JP3297211B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JP3297211B2
JP3297211B2 JP18668694A JP18668694A JP3297211B2 JP 3297211 B2 JP3297211 B2 JP 3297211B2 JP 18668694 A JP18668694 A JP 18668694A JP 18668694 A JP18668694 A JP 18668694A JP 3297211 B2 JP3297211 B2 JP 3297211B2
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年昭 宮本
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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、縦振動及び捩り振動の
合成により生じる楕円振動によって回転駆動を行う定在
波型の超音波モータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a standing wave type ultrasonic motor which is driven to rotate by an elliptical vibration generated by a combination of a longitudinal vibration and a torsional vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、ボルト締めランジュバン型の超音波モータが周知で
あり、例えば特開昭61−49670号公報にかかる片
持ち梁状捩り超音波振動子を用いた圧電モータや、特開
昭63−217984号公報にかかる超音波モータ等が
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a bolted Langevin type ultrasonic motor has been known, and for example, a cantilever torsional ultrasonic vibrator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-49670 is known. The piezoelectric motor used and the ultrasonic motor disclosed in JP-A-63-217984 are known.

【0003】図11は、従来のボルト締めランジュバン
型超音波モータの一例を示す図である。同図において、
金属のブロック体104、106が、ボルト108にて
圧電素子100、102を締めつけるように固定される
ことで、楕円振動を発生させるステータ部120を構成
している。
FIG. 11 shows an example of a conventional bolted Langevin type ultrasonic motor. In the figure,
The metal blocks 104 and 106 are fixed so as to tighten the piezoelectric elements 100 and 102 with bolts 108, thereby forming a stator unit 120 that generates elliptical vibration.

【0004】すなわち、交流電源110から圧電素子1
00、102に高周波交流電圧を印加すると、圧電素子
100、102の厚み方向への振動により縦振動が生じ
るとともに、ボルト108の捩りにより捩り振動が生
じ、ブロック体104、106の端面には縦振動と捩り
振動を合成した楕円振動が発生する。
That is, the piezoelectric element 1 is
When a high-frequency AC voltage is applied to 00 and 102, longitudinal vibration is generated by vibration of the piezoelectric elements 100 and 102 in the thickness direction, and torsion vibration is generated by torsion of the bolt 108. Elliptical vibration is generated by combining the torsion vibration with the vibration.

【0005】また、ブロック体106の端面側には円板
112が配置され、この円板112は、バネ114によ
ってブロック体106の端面に付勢されて接触してお
り、中心に設けられた回転軸116が軸受118にて支
持されている。
A disk 112 is disposed on the end face of the block body 106, and the disk 112 is urged by the spring 114 to contact the end face of the block body 106, and a rotation provided at the center is provided. A shaft 116 is supported by a bearing 118.

【0006】そして、円板112がブロック体106の
端面に接触していることから、ブロック体106の端面
に発生した楕円振動は円板112に伝達され、この楕円
振動によって円板112は回転する。さらに、この回転
出力は、回転軸116から取り出すことができる。
[0006] Since the disc 112 is in contact with the end face of the block 106, the elliptical vibration generated on the end face of the block 106 is transmitted to the disc 112, and the elliptical vibration causes the disc 112 to rotate. . Further, the rotation output can be taken out from the rotation shaft 116.

【0007】ところで、一般に、物体はその物体に固有
の振動数をもっているが、縦振動における固有振動数と
横振動における固有振動数とは、縦弾性係数および横弾
性係数等の違いから異なってくるものである。そして、
このことから、縦振動における共振周波数と捩り振動に
おける共振周波数とは異なることが導かれる。
In general, an object has a frequency inherent to the object. The natural frequency in longitudinal vibration and the natural frequency in transverse vibration differ from each other due to differences in longitudinal elastic modulus, transverse elastic modulus, and the like. Things. And
This leads to the fact that the resonance frequency in longitudinal vibration is different from the resonance frequency in torsional vibration.

【0008】例えば、上記従来の超音波モータにおい
て、ステータ部120をアルミニウムで形成するととも
に、直径が35mmで長さLが90mm(圧電素子10
0、102の長さもアルミニウムに換算するものとす
る)とした場合の縦振動における一次共振周波数f01、
二次共振周波数f02のそれぞれを計算すると、
For example, in the above-described conventional ultrasonic motor, the stator 120 is formed of aluminum and has a diameter of 35 mm and a length L of 90 mm (piezoelectric element 10).
And the length of 0, 102 are also converted to aluminum).
When calculating each of the secondary resonance frequencies f02,

【数1】 また、捩り振動における一次共振周波数f11、二次共振
周波数f12、三次共振周波数f13のそれぞれを計算する
と、
(Equation 1) Further, when each of the primary resonance frequency f11, the secondary resonance frequency f12, and the tertiary resonance frequency f13 in the torsional vibration is calculated,

【数2】 なお、v0,v1 のそれぞれは金属ブロック体30等の縦
方向および横方向の振動の伝搬速度であり、それぞれ5
100m/s、3000m/sとして計算してある。
(Equation 2) Here, v0 and v1 are the propagation velocities of the vertical and horizontal vibrations of the metal block body 30 and the like, respectively.
Calculated as 100 m / s and 3000 m / s.

【0009】このように、共振周波数は、縦振動と捩り
振動とで異なる値となる。しかしながら、実際に発生す
る縦振動及び捩り振動は、いずれも同一の圧電素子10
0、102による励振によって生じるので、同一の周波
数になる。例えば、縦振動の一次共振周波数(28kH
z )で圧電素子100、102を振動させると、縦振動
も捩り振動も、いずれも28kHz の振動となる。
As described above, the resonance frequency has a different value between the longitudinal vibration and the torsional vibration. However, the longitudinal vibration and the torsional vibration that actually occur are both the same piezoelectric element 10.
Since they are generated by excitation by 0 and 102, they have the same frequency. For example, the primary resonance frequency of the longitudinal vibration (28 kHz)
When the piezoelectric elements 100 and 102 are vibrated in z), both the longitudinal vibration and the torsional vibration are vibrations of 28 kHz.

【0010】しかし、この場合、縦振動の振幅は共振に
より増幅されるのに対し、捩り振動の振幅は増幅されな
い。その理由は、捩り振動の周波数が、一次共振周波数
(17kHz )又は二次共振周波数(34kHz )から
離れているため、共振が発生しないからである。あるい
は、逆に、捩り振動の一次共振周波数で励振させると、
縦振動において共振が発生しない。
However, in this case, the amplitude of the longitudinal vibration is amplified by resonance, whereas the amplitude of the torsional vibration is not amplified. The reason is that the resonance does not occur because the frequency of the torsional vibration is away from the primary resonance frequency (17 kHz) or the secondary resonance frequency (34 kHz). Alternatively, conversely, when excited at the primary resonance frequency of torsional vibration,
No resonance occurs in longitudinal vibration.

【0011】したがって、同一の周波数によって、縦振
動及び捩り振動の両方の振幅を共振により増幅させるに
は、比較的近似した縦振動の二次共振周波数と捩り振動
の三次共振周波数とを選択する必要があった。
Therefore, in order to amplify both the longitudinal vibration and the torsional vibration by resonance at the same frequency, it is necessary to select the secondary resonance frequency of the longitudinal vibration and the tertiary resonance frequency of the torsional vibration which are relatively similar. was there.

【0012】すなわち、縦振動の二次共振周波数が56
kHz であり、捩り振動の三次の共振周波数が51kH
z であり、両者は比較的近いのでこれらを選択し、いず
れの周波数にも近い例えば53kHz で振動させれば、
縦振動及び捩り振動のいずれにおいても共振が発生し、
振幅が増幅されるのである。
That is, the secondary resonance frequency of the longitudinal vibration is 56
and the third-order resonance frequency of the torsional vibration is 51 kHz.
z, which are relatively close to each other, select them, and vibrate at 53 kHz, which is close to any frequency,
Resonance occurs in both longitudinal vibration and torsional vibration,
The amplitude is amplified.

【0013】しかし、より一層大きな駆動力を出すため
には、低い周波数で縦振動及び捩り振動を生じさせるこ
とが好ましい。その理由は、周波数を小さくした方が大
きな振幅を得られるからである。上述した例で言えば、
53kHz の振動よりも、さらに低い周波数で振動する
方が大きな振幅が得られる。
However, in order to generate a larger driving force, it is preferable to generate longitudinal vibration and torsional vibration at a low frequency. The reason is that the smaller the frequency, the larger the amplitude. In the example above,
Vibration at an even lower frequency produces a larger amplitude than vibration at 53 kHz.

【0014】したがって、縦振動及び捩り振動における
共振を、低い周波数の振動で発生させることができれ
ば、最も縦振動及び捩り振動の振幅を大きくできて、大
きな駆動力を出せることとなる。あるいは、高い周波数
であっても、任意の周波数の振動で共振を発生させるこ
とができれば、種々の周波数の振動で効率よく駆動でき
る超音波モータを得られる。そして、交流電源の周波数
を決めておいてから、超音波モータの設計をすることも
可能となる。
Therefore, if the resonance in the longitudinal vibration and the torsional vibration can be generated by the vibration of the low frequency, the amplitude of the longitudinal vibration and the torsional vibration can be maximized, and a large driving force can be generated. Alternatively, an ultrasonic motor that can be driven efficiently by vibrations of various frequencies can be obtained if resonance can be generated by vibrations of any frequency even at a high frequency. Then, it is also possible to design the ultrasonic motor after determining the frequency of the AC power supply.

【0015】そこで、縦振動の共振周波数又は捩り振動
の共振周波数を任意に変える手段が要望された。これが
可能になれば、縦振動及び捩り振動のいずれにおいて
も、任意の周波数で共振を発生させることができるので
ある。
Therefore, a means for arbitrarily changing the resonance frequency of the longitudinal vibration or the resonance frequency of the torsional vibration has been demanded. If this becomes possible, resonance can be generated at an arbitrary frequency in both longitudinal vibration and torsional vibration.

【0016】本発明は、この点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、縦振動の共振周波数又は捩り振動の
共振周波数を変えて、任意の周波数において共振を発生
させられるようにして、効率的に駆動できる超音波モー
タを提供することにある。
The present invention has been made in view of this point, and has as its object to change the resonance frequency of longitudinal vibration or the resonance frequency of torsional vibration so that resonance can be generated at an arbitrary frequency. An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that can be driven efficiently.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために発明は、ロータ部とステータ部とを有し、縦振
動と捩り振動とが合成されて発生する楕円振動によっ
て、前記ステータ部が前記ロータ部を回転駆動する超音
波モータにおいて、前記ステータ部は、高周波交流電圧
によって縦振動を発生させる圧電素子と、前記圧電素子
に高周波交流電圧の印加を行う電極と、前記圧電素子を
挟んで締め付ける複数のブロック体と、前記縦振動によ
って前記捩り振動を発生させる捩り振動発生手段と、を
含み、前記ブロック体は、縦振動における所定次数の共
振周波数と、捩り振動における所定次数の共振周波数
と、の差が縮まるように、凹部、溝、穴、又は中空部の
うち少なくとも一つが形成されてなることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a rotor section and a stator section, and the stator section is formed by elliptical vibration generated by combining longitudinal vibration and torsional vibration. In the ultrasonic motor that rotationally drives the rotor section, the stator section includes a piezoelectric element that generates longitudinal vibration by a high-frequency AC voltage, an electrode that applies a high-frequency AC voltage to the piezoelectric element, and the piezoelectric element. And a plurality of block bodies to be tightened with a torsion vibration generating means for generating the torsional vibration by the longitudinal vibration, wherein the block body has a predetermined order resonance frequency in the longitudinal vibration and a predetermined order resonance frequency in the torsional vibration. And at least one of a concave portion, a groove, a hole, and a hollow portion is formed so as to reduce the difference.

【0018】また、本発明に係る超音波モータにおい
て、前記楕円振動は、一次共振周波数の縦振動と二次共
振周波数の捩り振動とが合成されて発生することを特徴
とする。
Further, in the ultrasonic motor according to the present invention, the elliptical vibration is generated by combining a longitudinal vibration having a primary resonance frequency and a torsional vibration having a secondary resonance frequency.

【0019】[0019]

【作用】発明によれば、圧電素子によって発生する縦
振動に基づいて、捩り振動発生手段により捩り振動が発
生する。したがって、縦振動及び捩り振動は、いずれも
同一の周波数となる。
According to the present invention, torsional vibration is generated by the torsional vibration generating means based on the longitudinal vibration generated by the piezoelectric element. Therefore, both the longitudinal vibration and the torsional vibration have the same frequency.

【0020】そうすると、縦振動と捩り振動とは、共振
周波数が異なることから、一方の振動において共振が発
生しても、他方の振動において共振が生じるとは限ら
ず、一般には、共振が生じないことが多い。
Then, since the longitudinal vibration and the torsional vibration have different resonance frequencies, even if resonance occurs in one vibration, resonance does not always occur in the other vibration, and generally no resonance occurs. Often.

【0021】そこで、ブロック体に、凹部、溝、穴、又
は中空部のうち少なくとも一つを形成したところ、縦振
動及び捩り振動の両方において共振が発生することが実
験的に明らかになった。
Therefore, when at least one of a concave portion, a groove, a hole, and a hollow portion was formed in the block body, it was experimentally revealed that resonance occurs in both longitudinal vibration and torsional vibration.

【0022】特に、発明のように、いわゆる縦一次と
捩り二次の振動を合成させて、大きな振幅の振動でロー
タ部を回転駆動できることが判明した。
In particular, it has been found that, as in the present invention, the so-called longitudinal primary and torsional secondary vibrations can be combined to rotate the rotor section with large amplitude vibrations.

【0023】[0023]

【実施例】次に、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。なお、本発明は、ブロック体に凹
部、溝、穴、又は中空部を形成したことを特徴とする
が、この点については、図5に基づいて後述する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is characterized in that a concave portion, a groove, a hole, or a hollow portion is formed in the block body, and this point will be described later with reference to FIG.

【0024】図1は、本発明を適用した超音波モータの
全体構成を示す図であり、図2は、ステータ部20の詳
細構造および組み付け状態を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is a view showing the overall structure of an ultrasonic motor to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing a detailed structure and an assembled state of a stator section 20.

【0025】これらの図に示すように、この超音波モー
タは、一定方向に回転駆動されるロータ部10と、この
ロータ部10を一方の端面12に発生する楕円振動によ
って回転駆動するステータ部20とを含んで構成され
る。そして、端面12がロータ接触面となる。
As shown in these figures, this ultrasonic motor comprises a rotor section 10 which is driven to rotate in a fixed direction, and a stator section 20 which rotates this rotor section 10 by means of elliptical vibration generated on one end face 12. It is comprised including. Then, the end surface 12 becomes a rotor contact surface.

【0026】ロータ部10は、ステータ部20の端面1
2に一定の圧力で接触する円板14と、この円板14の
回転中心に取り付けられた回転出力軸16とを含んでい
る。従って、ステータ部20の端面12に楕円振動が発
生すると、ロータ部10の円板14は回転出力軸16の
回りに一方向に回転駆動される。そして、円板14と回
転出力軸16は一体的に形成され、円板14が回転する
ことにより回転出力軸16も回転するようになってい
る。
The rotor section 10 is provided at the end face 1 of the stator section 20.
2 includes a disk 14 which comes into contact with a constant pressure, and a rotary output shaft 16 attached to the center of rotation of the disk 14. Therefore, when the elliptical vibration occurs on the end face 12 of the stator section 20, the disk 14 of the rotor section 10 is driven to rotate around the rotation output shaft 16 in one direction. The disk 14 and the rotation output shaft 16 are integrally formed, and the rotation of the disk 14 causes the rotation of the rotation output shaft 16.

【0027】また、ステータ部20は、例えばセラミッ
クス等の圧電体を用いてリング状に形成された圧電素子
22、24と、一方の圧電素子24の両側に全面で接触
するように配置された電極板26、28と、これら圧電
素子22、電極板26、圧電素子24、電極板28を両
側から挟持するように配置された第1の金属ブロック体
30、第2の金属ブロック体32、第3の金属ブロック
体34と、両端に位置する第1の金属ブロック体30お
よび第3の金属ブロック体34を締め付け固定するため
の結合ボルト36(図2参照)とを含んでいる。
The stator section 20 includes piezoelectric elements 22 and 24 formed in a ring shape by using a piezoelectric material such as ceramics, for example, and electrodes arranged so as to contact both sides of one of the piezoelectric elements 24 over the entire surface. Plates 26, 28, and a first metal block 30, a second metal block 32, and a third metal block 30 arranged to sandwich the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 from both sides. And a connecting bolt 36 (see FIG. 2) for fastening and fixing the first metal block 30 and the third metal block 34 located at both ends.

【0028】そして、第1の金属ブロック体30および
第3の金属ブロック体34のそれぞれの中心には、図示
しないネジ孔が形成されており、結合ボルト36が螺合
するようになっている。また、第2の金属ブロック体3
2の中心には、結合ボルト36の外径にほぼ等しい内径
を有するボルト挿通孔32aが形成されている。
A screw hole (not shown) is formed at the center of each of the first metal block 30 and the third metal block 34 so that the connecting bolt 36 is screwed therein. Also, the second metal block 3
A bolt insertion hole 32 a having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the coupling bolt 36 is formed at the center of the bolt 2.

【0029】さらに、圧電素子22、電極板26、圧電
素子24、電極板28のそれぞれには、結合ボルト36
の外径よりも大きな内径を有するボルト挿通孔22a、
26a、24a、28aが形成されている。そして、こ
れらボルト挿通孔22a、26a、24a、28aの内
径は、圧電素子22、電極板26、圧電素子24、電極
板28を組み立てる際に結合ボルト36の外側に挿通さ
れる絶縁カラー44の外径とほぼ一致するように形成さ
れている。
Further, each of the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 is provided with a coupling bolt 36.
A bolt insertion hole 22a having an inner diameter larger than the outer diameter of
26a, 24a and 28a are formed. The inner diameters of the bolt insertion holes 22a, 26a, 24a, and 28a are set outside the insulating collar 44 inserted outside the coupling bolt 36 when the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 are assembled. It is formed so as to substantially match the diameter.

【0030】そして、第3の金属ブロック体34の一方
の端面12は、上述したようにロータ接触面となるが、
他方の端面13は第2の金属ブロック32と接してお
り、この端面13に端部が一致するように複数の斜めス
リット溝38が形成されている。従って、ステータ部2
0を組み立てた後は、第2の金属ブロック体32と第3
の金属ブロック体34とが一体となり、そのほぼ中央部
近傍に複数の斜めスリット溝38が形成されることにな
る。
The one end surface 12 of the third metal block 34 serves as a rotor contact surface as described above.
The other end surface 13 is in contact with the second metal block 32, and a plurality of oblique slit grooves 38 are formed so that the end portions of the second end surface 13 coincide with each other. Therefore, the stator 2
After assembling the second metal block body 32 and the third metal block body
And a plurality of oblique slit grooves 38 are formed substantially in the vicinity of the central portion thereof.

【0031】圧電素子22、24は、分極の際に電極と
して使用した、例えば銀、ニッケル面を分極終了後に研
磨して除去したものを用いる。
As the piezoelectric elements 22 and 24, those used as electrodes during polarization, for example, those obtained by polishing and removing silver and nickel surfaces after completion of polarization are used.

【0032】また、ステータ部20は、第3の金属ブロ
ック体34、第2の金属ブロック体32、圧電素子2
2、電極板26、圧電素子24、電極板28、第1の金
属ブロック体30が連結されて一体化した構造を有して
おり、一方の電極板26からは外部接続端子40が、他
方の電極板28からは外部接続端子42がそれぞれ突出
した形となっている。
The stator section 20 includes a third metal block body 34, a second metal block body 32, and a piezoelectric element 2.
2, an electrode plate 26, a piezoelectric element 24, an electrode plate 28, and a first metal block body 30 are connected and integrated to form an external connection terminal 40 from one electrode plate 26 to the other. The external connection terminals 42 project from the electrode plate 28, respectively.

【0033】2つの外部接続端子40、42は、圧電素
子24に対して一定周波数の高周波交流電圧を印加する
ようになっている。また、圧電素子22に対しては、外
部接続端子42から結合ボルト36を経て電気的に接続
された第2の金属ブロック体32の端面33が電極板と
して作用するため、この第2の金属ブロック体32と外
部接続端子40とによって一定周波数の高周波交流電圧
が印加される。
The two external connection terminals 40 and 42 apply a high frequency AC voltage having a constant frequency to the piezoelectric element 24. Further, since the end face 33 of the second metal block 32 electrically connected to the piezoelectric element 22 from the external connection terminal 42 via the coupling bolt 36 functions as an electrode plate, the second metal block A high frequency AC voltage having a constant frequency is applied by the body 32 and the external connection terminal 40.

【0034】したがって、圧電素子22、24には、電
極板26を共通にして、それぞれ上側の第2の金属ブロ
ック体32又は下側の電極板28から高周波交流電圧を
印加するようにしてある。すなわち、圧電素子22、2
4には、それぞれ上下逆の極性で高周波交流電圧が印加
されるのである。
Accordingly, a common high frequency AC voltage is applied to the piezoelectric elements 22 and 24 from the upper second metal block body 32 or the lower electrode plate 28 by using the same electrode plate 26. That is, the piezoelectric elements 22, 2
4 is applied with a high-frequency AC voltage having a reverse polarity.

【0035】一方、圧電素子22、24は、図2に示す
ように分極方向がそれぞれ上下逆になっている。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the polarization directions of the piezoelectric elements 22 and 24 are upside down.

【0036】そうすると、圧電素子22、24は、分極
方向が上下逆で、印加される電圧の極性も上下逆である
ことから、対応する極性は同一となる。そして、一方の
圧電素子22が伸びる場合には他方の圧電素子24も伸
び、一方の圧電素子22が縮む場合には他方の圧電素子
も縮むことになる。これにより、ステータ部20全体と
しての縦方向(結合ボルト36の長手方向)の振幅値を
大きく設定することができる。
Then, since the polarization directions of the piezoelectric elements 22 and 24 are upside down and the polarity of the applied voltage is upside down, the corresponding polarities are the same. When one piezoelectric element 22 expands, the other piezoelectric element 24 also expands, and when one piezoelectric element 22 contracts, the other piezoelectric element also contracts. Accordingly, the amplitude value in the vertical direction (the longitudinal direction of the coupling bolt 36) of the entire stator portion 20 can be set to be large.

【0037】ステータ部20の組み立ては、まず第1の
金属ブロック体30に結合ボルト36の一方端を螺合し
て取付け固定した後、絶縁カラー44を挿通し、その後
この絶縁カラー44の外周側に電極板28、圧電素子2
4、電極板26、圧電素子22のそれぞれを順に挿通す
る。次に、第2の金属ブロック体32を結合ボルト36
に挿通し、最後に第3の金属ブロック体34を結合ボル
ト36の他方端に螺合させることにより、第1および第
3の金属ブロック体30、34によってそれ以外の部材
を締め付け固定する。
To assemble the stator portion 20, first, one end of a connecting bolt 36 is screwed and fixed to the first metal block body 30, and then the insulating collar 44 is inserted. Electrode plate 28, piezoelectric element 2
4, each of the electrode plate 26 and the piezoelectric element 22 is sequentially inserted. Next, the second metal block 32 is connected to the connecting bolt 36.
Finally, the third metal block body 34 is screwed into the other end of the connecting bolt 36, so that the other members are fastened and fixed by the first and third metal block bodies 30 and 34.

【0038】ここで、結合ボルト36は単に第1および
第3の金属ブロック体30、34を締め付けるために用
いているため、ピッチ、締め付け荷重および各種寸法精
度を厳しく管理する必要がなく、設計および製造が容易
となる。
Here, since the connecting bolt 36 is used merely for tightening the first and third metal blocks 30, 34, it is not necessary to strictly control the pitch, the tightening load, and various dimensional accuracy. Manufacturing becomes easy.

【0039】また、本実施例の超音波モータは、ボルト
による締め付けを利用して捩り振動を発生させているわ
けではないため、各部材を締め付ける方法については何
でもよい。従って、一般に使われているナットを用いた
り、結合ロッドを単にかしめるだけでもよいので、部品
コストを低減することができるとともに、その製造工程
を簡略化することもできる。
Further, the ultrasonic motor of the present embodiment does not generate torsional vibration using the tightening by bolts, and any method of tightening each member may be used. Therefore, since a commonly used nut or simply crimping of the connecting rod may be used, the cost of parts can be reduced and the manufacturing process can be simplified.

【0040】なお、本実施例は、この連結固定に際し、
各部材の積層面の固定に接着剤を用いていないため、共
振周波数のモータ毎のばらつきや、Q値の低下を防ぐこ
とができ、これにより超音波モータの性能および信頼性
の向上を図ることができる。
In this embodiment, the connection and fixing
Since no adhesive is used to fix the laminated surface of each member, it is possible to prevent variations in the resonance frequency of each motor and a decrease in the Q value, thereby improving the performance and reliability of the ultrasonic motor. Can be.

【0041】図3は、ステータ部20の第3の金属ブロ
ック体34に形成された斜めスリット溝38の詳細を示
す図である。同図(A)は第3の金属ブロック体34を
側面から見た図を示しており、複数の斜めスリット溝3
8が、第3の金属ブロック体34の下側端面に部分的に
接するように配置された状態が示されている。これらの
斜めスリット溝38は、第3の金属ブロック体34の下
側あるいは横方向から切削することにより形成すること
ができるため、その形成は比較的容易に行うことができ
る。なお、多少切削しにくくなるものの、第2および第
3の金属ブロック体32、34を1つの金属ブロック体
で形成し、その中間付近に横方向から刃を入れることに
より斜めスリット溝38を形成するようにしてもよい。
FIG. 3 is a view showing details of the oblique slit groove 38 formed in the third metal block body 34 of the stator section 20. FIG. 4A shows a view of the third metal block body 34 from the side, and shows a plurality of oblique slit grooves 3.
8 shows a state in which 8 is arranged so as to partially contact the lower end surface of the third metal block body 34. Since these oblique slit grooves 38 can be formed by cutting from the lower side or the lateral direction of the third metal block body 34, the formation can be performed relatively easily. Although the second and third metal block bodies 32 and 34 are formed by one metal block body, and a blade is inserted in the vicinity of an intermediate portion between the second and third metal block bodies 32 and 34, an oblique slit groove 38 is formed. You may do so.

【0042】また、同図(B)は第3の金属ブロック体
34を上側から見た図を示しており、金属ブロック体3
4に12個の斜めスリット溝38が形成された状態が示
されている。
FIG. 4B is a view of the third metal block body 34 as viewed from above.
4 shows a state in which twelve oblique slit grooves 38 are formed.

【0043】図4は、ステータ部20における圧電素子
22、24及び斜めスリット溝38の位置を説明するた
めの図である。そして、同図(A)にステータ部20が
示され、これに対応して同図(B)に縦振動における一
次共振振動の波形が示され、同図(C)に捩り振動にお
ける二次共振振動の波形が示されている。
FIG. 4 is a view for explaining the positions of the piezoelectric elements 22 and 24 and the oblique slit grooves 38 in the stator section 20. FIG. 2A shows the stator section 20, and FIG. 2B shows the waveform of the primary resonance vibration in the longitudinal vibration, and FIG. 2C shows the secondary resonance in the torsional vibration. The vibration waveform is shown.

【0044】同図(A)に示すように、圧電素子22、
24は、ステータ部20の軸方向の中央に設けられてい
る。こうすることで、この圧電素子22、24の励振に
よって実際に生じる縦振動(図示せず)は、ステータ部
20の中央に節が位置するようになる。
As shown in FIG.
24 is provided at the center of the stator section 20 in the axial direction. By doing so, the longitudinal vibration (not shown) actually generated by the excitation of the piezoelectric elements 22 and 24 has a node located at the center of the stator section 20.

【0045】また、同図(B)に示すように、縦振動に
おける一次共振振動の波形は、中央に節が位置するよう
になっている。したがって、圧電素子22、24を上述
した位置に設けると一次共振振動を発生させることがで
きる。
As shown in FIG. 3B, the waveform of the primary resonance vibration in the longitudinal vibration has a node located at the center. Therefore, when the piezoelectric elements 22 and 24 are provided at the positions described above, the primary resonance vibration can be generated.

【0046】次に、同図(A)及び(C)から分かるよ
うに、斜めスリット溝38は、捩り振動における二次共
振振動の節の位置から多少ずれた位置に形成されてい
る。また、縦振動との関係でいえば、縦振動の略腹と節
の中間とすることが好ましい。
Next, as can be seen from FIGS. 9A and 9C, the oblique slit groove 38 is formed at a position slightly shifted from the position of the node of the secondary resonance vibration in the torsional vibration. Further, in terms of the relationship with the longitudinal vibration, it is preferable that the longitudinal vibration is set at a position substantially between the antinode and the node.

【0047】このように、斜めスリット溝38を、捩り
振動における二次共振振動の節の位置から多少ずれた位
置に形成することにより、斜めスリット溝38はその中
心を境として異なる方向に伸び縮みすることになる。し
かも、斜めスリット溝38の傾斜方向と縦振動の振動方
向とは異なっているため、このような伸び縮みが生じる
と、中心部を回転中心として一定の角度範囲で回転する
方向に歪む現象が生ずる。これにより、第3の金属ブロ
ック体34の斜めスリット溝38部分には捩り方向の振
動が発生し、この振動が他の金属ブロック体30、32
にも伝搬するため、ステータ部20の全体に捩り振動が
生じることになる。従って、圧電素子22、24により
直接発生させた縦振動と、斜めスリット溝38の作用に
より発生した捩り振動とが合成され、ロータ接触面12
上には一定方向の楕円振動が生じ、この楕円振動によっ
てロータ部10が一方向に回転駆動される。
As described above, by forming the diagonal slit groove 38 at a position slightly shifted from the position of the node of the secondary resonance vibration in the torsional vibration, the diagonal slit groove 38 expands and contracts in different directions about the center thereof. Will do. In addition, since the inclination direction of the oblique slit groove 38 is different from the vibration direction of the vertical vibration, when such expansion and contraction occurs, a phenomenon occurs in which the rotation is performed in a direction in which the center portion rotates as a rotation center within a certain angle range. . As a result, a vibration in the torsional direction is generated in the oblique slit groove 38 portion of the third metal block body 34, and this vibration is generated by the other metal block bodies 30, 32.
Therefore, torsional vibration occurs in the entire stator section 20. Accordingly, the longitudinal vibration directly generated by the piezoelectric elements 22 and 24 and the torsional vibration generated by the action of the oblique slit groove 38 are combined, and the rotor contact surface 12
An elliptical vibration in a certain direction occurs on the upper side, and the elliptical vibration drives the rotor unit 10 to rotate in one direction.

【0048】また、ロータ部10(図1参照)の回転方
向は、斜めスリット溝38の傾斜方向を反対にすること
で逆方向にすることも可能である。したがって、斜めス
リット溝38の傾斜方向のみによってロータ部10の回
転方向を設定することが可能となる。
The direction of rotation of the rotor section 10 (see FIG. 1) can be reversed by reversing the direction of inclination of the oblique slit groove 38. Therefore, the rotation direction of the rotor unit 10 can be set only by the inclination direction of the oblique slit groove 38.

【0049】これにより、第3の金属ブロック体34と
して斜めスリット溝38の傾斜方向が反対であるものを
2種類用意しておけば、そのいずれを使用するかによっ
てモータの回転方向を反対に設定することができ、部品
の共用化による製造コスト低減等の効果が大となる。こ
れは、従来のボルト締めランジュバン型モータの場合に
は結合ボルトおよび2つの金属ブロック体の両方を交換
しなければならなかったのに比べ、その差は明らかであ
る。
Thus, if two types of third metal block bodies 34 are prepared in which the inclined directions of the oblique slit grooves 38 are opposite to each other, the rotation direction of the motor is set to the opposite direction depending on which one is used. Therefore, the effect of reducing the manufacturing cost by sharing the parts becomes large. This is a clear difference in comparison with the case of the conventional bolted Langevin type motor in which both the connecting bolt and the two metal blocks had to be replaced.

【0050】また、本実施例の超音波モータにおいて
は、ロータ接触面12と反対側のステータ端面にも楕円
振動が発生する。すなわち、図4に示す下側の端面46
にも楕円振動が発生するため、この端面をロータ接触面
として使用することにより、2つのロータ部を同時に回
転駆動する超音波モータとすることもできる。
In the ultrasonic motor of this embodiment, elliptical vibration also occurs on the end face of the stator opposite to the rotor contact face 12. That is, the lower end surface 46 shown in FIG.
Since an elliptical vibration is also generated, an ultrasonic motor that simultaneously rotates and drives two rotor units can be provided by using this end surface as a rotor contact surface.

【0051】次に、本発明の特徴となる凹部、溝、穴、
又は中空部について説明する。図5は、上記ステータ部
20の縦断面図である。同図に示すように、金属ブロッ
ク体30には、ロータ接触面12のほぼ中央部に、凹部
50が形成されている。この凹部50は、ほぼ円柱形状
に形成されたもので、この凹部50を形成する目的は、
次の通りである。
Next, the concave portions, grooves, holes,
Alternatively, the hollow portion will be described. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the stator section 20. As shown in the figure, a recess 50 is formed in the metal block body 30 at a substantially central portion of the rotor contact surface 12. The concave portion 50 is formed in a substantially cylindrical shape, and the purpose of forming the concave portion 50 is as follows.
It is as follows.

【0052】「従来の技術及び発明が解決しようとする
課題」の欄で述べたように、圧電素子の励振により実際
に振動する縦振動及び捩り振動は、同じ周波数の振動で
あるが、共振周波数は、縦振動又は捩り振動において異
なるものである。したがって、縦振動又は捩り振動のい
ずれか一方において共振が生じるように励振すると、他
方の共振が生じないこととなる。
As described in the section of “Problems to be Solved by the Related Art and the Invention”, the longitudinal vibration and the torsional vibration actually vibrated by the excitation of the piezoelectric element are vibrations of the same frequency, Are different in longitudinal vibration or torsional vibration. Therefore, if excitation is performed so that resonance occurs in either longitudinal vibration or torsional vibration, the other resonance does not occur.

【0053】そこで、本発明の発明者等は、縦振動及び
捩り振動のそれぞれの共振周波数を近づける手段を見出
すために、種々の実験を行ったところ、ブロック体に凹
部、溝、穴、又は中空部を形成することが有効であるこ
とを確認した。
The inventors of the present invention conducted various experiments in order to find a means for bringing the resonance frequencies of the longitudinal vibration and the torsional vibration closer to each other, and found that the block body had a concave portion, a groove, a hole, or a hollow portion. It was confirmed that forming a part was effective.

【0054】このときの実験データについて、図6を参
照して説明する。まず、二つのステータ部を用意した。
これらのステータ部は、縦長さをいずれも38mm、直
径をいずれも20mmとし、スリット溝を50度の角度
で6箇所に形成したものである。また、いずれのステー
タ部にも図5に示すように凹部を形成し、この凹部は、
いずれも内径を14mmとした。
The experimental data at this time will be described with reference to FIG. First, two stator parts were prepared.
Each of these stator portions has a vertical length of 38 mm, a diameter of 20 mm, and slit grooves formed at six positions at an angle of 50 degrees. In addition, a concave portion is formed in each of the stator portions as shown in FIG.
In each case, the inner diameter was 14 mm.

【0055】ただし、一方のステータ部(実験NO.
1)の凹部は、深さを10mmとして、内底面が捩り振
動の二次共振振動の節の位置(図4参照)に配置される
ようにした。また、他方のステータ部(実験NO.2)
の凹部は、深さを5mmとして、内底面が捩り振動の二
次共振振動の節と腹との中間位置(図4参照)に配置さ
れるようにした。
However, one of the stator portions (Experiment NO.
The depth of the concave portion of 1) was 10 mm, and the inner bottom surface was arranged at the position of the node of the secondary resonance vibration of torsional vibration (see FIG. 4). Also, the other stator portion (Experiment No. 2)
The concave portion was set to have a depth of 5 mm, and the inner bottom surface was arranged at an intermediate position between the node and the antinode of the secondary resonance vibration of the torsional vibration (see FIG. 4).

【0056】ここで、上記寸法で凹部の形成されないス
テータ部を想定し、縦振動の一次共振周波数と、捩り振
動の二次共振周波数と、を理論上計算により求めると、 縦振動の一次共振周波数 :65kHz 捩り振動の二次共振周波数:78kHz となり、両者は大きく異なることが分かる。したがっ
て、一方の振動に共振が生じるような励振を行うと、他
方の振動には共振が生じないこととなる。
Here, assuming a stator portion having the above dimensions and no concave portion formed, the primary resonance frequency of longitudinal vibration and the secondary resonance frequency of torsional vibration are theoretically calculated. : 65 kHz, the secondary resonance frequency of torsional vibration: 78 kHz. Therefore, when excitation is performed so that resonance occurs in one vibration, resonance does not occur in the other vibration.

【0057】ところが、ステータ部に凹部を形成した上
記ステータ部を、圧電素子22、24によって、60k
Hz で励振して共振周波数を測定したところ、次の結果
が出た。
However, the above-mentioned stator portion having a recess formed in the stator portion is moved by the piezoelectric elements 22 and 24 to 60 k.
The following results were obtained when the resonance frequency was measured by exciting at Hz.

【0058】実験NO.1 縦振動の一次共振周波数 :60kHz 捩り振動の二次共振周波数:64kHz 実験NO.2 縦振動の一次共振周波数 :61kHz 捩り振動の二次共振周波数:65kHz この実験結果から、ステータ部に凹部を形成すると、縦
振動の一次共振周波数と、捩り振動の二次共振周波数と
が接近することが分かった。したがって、逆に言えば、
このような凹部を形成したステータ部を用いた場合に
は、縦振動の一次共振周波数又は捩り振動の二次共振周
波数に近い周波数で励振すると、縦振動及び捩り振動の
いずれにおいても共振が生じることが導かれる。
Experiment NO. Primary resonance frequency of longitudinal vibration: 60 kHz Secondary resonance frequency of torsional vibration: 64 kHz 2 Primary resonance frequency of longitudinal vibration: 61 kHz Secondary resonance frequency of torsional vibration: 65 kHz From this experimental result, when a concave portion is formed in the stator section, the primary resonance frequency of longitudinal vibration and the secondary resonance frequency of torsional vibration approach each other. I understood that. So, conversely,
When a stator having such a recess is used, when excitation is performed at a frequency close to the primary resonance frequency of longitudinal vibration or the secondary resonance frequency of torsional vibration, resonance occurs in both longitudinal vibration and torsional vibration. Is led.

【0059】そうすると、低次の共振周波数、すなわち
低い周波数で励振しても、縦と捩りのいずれにも共振を
発生させることが可能となる。そして、低い周波数で励
振した方が大きな振幅が得られることから、結局、一層
大きな振幅を得ることができるようになる。こうして、
大きな駆動力を出せる超音波モータが得られるのであ
る。
Then, even when excited at a low-order resonance frequency, that is, at a low frequency, resonance can be generated in both the longitudinal and torsional directions. Since a larger amplitude can be obtained by exciting at a lower frequency, a larger amplitude can be obtained after all. Thus,
An ultrasonic motor capable of producing a large driving force can be obtained.

【0060】本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、図7から図9のように変形してもよい。な
お、図7及び図9においては、スリット溝が図示されな
い状態で示されている。
The present invention is not limited to the embodiment described above, but may be modified as shown in FIGS. 7 and 9, the slit grooves are not shown.

【0061】例えば、上記図5に示すステータ部20
は、図7に示すようにしてもよい。すなわち、図7にお
いて、ステータ部52は、金属ブロック体54に他との
取付部56が形成されている。また、このステータ部5
2に形成された凹部58は、図5における凹部50より
も浅く形成されている。凹部として必要な深さは、ステ
ータ部の体格や励振周波数などによって異なるので、実
験により確認しながら最適の深さを見出すことが必要で
ある。
For example, the stator section 20 shown in FIG.
May be as shown in FIG. That is, in FIG. 7, the stator portion 52 has a metal block body 54 and an attachment portion 56 with the other. Also, this stator portion 5
The recess 58 formed in FIG. 2 is formed shallower than the recess 50 in FIG. Since the depth required for the concave portion varies depending on the physical size of the stator portion, the excitation frequency, and the like, it is necessary to find the optimum depth while confirming the results by experiments.

【0062】あるいは、ステータ部のブロック体は、図
8に示すように形成してもよい。同図は、実施例の変形
例に係るブロック体の縦断面図である。例えば、同図
(A)に示す金属ブロック体60は、円錐台形状をな
し、先細り形状の凹部62が形成されてなるものであ
る。また、同図(B)に示す金属ブロック体64は、円
柱形状をなし、上記凹部62よりは緩やかな先細り形状
の凹部66が形成されてなるもので、同図(C)に示す
金属ブロック体68も円柱形状をなして、ややテーパー
の付けられた凹部70が形成されてなるものである。さ
らに、同図(D)に示す金属ブロック体72は、円錐台
形状をなし、テーパーの付けられない凹部74が形成さ
れてなるものである。
Alternatively, the block body of the stator portion may be formed as shown in FIG. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a block body according to a modification of the embodiment. For example, a metal block body 60 shown in FIG. 5A has a truncated cone shape and is formed with a tapered recess 62. The metal block body 64 shown in FIG. 6B has a cylindrical shape and is formed with a concave portion 66 having a tapered shape that is gentler than the concave portion 62. The metal block body 64 shown in FIG. 68 also has a cylindrical shape and is formed with a concave portion 70 having a slightly tapered shape. Further, the metal block body 72 shown in FIG. 3D has a truncated conical shape, and is formed with a concave portion 74 that is not tapered.

【0063】あるいは、凹部の替わりに溝や中空部を形
成してもよい。例えば、図9(A)に示すステータ部7
6には、金属ブロック体78の周面に溝80が形成され
ている。また、同図(B)に示すステータ部82には、
金属ブロック体84の端面に凹部86を形成し、この凹
部86側に金属ブロック体88を取り付けてある。こう
することで、凹部86によって中空部が形成されること
となる。さらに、同図(C)に示すステータ部90に
は、金属ブロック体92、94が重ねて取り付けてあ
り、金属ブロック体94の端面に凹部96を形成し、こ
の凹部96を金属ブロック体92の端面に向けて金属ブ
ロック体94を取り付けてある。こうすることで、凹部
96によって中空部が形成されることとなる。
Alternatively, a groove or a hollow portion may be formed instead of the concave portion. For example, the stator unit 7 shown in FIG.
6, a groove 80 is formed on the peripheral surface of the metal block body 78. Also, the stator portion 82 shown in FIG.
A concave portion 86 is formed on the end surface of the metal block 84, and a metal block 88 is attached to the concave portion 86 side. By doing so, a hollow portion is formed by the concave portion 86. Further, metal blocks 92 and 94 are attached to the stator portion 90 shown in FIG. 9C in an overlapping manner, and a concave portion 96 is formed on an end surface of the metal block body 94. A metal block 94 is attached to the end face. By doing so, a hollow portion is formed by the concave portion 96.

【0064】これら図7〜図9に示すいずれの形状であ
っても、縦と捩りの共振周波数が近づくものである。あ
るいは、これら凹部、溝、又は中空部の他に、穴を形成
したものであってもよい。
In any of the shapes shown in FIGS. 7 to 9, the longitudinal and torsional resonance frequencies are close to each other. Alternatively, a hole may be formed in addition to the concave portion, the groove, or the hollow portion.

【0065】あるいは、上記実施例では、縦振動の一次
共振周波数と捩り振動の二次共振周波数とを組み合わせ
たものであるが、これに限定されず、縦振動の二次共振
周波数と捩り振動の三次共振周波数との組み合わせ、又
は縦振動の三次共振周波数と捩り振動の五次共振周波数
とを組み合わせてもよい。
In the above embodiment, the primary resonance frequency of the longitudinal vibration and the secondary resonance frequency of the torsional vibration are combined. However, the present invention is not limited to this, and the secondary resonance frequency of the longitudinal vibration and the torsional vibration are combined. A combination with a third-order resonance frequency, or a third-order resonance frequency of longitudinal vibration and a fifth-order resonance frequency of torsional vibration may be combined.

【0066】なお、縦振動の二次共振周波数を選択する
場合には、この二次共振周波数における波形の節の位置
に圧電素子を配置して、実際に生じる振動における波形
の節の位置と、二次共振周波数における波形の節の位置
とを一致させることで必要である。こうすることで、縦
振動の共振を発生させることができる。
When the secondary resonance frequency of the longitudinal vibration is selected, the piezoelectric element is arranged at the position of the node of the waveform at the secondary resonance frequency, It is necessary to match the position of the node of the waveform at the secondary resonance frequency. By doing so, longitudinal vibration resonance can be generated.

【0067】さらに、上記実施例は、スリット溝によっ
て捩り振動を発生させたが、これに限定されるものでは
なく、図11に示すようなボルト108によって捩り振
動を発生させるものに本発明を適用してもよい。
Further, in the above embodiment, the torsional vibration is generated by the slit groove. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a case where the torsional vibration is generated by the bolt 108 as shown in FIG. May be.

【0068】あるいは、圧電素子の圧電方向を斜めにす
ることで捩り振動を発生させるものに、本発明を適用し
てもよい。
Alternatively, the present invention may be applied to a device that generates torsional vibration by making the piezoelectric direction of a piezoelectric element oblique.

【0069】このような圧電素子の圧電方向を斜めにし
て捩り振動を発生させる構成については、特願平5−2
65617号に開示されており、これを図10に示す。
すなわち、同図において、ステータ部220は、斜め方
向に分極された2つの圧電素子222、224と、これ
らに一定周波数の高周波交流電圧を印加するための2つ
の電極板226、228と、さらに外側からこれらを挟
持するように配置された第1及び第2の金属ブロック体
230、232と、金属ブロック体を締め付けるための
結合ボルト336とを含む。斜め方向に分極された圧電
素子222、224を振動させると、ロータ部210の
回転軸216に沿った縦振動と、ロータ部210の回転
方向に沿った捩り振動とを同時に発生させることができ
る。これにより、ロータ接触面212上にはこれらの縦
振動と捩り振動とが合成された楕円振動が発生し、ロー
タ部210を回転駆動することができる。
For such a structure in which the piezoelectric direction of the piezoelectric element is inclined to generate torsional vibration, refer to Japanese Patent Application No. Hei.
No. 65617, which is shown in FIG.
That is, in the figure, the stator unit 220 includes two piezoelectric elements 222 and 224 polarized in an oblique direction, two electrode plates 226 and 228 for applying a high-frequency AC voltage having a constant frequency to them, and And first and second metal block bodies 230 and 232 arranged so as to sandwich them, and a coupling bolt 336 for tightening the metal block bodies. When the piezoelectric elements 222 and 224 that are polarized in an oblique direction vibrate, longitudinal vibration along the rotation axis 216 of the rotor unit 210 and torsional vibration along the rotation direction of the rotor unit 210 can be simultaneously generated. As a result, an elliptical vibration in which the longitudinal vibration and the torsional vibration are combined is generated on the rotor contact surface 212, and the rotor 210 can be driven to rotate.

【0070】[0070]

【発明の効果】このように、発明によれば、縦振動の
共振周波数又は捩り振動の共振周波数を変えて、任意の
周波数において共振を発生させて、効率的に駆動するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, resonance can be generated at an arbitrary frequency by changing the resonance frequency of the longitudinal vibration or the resonance frequency of the torsional vibration, and the drive can be performed efficiently.

【0071】また、発明によれば、大きな振幅の振動
による大きな駆動力を出すことができる。
Further, according to the present invention, it is possible to produce a large driving force due to a vibration having a large amplitude.

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

【図1】本発明の超音波モータを適用した一実施例の全
体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment to which an ultrasonic motor according to the present invention is applied.

【図2】ステータ部の詳細構造および組み付け状態を示
す分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a detailed structure and an assembled state of a stator unit.

【図3】ステータ部の第3の金属ブロック体に形成され
た斜めスリット溝の詳細を示す図である。
FIG. 3 is a view showing details of an oblique slit groove formed in a third metal block body of a stator portion.

【図4】圧電素子及び斜めスリット溝の位置を説明する
ための図である。
FIG. 4 is a view for explaining positions of a piezoelectric element and oblique slit grooves.

【図5】図1に示すステータ部の縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the stator section shown in FIG.

【図6】実施例における実験条件を示す図である。FIG. 6 is a view showing experimental conditions in an example.

【図7】図5に示すステータ部の変形例を示す縦断面図
である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a modification of the stator section shown in FIG.

【図8】図5に示す凹部の変形例を示す縦断面図であ
る。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a modified example of the concave portion shown in FIG.

【図9】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図11】従来のボルト締めランジュバン型超音波モー
タの一例を示す図である。
FIG. 11 is a view showing an example of a conventional bolted Langevin type ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ロータ部 20 ステータ部 22、24 圧電素子 26、28 電極板(電極) 30、32、34 金属ブロック体(ブロック体) 36 結合ボルト 38 斜めスリット溝 50 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotor part 20 Stator part 22, 24 Piezoelectric element 26, 28 Electrode plate (electrode) 30, 32, 34 Metal block body (block body) 36 Connection bolt 38 Diagonal slit groove 50 Depression

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 敬介 愛知県豊橋市大岩町字小山塚20番地 本 多電子株式会社内 (72)発明者 宮本 年昭 愛知県豊橋市大岩町字小山塚20番地 本 多電子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−8877(JP,A) 特開 平3−178579(JP,A) 特開 平4−265673(JP,A) 特開 昭63−236577(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Keisuke Honda 20 Oyama-cho, Oiwa-cho, Toyohashi-city, Aichi Prefecture Inside Honda Electronics Co., Ltd. (56) References JP-A-64-8877 (JP, A) JP-A-3-178579 (JP, A) JP-A-4-265673 (JP, A) JP-A-63-1988 236577 (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】 ロータ部とステータ部とを有し、縦振動
と捩り振動とが合成されて発生する楕円振動によって、
前記ステータ部が前記ロータ部を回転駆動する超音波モ
ータにおいて、 前記ステータ部は、高周波交流電圧によって縦振動を発
生させる圧電素子と、前記圧電素子に高周波交流電圧の
印加を行う電極と、前記圧電素子を挟んで締め付ける複
数のブロック体と、前記縦振動によって前記捩り振動を
発生させる捩り振動発生手段と、を含み、 前記ブロック体は、縦振動における所定次数の共振周波
数と、捩り振動における所定次数の共振周波数と、の差
が縮まるように、凹部が形成され、前記凹部は、内底部が前記捩り振動の節の位置又は前記
捩り振動の節と腹との中間位置に配置される ことを特徴
とする超音波モータ。
1. An elliptical vibration having a rotor portion and a stator portion, which is generated by combining longitudinal vibration and torsional vibration.
In the ultrasonic motor in which the stator unit drives the rotor unit to rotate, the stator unit includes a piezoelectric element that generates longitudinal vibration by a high-frequency AC voltage, an electrode that applies a high-frequency AC voltage to the piezoelectric element, and a piezoelectric element. A plurality of block bodies for clamping the element therebetween, and torsion vibration generating means for generating the torsional vibration by the longitudinal vibration, wherein the block body has a resonance frequency of a predetermined order in the longitudinal vibration and a predetermined order in the torsional vibration. as the resonant frequency, the difference in shrinking of the recess is formed, the recess, the inner bottom position or the sections of the torsional vibration
An ultrasonic motor, which is arranged at an intermediate position between a node of a torsional vibration and an antinode .
【請求項2】 請求項1に記載の超音波モータにおい
て、 前記楕円振動は、一次共振周波数の縦振動と二次共振周
波数の捩り振動とが合成されて発生することを特徴とす
る超音波モータ。
2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein said elliptical vibration is generated by combining longitudinal vibration having a primary resonance frequency and torsional vibration having a secondary resonance frequency. .
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