め付けることにより各面間を電気的に導通させることが
できる。すなわち第４図の拡大図に示すように、面Ｐ
３，Ｐ５間には、平面研磨加工されているとはいえ微細
な凹凸があり、上記締め付けにより各面の凹部の隙間に
接着剤が入り込むことによって各凸部同志が接触し、こ
れにより各面間の電気的導通が図られる。また、面Ｐ
４，Ｐ７間も同様の理由により電気的導通を図ることが
できる。
には、それぞれ接着剤が介入するが、この接着剤が仮に
非導電性のものであっても、押え環４と固定筒５とを締
め付けることにより各面間を電気的に導通させることが
できる。すなわち第４図の拡大図に示すように、面Ｐ
３，Ｐ５間には、平面研磨加工されているとはいえ微細
な凹凸があり、上記締め付けにより各面の凹部の隙間に
接着剤が入り込むことによって各凸部同志が接触し、こ
れにより各面間の電気的導通が図られる。また、面Ｐ
４，Ｐ７間も同様の理由により電気的導通を図ることが
できる。
【００１１】またロータ母材２ａにはスライダ材２ｂが
接着され、不図示の押圧部材によりスライダ材２ｂの下
面Ｐ６が弾性体１ａの駆動面Ｐ１に加圧接触される。こ
の状態で圧電体１ｂに交流電圧（駆動信号）が印加され
ると、圧電体１ｂに屈曲振動が生じて弾性体１ａの駆動
面に進行性振動波が発生し、この振動波によりロータ２
が駆動される。このとき支持部材３０および弾性体１ａ
に作用する振動波の振幅は、図３に示すようになってい
る。すなわち薄板部３１と肉厚部３２の連設部分では肉
厚部が固定されているため振幅はほとんど零であり、弾
性体１ａに近付くほど薄板部３１の振幅は増加する。そ
して、弾性体１ａの中央部分付近の振幅がもっとも大き
くなる。従って、厚さの厚い肉厚部３２を設けてもロー
タ２の駆動効率が従来と比べて低下することはない。
接着され、不図示の押圧部材によりスライダ材２ｂの下
面Ｐ６が弾性体１ａの駆動面Ｐ１に加圧接触される。こ
の状態で圧電体１ｂに交流電圧（駆動信号）が印加され
ると、圧電体１ｂに屈曲振動が生じて弾性体１ａの駆動
面に進行性振動波が発生し、この振動波によりロータ２
が駆動される。このとき支持部材３０および弾性体１ａ
に作用する振動波の振幅は、図３に示すようになってい
る。すなわち薄板部３１と肉厚部３２の連設部分では肉
厚部が固定されているため振幅はほとんど零であり、弾
性体１ａに近付くほど薄板部３１の振幅は増加する。そ
して、弾性体１ａの中央部分付近の振幅がもっとも大き
くなる。従って、厚さの厚い肉厚部３２を設けてもロー
タ２の駆動効率が従来と比べて低下することはない。
【００１２】上述のごとくステータ１とステータ１の支
持部材３０とが一体とされているので耐候性がよく、経
年変化による設定条件の変化も少なく信頼性が高くな
る。その上、ステータ１に一体的に設けた支持部材３０
を固定筒５と押え環４に接着し、固定筒５と押え環４に
より挟持するようにしたため支持による損失が少なく信
頼性が向上し、しかも振動の外部伝達が防止されるので
外部の部分からも騒音が生じないようになる。また、ス
テータ１と固定筒５や押え環４とを導通させてステータ
１を電気的に接地する場合はステータ１と固定筒５や押
え環４との間を接着剤で保護することになるので、この
間に錆の発生や塵の進入することが防止でき導通をより
確実にすることができる。
持部材３０とが一体とされているので耐候性がよく、経
年変化による設定条件の変化も少なく信頼性が高くな
る。その上、ステータ１に一体的に設けた支持部材３０
を固定筒５と押え環４に接着し、固定筒５と押え環４に
より挟持するようにしたため支持による損失が少なく信
頼性が向上し、しかも振動の外部伝達が防止されるので
外部の部分からも騒音が生じないようになる。また、ス
テータ１と固定筒５や押え環４とを導通させてステータ
１を電気的に接地する場合はステータ１と固定筒５や押
え環４との間を接着剤で保護することになるので、この
間に錆の発生や塵の進入することが防止でき導通をより
確実にすることができる。
【００１３】なお、支持部材３０は、弾性体１ａの内径
に形成し、弾性体１ａの内側で固定部材により接着固定
保持するようにしてもよい。また接着剤を導電性の接着
剤としてもよい。
に形成し、弾性体１ａの内側で固定部材により接着固定
保持するようにしてもよい。また接着剤を導電性の接着
剤としてもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上述のように、振動子に一体的
に設けた支持部材を接着剤にて固定部材に接着したの
で、振動子の保持を確実に行うことができる。その結
果、非接着の固定方法に比べて支持による損失が減少す
るため、超音波モータの信頼性が向上する。また、振動
の外部伝達を防止するため騒音が外部の部品から生じな
い。さらに振動子と固定部材との接触部分を接着剤で保
護するので、接触部分における錆の発生や塵の侵入が防
止でき、固定部材を電気的に接地する場合において導通
をより確実にすることができる。また支持部材は、弾性
体の外周面もしくは内周面から張り出す張り出し部、お
よびこの張り出し部の先端に一体に設けられた接着部か
ら成り、接着部を固定部材に接着剤にて接着して固定し
たので、弾性体と接着部との間に位置する張り出し部が
弾性体の振動を大きく抑制することがなく、超音波モー
タの駆動効率を低下させることなしに振動子の保持を確
実に行うことが可能となる。
に設けた支持部材を接着剤にて固定部材に接着したの
で、振動子の保持を確実に行うことができる。その結
果、非接着の固定方法に比べて支持による損失が減少す
るため、超音波モータの信頼性が向上する。また、振動
の外部伝達を防止するため騒音が外部の部品から生じな
い。さらに振動子と固定部材との接触部分を接着剤で保
護するので、接触部分における錆の発生や塵の侵入が防
止でき、固定部材を電気的に接地する場合において導通
をより確実にすることができる。また支持部材は、弾性
体の外周面もしくは内周面から張り出す張り出し部、お
よびこの張り出し部の先端に一体に設けられた接着部か
ら成り、接着部を固定部材に接着剤にて接着して固定し
たので、弾性体と接着部との間に位置する張り出し部が
弾性体の振動を大きく抑制することがなく、超音波モー
タの駆動効率を低下させることなしに振動子の保持を確
実に行うことが可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波モータの構
成を示す分解断面図。
成を示す分解断面図。
【図２】図１の超音波モータを組み立てた状態を示す断
面図。
面図。
【図３】超音波モータの各部における振動の振幅を示す
図。
図。
【図４】支持部材の肉厚部と押え環との接触部分を示す
拡大図。
拡大図。
１ ステータ １ａ 弾性体 １ｂ 圧電体 ２ ロータ ４ 押え環 ５ 固定筒 ３０ 支持部材 ３１ 薄板部 ３２ 肉厚部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/00 - 2/18
Claims (6)
- 【請求項１】 電気機械変換素子の励振により弾性体に
振動を発生する振動子と、前記弾性体の外周面もしくは内周面から張り出すように
該弾性体に一体的に設けた張り出し部、およびこの張り
出し部の先端に一体に設けられた接着部から成る 支持部
材と、 前記振動子に加圧接触され、前記振動によって駆動され
る相対運動部材と、 前記支持部材を固定する固定部材とを有し、 前記支持部材の接着部を前記固定部材に接着剤にて接着
したことを特徴とする超音波モータ。 - 【請求項２】 電気機械変換素子の励振により弾性体に
振動を発生する振動子と、前記弾性体の外周面もしくは内周面から張り出すように
該弾性体に一体的に設けた張り出し部、およびこの張り
出し部の先端に一体に設けられた接着部から成る 支持部
材と、 前記振動子に加圧接触され、前記振動によって駆動され
る相対運動部材と、 前記支持部材と導通した状態で該支持部材を固定する固
定部材とを有し、 前記支持部材の前記接着部を前記固定部材に接着剤にて
接着したことを特徴とする超音波モータ。 - 【請求項３】 前記接着部は、前記張り出し部よりも厚
さの厚い肉厚部で構成されていることを特徴とする請求
項１または２に記載の超音波モータ。 - 【請求項４】 前記肉厚部と前記固定部材とが導通して
いることを特徴とする請求項３に記載の超音波モータ。 - 【請求項５】 前記肉厚部の接着面が平面加工されてい
ることを特徴とする請求項３に記載の超音波モータ。 - 【請求項６】 前記接着剤は導電性接着剤であることを
特徴とする請求項１または２に記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130930A JP3064954B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130930A JP3064954B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 超音波モータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131627A Division JP2906273B2 (ja) | 1989-10-12 | 1990-05-22 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10215589A JPH10215589A (ja) | 1998-08-11 |
| JP3064954B2 true JP3064954B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=15046048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130930A Expired - Fee Related JP3064954B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064954B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60327426D1 (de) | 2002-03-01 | 2009-06-10 | Markem Corp | Markierung von substraten |
| JP2012235540A (ja) * | 2009-08-07 | 2012-11-29 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波モータ用ロータ及び超音波モータ |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9130930A patent/JP3064954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10215589A (ja) | 1998-08-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |