JP3231383B2 - 棒状超音波モーターおよびモーター保持固定装置 - Google Patents
棒状超音波モーターおよびモーター保持固定装置Info
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- JP3231383B2 JP3231383B2 JP06243292A JP6243292A JP3231383B2 JP 3231383 B2 JP3231383 B2 JP 3231383B2 JP 06243292 A JP06243292 A JP 06243292A JP 6243292 A JP6243292 A JP 6243292A JP 3231383 B2 JP3231383 B2 JP 3231383B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、組立作業性が良好な超
音波モーター、特に棒状に構成された超音波モーターお
よび、モーター保持固定装置に関するものである。
音波モーター、特に棒状に構成された超音波モーターお
よび、モーター保持固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の棒状超音波モーターの基本的構造
は、棒形状に形成されているステータの軸心部から、該
ステータの一端部を貫通して固定軸であるピン部が軸方
向に延出されている。
は、棒形状に形成されているステータの軸心部から、該
ステータの一端部を貫通して固定軸であるピン部が軸方
向に延出されている。
【０００３】ステータの一端部は駆動用振動波の形成さ
れる駆動面とし、この駆動面に当接するようにローター
が該固定軸の廻りに配置され、該ローターの回転が伝達
される回転出力部材、例えば外周面にギヤ部が形成され
た出力ギヤが該固定軸の廻りに配置されている。
れる駆動面とし、この駆動面に当接するようにローター
が該固定軸の廻りに配置され、該ローターの回転が伝達
される回転出力部材、例えば外周面にギヤ部が形成され
た出力ギヤが該固定軸の廻りに配置されている。
【０００４】超音波モーターの駆動原理より、ローター
をステータの駆動面に加圧接触させる必要があることか
ら、加圧バネが固定軸の廻りに配置すると共に、この加
圧バネを保持してバネ力をローターに付与するバネ保持
部材が固定軸の廻りに配置されており、この加圧バネの
反力を受ける手段として回転出力部材等を用いている。
をステータの駆動面に加圧接触させる必要があることか
ら、加圧バネが固定軸の廻りに配置すると共に、この加
圧バネを保持してバネ力をローターに付与するバネ保持
部材が固定軸の廻りに配置されており、この加圧バネの
反力を受ける手段として回転出力部材等を用いている。
【０００５】また、固定軸の廻りに配置されている回転
するローター等の各種部材の回転を補償するために、ベ
アリングが回転軸の廻りに配置されるが、このベアリン
グは、固定軸の先端部に接着剤等により固定されたモー
ターの支持部材と、回転出力部材との間に配置される。
するローター等の各種部材の回転を補償するために、ベ
アリングが回転軸の廻りに配置されるが、このベアリン
グは、固定軸の先端部に接着剤等により固定されたモー
ターの支持部材と、回転出力部材との間に配置される。
【０００６】そして、回転出力部材とバネ保持部材とは
軸廻りの回転が規制され、バネ保持部材とローターとは
接着固定あるいは摩擦接触している。
軸廻りの回転が規制され、バネ保持部材とローターとは
接着固定あるいは摩擦接触している。
【０００７】ローター等の組付けは、ステータと一体と
なった固定軸に、バネ保持部材と一体のローター、回転
出力部材、ベアリング、支持部材という順に組み込んで
行き、最後に支持部材を固定軸に固着して組込みが終わ
る。
なった固定軸に、バネ保持部材と一体のローター、回転
出力部材、ベアリング、支持部材という順に組み込んで
行き、最後に支持部材を固定軸に固着して組込みが終わ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、ローターを組んで出力ギヤを組む前にロータ
ーを加圧する加圧バネである加圧部材を組む必要がある
ため、出力ギヤ、ベアリング、支持部材は加圧部材に抗
して組み込んで行かなければならない。そこで手組の場
合は加圧部材に抗して出力ギヤ、軸受、支持部材を押さ
えておいて、その状態のまま支持部材を固着すれば良い
が、自動組で組む場合、出力ギヤ、軸受、支持部材を組
み込むステーションと、支持部材を固着するステーショ
ンが違っている場合がほとんどである。
来例では、ローターを組んで出力ギヤを組む前にロータ
ーを加圧する加圧バネである加圧部材を組む必要がある
ため、出力ギヤ、ベアリング、支持部材は加圧部材に抗
して組み込んで行かなければならない。そこで手組の場
合は加圧部材に抗して出力ギヤ、軸受、支持部材を押さ
えておいて、その状態のまま支持部材を固着すれば良い
が、自動組で組む場合、出力ギヤ、軸受、支持部材を組
み込むステーションと、支持部材を固着するステーショ
ンが違っている場合がほとんどである。
【０００９】その際、出力ギヤ、軸受、支持部材を組み
込んで、その状態で次の固着ステーションに持っていか
なければ加圧部材の反力によりバラバラになってしまう
為、出力、軸受、支持部材を保持した状態で次のステー
ションに移す工具が必要となって、組立機械が複雑にな
るばかりでなく、最悪の場合、完全自動化が達成できな
くなるという問題があった。
込んで、その状態で次の固着ステーションに持っていか
なければ加圧部材の反力によりバラバラになってしまう
為、出力、軸受、支持部材を保持した状態で次のステー
ションに移す工具が必要となって、組立機械が複雑にな
るばかりでなく、最悪の場合、完全自動化が達成できな
くなるという問題があった。
【００１０】また、棒状超音波モーターのモーター特性
を測定する場合、棒状超音波モーター自体を取り付ける
支持部材に設けられているビス穴を利用して治具等に取
り付け、その後モーターを回転させて回転出力部材の出
力により回転数、トルク等を測定している。
を測定する場合、棒状超音波モーター自体を取り付ける
支持部材に設けられているビス穴を利用して治具等に取
り付け、その後モーターを回転させて回転出力部材の出
力により回転数、トルク等を測定している。
【００１１】しかしながら、棒状超音波モーターを自動
組立機にて組み立て、そして組み立て完成後にモーター
特性を測定する場合には、モーター特性の測定までも自
動組立機内で行ないたいことが多く、その際には棒状超
音波モーターを治具に取り付ける作業を前述したように
支持部材に設けてあるビス穴を利用してビス締めで行な
うことになる為、次のような問題点があった。
組立機にて組み立て、そして組み立て完成後にモーター
特性を測定する場合には、モーター特性の測定までも自
動組立機内で行ないたいことが多く、その際には棒状超
音波モーターを治具に取り付ける作業を前述したように
支持部材に設けてあるビス穴を利用してビス締めで行な
うことになる為、次のような問題点があった。
【００１２】（１）ビス止め工程を自動組立機内に追加
する必要があり、ビス締めするということはモーターは
円筒であることから、ビスの穴位置を自動組立機内で検
知する手段が必要となる為、その検知手段が必要とな
り、自動組立機が複雑となるばかりでなくモーターコス
ト自体にも反映されてしまうというおそれがある。
する必要があり、ビス締めするということはモーターは
円筒であることから、ビスの穴位置を自動組立機内で検
知する手段が必要となる為、その検知手段が必要とな
り、自動組立機が複雑となるばかりでなくモーターコス
ト自体にも反映されてしまうというおそれがある。
【００１３】（２）モータービス締めの場合２か所止め
る必要がある為、ビス締め作業時間が２倍かかってしま
う一方、２か所同時締め機械を製作する場合には、組立
機械の構造が複雑となってしまう。
る必要がある為、ビス締め作業時間が２倍かかってしま
う一方、２か所同時締め機械を製作する場合には、組立
機械の構造が複雑となってしまう。
【００１４】一方、モーターを保持する方法としては、
ステータをつかんで測定する方法も考えられるが、超音
波モーターは電気−機械エネルギー変換素子（圧電素
子）により、ステータ部分を振動させてモーター駆動さ
せる構造である為、ステータ部分をつかむと振動が小さ
くなってしまうおそれがあり、正確なモーター性能を測
定するのが困難であった。
ステータをつかんで測定する方法も考えられるが、超音
波モーターは電気−機械エネルギー変換素子（圧電素
子）により、ステータ部分を振動させてモーター駆動さ
せる構造である為、ステータ部分をつかむと振動が小さ
くなってしまうおそれがあり、正確なモーター性能を測
定するのが困難であった。
【００１５】本発明は、このような従来の問題を解決
し、組立作業性が良好な棒状超音波モーター、および生
産工程において棒状超音波モーターの保持固定を容易に
行なえる棒状超音波モータの保持固定装置を提供するこ
とを目的とする。
し、組立作業性が良好な棒状超音波モーター、および生
産工程において棒状超音波モーターの保持固定を容易に
行なえる棒状超音波モータの保持固定装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１６】本出願に係る発明の目的を実現する棒状超
音波モーターの第１の構成は、駆動用の振動が形成され
る振動体と、該振動体から軸方向に延出された中心軸
と、該振動体に当接するように該中心軸の廻りに配置さ
れ、該振動体の振動により摩擦駆動して回転される回転
体と、該回転体に該振動体との加圧力を付与すると共に
該中心軸の先端方向に向け反力が作用する加圧部材と、
該加圧部材の反力を受ける反力受け部材とを有する棒状
超音波モーターにおいて、該反力受け部材は該中心軸の
先端部から装着される構成とし、該中心軸と該反力受け
部材には、該中心軸の所定位置で互いに当接可能で、該
反力受け部材が該加圧部材の反力により軸方向先端側へ
移動するのを阻止する仮係合部と被仮係合部を有するも
のである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音
波モーターの第２の構成は、上記第１の構成において、
該回転体は、該加圧部材の加圧力作用側と当接し、該回
転体と一体となって回転する部材を有するものである。
本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音波モーター
の第３の構成は、上記第１又は第２の構成において、該
反力受け部材は、回転体の回転力が伝達され、外部に出
力を伝達する回転出力部材とするものである。本出願に
係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第４の
構成は、上記いずれかの構成において、該回転体と該反
力受け部材には、軸方向から係合して回転方向で一体に
回転するための軸方向係合部を有するものである。本出
願に係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第
５の構成は、上記いずれかの構成において、該反力受け
部材の仮係合部と係合する該中心軸の所定位置に設けら
れた被係合部は、該回転体と該反力受け部材との係合が
解除されている位置に設けられているものである。本出
願に係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第
６の構成は、上記いずれかの構成において、該反力受け
部材は、該中心軸に固定される支持部材により中心軸方
向に位置を規制され、該仮係合部から軸方向後端側の所
定組みつけ位置に保持されているものである。本出願に
係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第７の
構成は、上記第６の構成において、該反力受け部材は、
該支持部材との間に設けた軸受け部材に軸支されている
ものである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超
音波モーターの第８の構成は、上記いずれかの構成で、
該中心軸の被仮係合部と該反力受け部材の仮係合部は突
起部により構成され、該反力受け部材の仮係合部として
の突起部が該中心軸の先端部側から該中心軸の被仮係合
部としての突起部を乗り越えて係合する圧入係合方式と
するものである。本出願に係る発明の目的を実現する棒
状超音波モーターの第９の構成は、上記第１から６のい
ずれかの構成において、該中心軸の被仮係合部と該反力
受け部材の仮係合部はネジ部に形成され、螺進により該
仮係合部が該被仮係合部を乗り越えるネジ方式とするも
のである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音
波モーターの第１０の構成は、上記第８又は第９の構成
において、該仮係合部と該被仮係合部は該加圧部材の反
力により該反力受け部材が抜け出ない係合力を有するも
のである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音
波モーターの第１１の構成は、駆動用の振動が形成され
る振動体と、該振動体から軸方向に延出された中心軸
と、該振動体に当接するように配置され、該振動体の振
動により摩擦駆動して回転される回転体と、該回転体に
該振動体との加圧力を付与すると共に該中心軸の先端方
向に向け反力が作用する加圧部材と、該中心軸の先端部
に固定された支持部材を少なくとも有する棒状超音波モ
ーターにおいて、該支持部材の周面は軸心方向に向けて
傾斜する傾斜面に形成されているものである。本出願に
係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの保持固
定装置の構成は、上記第１１の構成の棒状超音波モータ
ーを保持固定する装置であって、該棒状超音波モーター
の支持部材の傾斜面を有する周面と複数箇所あるいは全
面に当接し軸心方向に押圧する押圧手段と、該支持部材
の上面と当接可能な当接手段とを有し、該押圧手段の押
圧力で該当接手段に該支持部材を押し付けて該棒状超音
波モーターを保持固定するものである。
音波モーターの第１の構成は、駆動用の振動が形成され
る振動体と、該振動体から軸方向に延出された中心軸
と、該振動体に当接するように該中心軸の廻りに配置さ
れ、該振動体の振動により摩擦駆動して回転される回転
体と、該回転体に該振動体との加圧力を付与すると共に
該中心軸の先端方向に向け反力が作用する加圧部材と、
該加圧部材の反力を受ける反力受け部材とを有する棒状
超音波モーターにおいて、該反力受け部材は該中心軸の
先端部から装着される構成とし、該中心軸と該反力受け
部材には、該中心軸の所定位置で互いに当接可能で、該
反力受け部材が該加圧部材の反力により軸方向先端側へ
移動するのを阻止する仮係合部と被仮係合部を有するも
のである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音
波モーターの第２の構成は、上記第１の構成において、
該回転体は、該加圧部材の加圧力作用側と当接し、該回
転体と一体となって回転する部材を有するものである。
本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音波モーター
の第３の構成は、上記第１又は第２の構成において、該
反力受け部材は、回転体の回転力が伝達され、外部に出
力を伝達する回転出力部材とするものである。本出願に
係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第４の
構成は、上記いずれかの構成において、該回転体と該反
力受け部材には、軸方向から係合して回転方向で一体に
回転するための軸方向係合部を有するものである。本出
願に係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第
５の構成は、上記いずれかの構成において、該反力受け
部材の仮係合部と係合する該中心軸の所定位置に設けら
れた被係合部は、該回転体と該反力受け部材との係合が
解除されている位置に設けられているものである。本出
願に係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第
６の構成は、上記いずれかの構成において、該反力受け
部材は、該中心軸に固定される支持部材により中心軸方
向に位置を規制され、該仮係合部から軸方向後端側の所
定組みつけ位置に保持されているものである。本出願に
係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの第７の
構成は、上記第６の構成において、該反力受け部材は、
該支持部材との間に設けた軸受け部材に軸支されている
ものである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超
音波モーターの第８の構成は、上記いずれかの構成で、
該中心軸の被仮係合部と該反力受け部材の仮係合部は突
起部により構成され、該反力受け部材の仮係合部として
の突起部が該中心軸の先端部側から該中心軸の被仮係合
部としての突起部を乗り越えて係合する圧入係合方式と
するものである。本出願に係る発明の目的を実現する棒
状超音波モーターの第９の構成は、上記第１から６のい
ずれかの構成において、該中心軸の被仮係合部と該反力
受け部材の仮係合部はネジ部に形成され、螺進により該
仮係合部が該被仮係合部を乗り越えるネジ方式とするも
のである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音
波モーターの第１０の構成は、上記第８又は第９の構成
において、該仮係合部と該被仮係合部は該加圧部材の反
力により該反力受け部材が抜け出ない係合力を有するも
のである。本出願に係る発明の目的を実現する棒状超音
波モーターの第１１の構成は、駆動用の振動が形成され
る振動体と、該振動体から軸方向に延出された中心軸
と、該振動体に当接するように配置され、該振動体の振
動により摩擦駆動して回転される回転体と、該回転体に
該振動体との加圧力を付与すると共に該中心軸の先端方
向に向け反力が作用する加圧部材と、該中心軸の先端部
に固定された支持部材を少なくとも有する棒状超音波モ
ーターにおいて、該支持部材の周面は軸心方向に向けて
傾斜する傾斜面に形成されているものである。本出願に
係る発明の目的を実現する棒状超音波モーターの保持固
定装置の構成は、上記第１１の構成の棒状超音波モータ
ーを保持固定する装置であって、該棒状超音波モーター
の支持部材の傾斜面を有する周面と複数箇所あるいは全
面に当接し軸心方向に押圧する押圧手段と、該支持部材
の上面と当接可能な当接手段とを有し、該押圧手段の押
圧力で該当接手段に該支持部材を押し付けて該棒状超音
波モーターを保持固定するものである。
【００１７】
【実施例】図１ないし図２は本発明の第１の実施例を示
し、図１は棒状超音波モーターの組立完成後の縦断面
図、図２は組立途中状態の縦断面図である。
し、図１は棒状超音波モーターの組立完成後の縦断面
図、図２は組立途中状態の縦断面図である。
【００１８】図１、２おいて１は中間部がくびれ、また
中心には導電性のシャフト２のネジ部２ａと螺合するネ
ジ穴１ａを有する導電性の振動弾性体で上面にはロータ
ー３の摺動部３ａと圧接する摺動部１ｂが設けられてい
る。４は穴４ａを有する導電性の押え体である。５〜８
は例えばＰＺＴで構成されている電気−機械エネルギー
変換素子としての中空円形状の圧電素子で、圧電素子
５、６はＡ相を構成し、また圧電素子７、８はＢ相を構
成する。尚、本実施例では、Ａ相Ｂ相様々な相が２枚の
圧電素子で構成されるが、各相の圧電素子は１枚だけで
あっても良い。
中心には導電性のシャフト２のネジ部２ａと螺合するネ
ジ穴１ａを有する導電性の振動弾性体で上面にはロータ
ー３の摺動部３ａと圧接する摺動部１ｂが設けられてい
る。４は穴４ａを有する導電性の押え体である。５〜８
は例えばＰＺＴで構成されている電気−機械エネルギー
変換素子としての中空円形状の圧電素子で、圧電素子
５、６はＡ相を構成し、また圧電素子７、８はＢ相を構
成する。尚、本実施例では、Ａ相Ｂ相様々な相が２枚の
圧電素子で構成されるが、各相の圧電素子は１枚だけで
あっても良い。
【００１９】前述の各圧電素子５〜８の中空部の径はシ
ャフト２のネジ部２ａの外径より大きく、厚み方向に分
極されている。９は超音波振動子（ステータ）を構成す
る振動弾性体１、押え体４の振動状態を検出する為に機
械−電気エネルギー変換素子としての圧電素子で形成さ
れたセンサーで、センサー９の中空部の径もシャフト２
のネジ部２ａに接触しないようにシャフト２のネジ部２
ａの外径より大きい。１０、１１、１２は圧電素子５、
６に交流電圧を供給する電極、１２、１３、１４は電極
１０、１１、１２とは位相差をもって圧電素子７、８に
交流電圧を供給する電極である。尚アース電極１２はシ
ャフト２のネジ部２ａを介してアース電極１４に電気的
に接続されている。またアース電極１０は振動弾性体
１、シャフト２を介してアース電極１２、１４に電気的
に接続されている。
ャフト２のネジ部２ａの外径より大きく、厚み方向に分
極されている。９は超音波振動子（ステータ）を構成す
る振動弾性体１、押え体４の振動状態を検出する為に機
械−電気エネルギー変換素子としての圧電素子で形成さ
れたセンサーで、センサー９の中空部の径もシャフト２
のネジ部２ａに接触しないようにシャフト２のネジ部２
ａの外径より大きい。１０、１１、１２は圧電素子５、
６に交流電圧を供給する電極、１２、１３、１４は電極
１０、１１、１２とは位相差をもって圧電素子７、８に
交流電圧を供給する電極である。尚アース電極１２はシ
ャフト２のネジ部２ａを介してアース電極１４に電気的
に接続されている。またアース電極１０は振動弾性体
１、シャフト２を介してアース電極１２、１４に電気的
に接続されている。
【００２０】１４、１５は振動体である超音波振動子
（ステータ）としての振動弾性体１、押え体４の振動に
応じたセンター９からの電気信号を出力する電極であ
り、その出力信号を不図示の振動子制御回路に伝達する
ものである。１６はシャフト２と押え体４との間に設け
られ、押え体４と振動弾性体１とがシャフト２を介して
短絡状態、即ち同電位となることを防止する絶縁材料と
しての絶縁ワッシャである。前述した３は超音波振動子
（ステータ）としての振動弾性体１、押え体４が供給さ
れる交流電圧に応答して振動した時に回転するロータ
ー、１７は後述する加圧バネ１９を受けると共にロータ
ー３に固着されたバネ保持部材、１８はギヤ部１８ａを
有する反力受け部材としての回転出力部材であり、内径
に仮係合部としての突起部１８ｂ、中心軸としてのシャ
フト２の細径軸部に対しての間隙部１８ｄを設けてお
り、また前記バネ保持部材１７に対して回転方向では一
体的にスラスト方向ではフリーになるよう、突起（凸
部）１８ｃを設けそれと対応する溝部（凹部）１７ａを
バネ保持部材１７に設けている。１９は回転出力部材１
８とバネ保持部材１７との間に設けられ、ローター３を
超音波振動子（ステータ）としての振動弾性体１に圧接
させる加圧バネである。２０は回転出力部材１８、ロー
ター３を回転支持させる軸受（ベアリング）である。２
１は棒状超音波モーターを不図示の固定部材に固定する
為の支持部材であり、固定する為のネジ込み穴２１ａ、
２１ｂを有している。尚、支持部材２１はシャフト２に
嵌合されてフランジ部２ｂに突き当てた後、接着剤で固
着することにより、軸受２０、回転出力部材１８を介し
て加圧バネ１９の加圧状態を保持して棒状超音波モータ
ーが完成する。
（ステータ）としての振動弾性体１、押え体４の振動に
応じたセンター９からの電気信号を出力する電極であ
り、その出力信号を不図示の振動子制御回路に伝達する
ものである。１６はシャフト２と押え体４との間に設け
られ、押え体４と振動弾性体１とがシャフト２を介して
短絡状態、即ち同電位となることを防止する絶縁材料と
しての絶縁ワッシャである。前述した３は超音波振動子
（ステータ）としての振動弾性体１、押え体４が供給さ
れる交流電圧に応答して振動した時に回転するロータ
ー、１７は後述する加圧バネ１９を受けると共にロータ
ー３に固着されたバネ保持部材、１８はギヤ部１８ａを
有する反力受け部材としての回転出力部材であり、内径
に仮係合部としての突起部１８ｂ、中心軸としてのシャ
フト２の細径軸部に対しての間隙部１８ｄを設けてお
り、また前記バネ保持部材１７に対して回転方向では一
体的にスラスト方向ではフリーになるよう、突起（凸
部）１８ｃを設けそれと対応する溝部（凹部）１７ａを
バネ保持部材１７に設けている。１９は回転出力部材１
８とバネ保持部材１７との間に設けられ、ローター３を
超音波振動子（ステータ）としての振動弾性体１に圧接
させる加圧バネである。２０は回転出力部材１８、ロー
ター３を回転支持させる軸受（ベアリング）である。２
１は棒状超音波モーターを不図示の固定部材に固定する
為の支持部材であり、固定する為のネジ込み穴２１ａ、
２１ｂを有している。尚、支持部材２１はシャフト２に
嵌合されてフランジ部２ｂに突き当てた後、接着剤で固
着することにより、軸受２０、回転出力部材１８を介し
て加圧バネ１９の加圧状態を保持して棒状超音波モータ
ーが完成する。
【００２１】次に上記構成にかかる棒状超音波モーター
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【００２２】電極１０〜１４に交流電圧がＡ相用圧電素
子５、６、Ｂ相用圧電素子７、８に供給されると、圧電
素子５〜８に生じた振動によって振動弾性体１、押え体
４の２つの平面内に振動が励起され、またこれら振動が
様々の交流電圧間に位相差があることによって時間的に
所定の位相差を有している為に振動弾性体１、押え体４
の表面には回転運動が生じる。その為に超音波振動子
（ステータ）を構成する振動弾性体に圧接したローター
３は回転運動をする。この結果ローター３に固着された
バネ保持部材１７に回転方向に対して一体化された回転
出力部材１８はローター３と共に回転されて不図示の被
駆動部材、例えば一眼レフカメラの交換レンズのヘリコ
イド部材を回転させて撮影レンズを移動させるものであ
る。
子５、６、Ｂ相用圧電素子７、８に供給されると、圧電
素子５〜８に生じた振動によって振動弾性体１、押え体
４の２つの平面内に振動が励起され、またこれら振動が
様々の交流電圧間に位相差があることによって時間的に
所定の位相差を有している為に振動弾性体１、押え体４
の表面には回転運動が生じる。その為に超音波振動子
（ステータ）を構成する振動弾性体に圧接したローター
３は回転運動をする。この結果ローター３に固着された
バネ保持部材１７に回転方向に対して一体化された回転
出力部材１８はローター３と共に回転されて不図示の被
駆動部材、例えば一眼レフカメラの交換レンズのヘリコ
イド部材を回転させて撮影レンズを移動させるものであ
る。
【００２３】次にローター３より上部の部品についての
組立方法を図１、図２にて説明する。まずシャフト２に
対してバネ保持部材１７に固着されたローター３を上部
から挿入し、ローター３の摺動部３ａを振動弾性体１の
摺動部１ｂに乗せる。次に加圧バネ１９をバネ保持部材
１７に入れ回転出力部材１８をシャフト２に対して上部
から挿入することになるが、仮係合部としての突起部１
８ｂが被仮係合部としてのフランジ部２ｂに当接してそ
れ以上は下に下がらない。そこで反力受け部材としての
回転出力部材１８に加圧をかけてフランジ２ｂに対して
突起部１８ｂを圧入してフランジ部２ｂを乗りこえさせ
る（図２参照）。そのことにより回転出力部材１８で加
圧バネ１９を作用させ、ローター３と振動弾性体１を圧
接させる。尚この状態で回転出力部材１８から手を離し
ても突起部１８ｂがフランジ部２ｂに引っかかり、加圧
バネ１９の加圧力を保持する。即ち突起部１８ｂがフラ
ンジ部を乗りこえる力Ｆ１ は加圧バネ１９の加圧力を
Ｆ２ とするとＦ１ ＞Ｆ２ となるよう構成されてい
る。この状態では（図２参照）、回転出力部材１８の突
起（凸部）１８ｃはバネ保持部材１７の溝部（凹部）１
７ａとは係合しておらず（スラストすきまＡを開けて保
持されている）、回転出力部材１８は空回転（バネ保持
部材１７に関係なく）可能である。即ち軸方向係合部と
しての突起（凸部）１８ｃと溝部（凹部）１７ａとの位
相を合わせながら前述したような突起部１８ｂとフラン
ジ２ｂとの圧入をする必要がなく組込みが可能となる。
この状態で軸受２０を回転出力部材１８に挿入し、軸受
２０に支持部材２１を挿入して（図２状態）、支持部材
２１を加圧バネ１９に抗して押し下げる。その際突起
（凸部）１８ｃと溝部（凹部）１７ａの位相が合ってい
ない時は、回転出力部材１８をバネ保持部材１７に対し
て若干加圧して回転摺動させ、位相が合うと突起（凸
部）１８ｃが溝部（凹部）１７ａに落ち込み、その状態
でさらに支持部材２１を加圧バネ１９に抗して押し下げ
てフランジ２ｂに当接させて、支持部材２１をシャフト
２に固着して組込みが終わる（図１状態）。尚この状態
で加圧バネ１９によるローター３と振動弾性体１の圧接
力が適正となり、シャフト２に対して回転出力部材１８
はフランジ２ｂと間隙部１８ｄとの間で隙間を保持して
回転可能状態となる。
組立方法を図１、図２にて説明する。まずシャフト２に
対してバネ保持部材１７に固着されたローター３を上部
から挿入し、ローター３の摺動部３ａを振動弾性体１の
摺動部１ｂに乗せる。次に加圧バネ１９をバネ保持部材
１７に入れ回転出力部材１８をシャフト２に対して上部
から挿入することになるが、仮係合部としての突起部１
８ｂが被仮係合部としてのフランジ部２ｂに当接してそ
れ以上は下に下がらない。そこで反力受け部材としての
回転出力部材１８に加圧をかけてフランジ２ｂに対して
突起部１８ｂを圧入してフランジ部２ｂを乗りこえさせ
る（図２参照）。そのことにより回転出力部材１８で加
圧バネ１９を作用させ、ローター３と振動弾性体１を圧
接させる。尚この状態で回転出力部材１８から手を離し
ても突起部１８ｂがフランジ部２ｂに引っかかり、加圧
バネ１９の加圧力を保持する。即ち突起部１８ｂがフラ
ンジ部を乗りこえる力Ｆ１ は加圧バネ１９の加圧力を
Ｆ２ とするとＦ１ ＞Ｆ２ となるよう構成されてい
る。この状態では（図２参照）、回転出力部材１８の突
起（凸部）１８ｃはバネ保持部材１７の溝部（凹部）１
７ａとは係合しておらず（スラストすきまＡを開けて保
持されている）、回転出力部材１８は空回転（バネ保持
部材１７に関係なく）可能である。即ち軸方向係合部と
しての突起（凸部）１８ｃと溝部（凹部）１７ａとの位
相を合わせながら前述したような突起部１８ｂとフラン
ジ２ｂとの圧入をする必要がなく組込みが可能となる。
この状態で軸受２０を回転出力部材１８に挿入し、軸受
２０に支持部材２１を挿入して（図２状態）、支持部材
２１を加圧バネ１９に抗して押し下げる。その際突起
（凸部）１８ｃと溝部（凹部）１７ａの位相が合ってい
ない時は、回転出力部材１８をバネ保持部材１７に対し
て若干加圧して回転摺動させ、位相が合うと突起（凸
部）１８ｃが溝部（凹部）１７ａに落ち込み、その状態
でさらに支持部材２１を加圧バネ１９に抗して押し下げ
てフランジ２ｂに当接させて、支持部材２１をシャフト
２に固着して組込みが終わる（図１状態）。尚この状態
で加圧バネ１９によるローター３と振動弾性体１の圧接
力が適正となり、シャフト２に対して回転出力部材１８
はフランジ２ｂと間隙部１８ｄとの間で隙間を保持して
回転可能状態となる。
【００２４】図３ないし図４は本発明の第２の実施例を
示し、図３は棒状超音波モーターの組立完成後の縦断面
図、図４は組立途中状態の縦断面図である。
示し、図３は棒状超音波モーターの組立完成後の縦断面
図、図４は組立途中状態の縦断面図である。
【００２５】図において、第１の実施例と異なる点は、
回転出力部材１１８と、シャフト１０２の２点であるの
で他の部品は同一符号にて示し、その説明は省略する。
回転出力部材１１８と、シャフト１０２の２点であるの
で他の部品は同一符号にて示し、その説明は省略する。
【００２６】第１の実施例と異なる点は、回転出力部材
１１８の突起部１１８ｂがネジ部に、シャフト１０２の
フランジ部２ｂの外径にはネジ部１１８ｂと噛み合うネ
ジ部１０２ｂが設けられた点である。
１１８の突起部１１８ｂがネジ部に、シャフト１０２の
フランジ部２ｂの外径にはネジ部１１８ｂと噛み合うネ
ジ部１０２ｂが設けられた点である。
【００２７】この組込方法はシャフト１０２のネジ部１
０２ｂに対して回転出力部材１１８のネジ部１１８ｂを
噛み合わせることにより行なわれる。そして回転出力部
材１１８を回転し続けるとネジ部１０２ｂとネジ部１１
８ｂとの噛み合いが外れる。この状態で、ローター３と
振動弾性体１は第１の実施例と同様に加圧バネ１９によ
り圧接される（図４状態）。この状態で回転出力部材１
１８から手を離してもネジ部１０２ｂ、１１８ｂとのネ
ジ山同志が係合する為、加圧バネ１９の加圧力は保持さ
れる。その際、回転出力部材１１８とバネ保持部材１７
はスラストすきまＡだけすきまを持って構成されるこ
と、またネジ部１０２ｂ、１１８ｂとのネジ山係合を乗
りこえて外れてしまう力Ｆ1 は加圧バネの加圧力Ｆ2 に
対してＦ1＞Ｆ2 の関係も第１の実施例と同様に設定さ
れている。
０２ｂに対して回転出力部材１１８のネジ部１１８ｂを
噛み合わせることにより行なわれる。そして回転出力部
材１１８を回転し続けるとネジ部１０２ｂとネジ部１１
８ｂとの噛み合いが外れる。この状態で、ローター３と
振動弾性体１は第１の実施例と同様に加圧バネ１９によ
り圧接される（図４状態）。この状態で回転出力部材１
１８から手を離してもネジ部１０２ｂ、１１８ｂとのネ
ジ山同志が係合する為、加圧バネ１９の加圧力は保持さ
れる。その際、回転出力部材１１８とバネ保持部材１７
はスラストすきまＡだけすきまを持って構成されるこ
と、またネジ部１０２ｂ、１１８ｂとのネジ山係合を乗
りこえて外れてしまう力Ｆ1 は加圧バネの加圧力Ｆ2 に
対してＦ1＞Ｆ2 の関係も第１の実施例と同様に設定さ
れている。
【００２８】尚、回転出力部材の材質としては金属でも
良いが、モールド成形樹脂（特にポリアセタール）で形
成することにより、特に第１の実施例ではシャフトへの
圧入力が弱くてすみ、また寸法精度、コスト面から見て
も好ましく、自動組に対して有効な構造となり得る。
良いが、モールド成形樹脂（特にポリアセタール）で形
成することにより、特に第１の実施例ではシャフトへの
圧入力が弱くてすみ、また寸法精度、コスト面から見て
も好ましく、自動組に対して有効な構造となり得る。
【００２９】上記した第１の実施例および第２の実施例
において、支持部材２１の周面２１ｃは、図面上下方に
向うに従って直径が漸減するテーパ面に形成されてお
り、このテーパ面に形成した周面２１ｃの作用について
図５に基づいて説明する。
において、支持部材２１の周面２１ｃは、図面上下方に
向うに従って直径が漸減するテーパ面に形成されてお
り、このテーパ面に形成した周面２１ｃの作用について
図５に基づいて説明する。
【００３０】図において、２２は組立自動機の矢印Ａ方
向に移動可能な把持部材で、超音波モーターの支持部材
２１の周面２１ｃに対して当接可能としている。２３
は、支持部材２１の上端面が当接する治具である。把持
部材２２が支持部材２１の周面２１ｃに当接して、さら
に中心側に移動すると、支持部材２１は把持部材２２に
よる押圧力の分力で治具２３側に移動して、支持部材２
１が治具２３と当接することになり、超音波モーターは
把持部材２２と治具２３により保持固定されることにあ
る。したがって、従来のように、支持部材２１のネジ込
み穴２１ａ、２１ｂを使用する必要がなくなる。
向に移動可能な把持部材で、超音波モーターの支持部材
２１の周面２１ｃに対して当接可能としている。２３
は、支持部材２１の上端面が当接する治具である。把持
部材２２が支持部材２１の周面２１ｃに当接して、さら
に中心側に移動すると、支持部材２１は把持部材２２に
よる押圧力の分力で治具２３側に移動して、支持部材２
１が治具２３と当接することになり、超音波モーターは
把持部材２２と治具２３により保持固定されることにあ
る。したがって、従来のように、支持部材２１のネジ込
み穴２１ａ、２１ｂを使用する必要がなくなる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
振動体であるステータ等に対して回転体であるローター
等を組込む場合、反力受け部材は、ステータの中心軸に
仮係合され、加圧部材の付勢力により抜け出ることがな
いため、自動組立の際、主要部品の組込みを行うステー
ションと、最後に支持部材を固着するステーションに工
程が分れている場合でも、工具で加圧部材の加圧力を保
持する必要なく、各ステーション間の移動が可能とな
る。
振動体であるステータ等に対して回転体であるローター
等を組込む場合、反力受け部材は、ステータの中心軸に
仮係合され、加圧部材の付勢力により抜け出ることがな
いため、自動組立の際、主要部品の組込みを行うステー
ションと、最後に支持部材を固着するステーションに工
程が分れている場合でも、工具で加圧部材の加圧力を保
持する必要なく、各ステーション間の移動が可能とな
る。
【００３２】このことは、組立機械の複雑化を解消でき
るばかりでなく、完全自動化の確立においても非常に効
果的であり、モーターのコスト低減へもつながる。
るばかりでなく、完全自動化の確立においても非常に効
果的であり、モーターのコスト低減へもつながる。
【００３３】また、回転する反力受け部材が仮係合の状
態では、反力受け部材と回転体との、例えば軸方向係合
が連結されていないフリーな状態であるため、反力受け
部材を仮係合部まで装着する初期取付時に、反力受け部
材と回転体との位相合わせを考慮する必要がない。
態では、反力受け部材と回転体との、例えば軸方向係合
が連結されていないフリーな状態であるため、反力受け
部材を仮係合部まで装着する初期取付時に、反力受け部
材と回転体との位相合わせを考慮する必要がない。
【００３４】このため、組立てが簡単となり、自動組立
にも適するという効果がある。
にも適するという効果がある。
【００３５】さらに、モーター自体を取り付ける支持部
材の外周に斜面を設けるという簡単な構成で、モーター
の仮保持といった保持固定ができ、自動組立機内に斜面
を押圧する工程を設けるだけの簡単な組立機の構造とな
り、組立作業時間の短縮にもつながり、このことはモー
ターコストにも反映され、安価なモーターを提供できる
という効果がある。
材の外周に斜面を設けるという簡単な構成で、モーター
の仮保持といった保持固定ができ、自動組立機内に斜面
を押圧する工程を設けるだけの簡単な組立機の構造とな
り、組立作業時間の短縮にもつながり、このことはモー
ターコストにも反映され、安価なモーターを提供できる
という効果がある。
【００３６】また、このような斜面を有する支持部材を
固定した超音波モーターに対して、その傾斜端面を押圧
し、くさび効果により持ち上げられた支持部材の上面と
当接する当接部材により、簡単な構成で棒状超音波モー
ターの保持ができる。
固定した超音波モーターに対して、その傾斜端面を押圧
し、くさび効果により持ち上げられた支持部材の上面と
当接する当接部材により、簡単な構成で棒状超音波モー
ターの保持ができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】図１の実施例の仮組付け状態を示す図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す縦断面図。
【図４】図３の実施例の仮組付け状態を示す図。
【図５】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
１：振動弾性体 ２，１０２：固定
軸 ３：ローター ４：押え体 ５〜９：圧電素子 １０〜１５：電極 １６：絶縁ワッシャ １７：バネ保持部
材 １８，１１８：回転出力部材 １８ｂ：突起部 １８ｄ：間隙部 １９：加圧部材 ２０：軸受 ２１：支持部材
軸 ３：ローター ４：押え体 ５〜９：圧電素子 １０〜１５：電極 １６：絶縁ワッシャ １７：バネ保持部
材 １８，１１８：回転出力部材 １８ｂ：突起部 １８ｄ：間隙部 １９：加圧部材 ２０：軸受 ２１：支持部材
フロントページの続き (72)発明者 篠原 充 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−29575（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−2987（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−75995（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/00
Claims (12)
- 【請求項１】 駆動用の振動が形成される振動体と、該
振動体から軸方向に延出された中心軸と、該振動体に当
接するように該中心軸の廻りに配置され、該振動体の振
動により摩擦駆動して回転される回転体と、該回転体に
該振動体との加圧力を付与すると共に該中心軸の先端方
向に向け反力が作用する加圧部材と、該加圧部材の反力
を受ける反力受け部材とを有する棒状超音波モーターに
おいて、 該反力受け部材は該中心軸の先端部から装着される構成
とし、該中心軸と該反力受け部材には、該中心軸の所定
位置で互いに当接可能で、該反力受け部材が該加圧部材
の反力により軸方向先端側へ移動するのを阻止する仮係
合部と被仮係合部を有することを特徴とする棒状超音波
モーター。 - 【請求項２】 請求項１において、該回転体は、該加圧
部材の加圧力作用側と当接し、該回転体と一体となって
回転する部材を有することを特徴とする棒状超音波モー
ター。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、該反力受け部
材は、回転体の回転力が伝達され、外部に出力を伝達す
る回転出力部材であることを特徴とする棒状超音波モー
ター。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３において、該回転体
と該反力受け部材には、軸方向から係合して回転方向で
一体に回転するための軸方向係合部を有することを特徴
とする棒状超音波モーター。 - 【請求項５】 請求項１、２、３または４において、該
反力受け部材の仮係合部と係合する該中心軸の所定位置
に設けられた被係合部は、該回転体と該反力受け部材と
の係合が解除されている位置に設けられていることを特
徴とする棒状超音波モーター。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５において、
該反力受け部材は、該中心軸に固定される支持部材によ
り中心軸方向に位置を規制され、該仮係合部から軸方向
後端側の所定組みつけ位置に保持されていることを特徴
とする棒状超音波モーター。 - 【請求項７】 請求項６において、該反力受け部材は、
該支持部材との間に設けた軸受け部材に軸支されている
ことを特徴とする棒状超音波モーター。 - 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６又は７に
おいて、該中心軸の被仮係合部と該反力受け部材の仮係
合部は突起部により構成され、該反力受け部材の仮係合
部としての突起部が該中心軸の先端部側から該中心軸の
被仮係合部としての突起部を乗り越えて係合する圧入係
合方式であることを特徴とする棒状超音波モーター。 - 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、又は６にお
いて、該中心軸の被仮係合部と該反力受け部材の仮係合
部はネジ部に形成され、螺進により該仮係合部が該被仮
係合部を乗り越えるネジ方式であることを特徴とする棒
状超音波モーター。 - 【請求項１０】 請求項８又は９において、該仮係合部
と該被仮係合部は該加圧部材の反力により該反力受け部
材が抜け出ない係合力を有していることを特徴とする棒
状超音波モーター。 - 【請求項１１】 駆動用の振動が形成される振動体と、
該振動体から軸方向に延出された中心軸と、該振動体に
当接するように配置され、該振動体の振動により摩擦駆
動して回転される回転体と、該回転体に該振動体との加
圧力を付与すると共に該中心軸の先端方向に向け反力が
作用する加圧部材と、該中心軸の先端部に固定された支
持部材を少なくとも有する棒状超音波モーターにおい
て、 該支持部材の周面は軸心方向に向けて傾斜する傾斜面に
形成されていることを特徴とする棒状超音波モーター。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の棒状超音波モータ
ーを保持固定する装置であって、該棒状超音波モーター
の支持部材の傾斜面を有する周面と複数箇所あるいは全
面に当接し軸心方向に押圧する押圧手段と、該支持部材
の上面と当接可能な当接手段とを有し、該押圧手段の押
圧力で該当接手段に該支持部材を押し付けて該棒状超音
波モーターを保持固定することを特徴とする棒状超音波
モーターの保持固定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06243292A JP3231383B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 棒状超音波モーターおよびモーター保持固定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06243292A JP3231383B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 棒状超音波モーターおよびモーター保持固定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05268778A JPH05268778A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3231383B2 true JP3231383B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=13200019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06243292A Expired - Fee Related JP3231383B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 棒状超音波モーターおよびモーター保持固定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231383B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8923599B2 (en) | 2001-10-02 | 2014-12-30 | Sick Ivp Ab | Method and arrangement in a measuring system |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP06243292A patent/JP3231383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8923599B2 (en) | 2001-10-02 | 2014-12-30 | Sick Ivp Ab | Method and arrangement in a measuring system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05268778A (ja) | 1993-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |