JP3492106B2 - 振動波モータ - Google Patents
振動波モータInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は振動体に発生させた
振動波により接触体と該振動体とを相対移動させるいわ
ゆる振動波モータの加圧手段の改良に関するものであ
る。
振動波により接触体と該振動体とを相対移動させるいわ
ゆる振動波モータの加圧手段の改良に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図２０に示す従来の振動波モータの構成
を説明する。ベース１にビスで固定された振動体として
のステータ２は金属などの弾性体製の振動子２１の裏面
に圧電素子２２が固着され、そのもう一方の面には摩擦
材２３が接着されている。移動体（接触体）としてのロ
ータ３は、回転軸４に焼嵌められたディスク５に内径を
固定された加圧ばね６によってゴム７を介して押圧さ
れ、ステータ２に加圧接触されている。回転軸４はベー
ス１に外軸を固定した一対の深溝玉軸受８１、８２によ
って回転自在に支持され、ロータ３をステータ２に適切
な力で加圧接触させるための加圧ばね６の加圧変位量だ
け回転軸４をステータ側へ押し込んだ状態で、回転軸の
溝に装着したスナップリング９によって軸受８２の内輪
に支持される。軸受８１はディスク５によってその内輪
に適切な予圧をかけることでがたを排除し、回転軸４の
ラジアルふれを抑えている。
を説明する。ベース１にビスで固定された振動体として
のステータ２は金属などの弾性体製の振動子２１の裏面
に圧電素子２２が固着され、そのもう一方の面には摩擦
材２３が接着されている。移動体（接触体）としてのロ
ータ３は、回転軸４に焼嵌められたディスク５に内径を
固定された加圧ばね６によってゴム７を介して押圧さ
れ、ステータ２に加圧接触されている。回転軸４はベー
ス１に外軸を固定した一対の深溝玉軸受８１、８２によ
って回転自在に支持され、ロータ３をステータ２に適切
な力で加圧接触させるための加圧ばね６の加圧変位量だ
け回転軸４をステータ側へ押し込んだ状態で、回転軸の
溝に装着したスナップリング９によって軸受８２の内輪
に支持される。軸受８１はディスク５によってその内輪
に適切な予圧をかけることでがたを排除し、回転軸４の
ラジアルふれを抑えている。
【０００３】コネクタ１０、フレキシブルプリント基板
１１を介して圧電素子へ駆動電圧を給電することによ
り、ステータに進行性の振動波を起こし、これによって
加圧接触されたロータ３を駆動することにより、回転軸
４から回転を取り出す。
１１を介して圧電素子へ駆動電圧を給電することによ
り、ステータに進行性の振動波を起こし、これによって
加圧接触されたロータ３を駆動することにより、回転軸
４から回転を取り出す。
【０００４】図２１は加圧ばね６の平面図である。加圧
ばね６はディスクとの嵌合穴６１、ビス止め用の穴６
２、およびゴムとの接触部に滑り止め用の穴６３を設け
た、ステンレス鋼帯製の円板状の薄板ばねである。
ばね６はディスクとの嵌合穴６１、ビス止め用の穴６
２、およびゴムとの接触部に滑り止め用の穴６３を設け
た、ステンレス鋼帯製の円板状の薄板ばねである。
【０００５】この振動波モータは、振動体の摺動面形状
や振動振幅にむらがある場合、移動体（接触体）の振動
体への加圧力が全周にわたって均一とならず、移動体と
振動体の位相角によって発生トルクが変化し、トルクむ
らあるいは速度むら（以下回転むらとする）を生じてし
まう。このため移動体の振動体との摺動面の平面度を上
げる、加圧むらの排除、あるいは、振動体の摺動面平面
度を上げることが、振幅むらの軽減や、上記回転むらの
軽減の為に必要である。
や振動振幅にむらがある場合、移動体（接触体）の振動
体への加圧力が全周にわたって均一とならず、移動体と
振動体の位相角によって発生トルクが変化し、トルクむ
らあるいは速度むら（以下回転むらとする）を生じてし
まう。このため移動体の振動体との摺動面の平面度を上
げる、加圧むらの排除、あるいは、振動体の摺動面平面
度を上げることが、振幅むらの軽減や、上記回転むらの
軽減の為に必要である。
【０００６】この例では、加圧力を均一にするために円
形の板ばねを用いることにより、コイルばね等を用いる
よりも加圧むらを低減し、回転むらを小さくしている。
形の板ばねを用いることにより、コイルばね等を用いる
よりも加圧むらを低減し、回転むらを小さくしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板ばね
に用いられるばね用ステンレス鋼帯等の圧延材は、圧延
加工、焼入れ等の工程において歪みを生ずると共に、ロ
ール材として使用されることによりそりが生ずる。ま
た、圧延材の面内における縦弾性係数（ヤング率）が異
方性をもっている。
に用いられるばね用ステンレス鋼帯等の圧延材は、圧延
加工、焼入れ等の工程において歪みを生ずると共に、ロ
ール材として使用されることによりそりが生ずる。ま
た、圧延材の面内における縦弾性係数（ヤング率）が異
方性をもっている。
【０００８】図２２は図２１のばねを圧延方向から４５
°の角度からみた自然状態の側面図である。図に示すよ
うな圧延加工後のロールにより円弧状のそりを生じてい
るとき、移動体を押圧すると、そりによって浮き上がっ
ていた部分は他の部分と比較して変位量が少ない。した
がって、加圧力も小さいことから、移動体への加圧力は
周方向に２周期の分布をもつ一方で振動体に微小な初期
変形による凹凸があるため、振動体の凸部と、移動体の
加圧力が大きい部分が一致する相対角度で出力トルクが
最大となる。移動体一周あたりに２周期でこの最大トル
クの角度があるため、上記の構成では軸出力の１回転あ
たり、１８０度ごとにトルクが最大となり、２周期の回
転むらが出力される。
°の角度からみた自然状態の側面図である。図に示すよ
うな圧延加工後のロールにより円弧状のそりを生じてい
るとき、移動体を押圧すると、そりによって浮き上がっ
ていた部分は他の部分と比較して変位量が少ない。した
がって、加圧力も小さいことから、移動体への加圧力は
周方向に２周期の分布をもつ一方で振動体に微小な初期
変形による凹凸があるため、振動体の凸部と、移動体の
加圧力が大きい部分が一致する相対角度で出力トルクが
最大となる。移動体一周あたりに２周期でこの最大トル
クの角度があるため、上記の構成では軸出力の１回転あ
たり、１８０度ごとにトルクが最大となり、２周期の回
転むらが出力される。
【０００９】さらに、板ばねの圧延面内で縦弾性係数が
異方性を持っていると、全周にわたって同じ変位を与え
た場合の加圧力分布にむらが生ずるため、上記のそりに
よる場合と同様に、回転むらが生じる。
異方性を持っていると、全周にわたって同じ変位を与え
た場合の加圧力分布にむらが生ずるため、上記のそりに
よる場合と同様に、回転むらが生じる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、振動
波を生じる振動体と、前記振動体と接触し、前記振動体
の振動波によって前記振動体と相対移動する接触体と、
前記接触体を前記振動体に対して加圧接触させる加圧ば
ねを有する振動波モータにおいて、前記加圧ばねとして
圧延加工によって形成したものを用い、前記加圧ばねを
複数個重ねると共に、各々の圧延方向を３６０°／２ｎ
（ｎは加圧ばねの個数）ずらした振動波モータを特徴と
する。
波を生じる振動体と、前記振動体と接触し、前記振動体
の振動波によって前記振動体と相対移動する接触体と、
前記接触体を前記振動体に対して加圧接触させる加圧ば
ねを有する振動波モータにおいて、前記加圧ばねとして
圧延加工によって形成したものを用い、前記加圧ばねを
複数個重ねると共に、各々の圧延方向を３６０°／２ｎ
（ｎは加圧ばねの個数）ずらした振動波モータを特徴と
する。
【００１１】請求項２の発明は、振動波を生じる振動体
と、前記振動体と接触し、前記振動体の振動波によって
前記振動体と相対移動する接触体と、前記接触体を前記
振動体に対して加圧接触させる加圧ばねを有する振動波
モータにおいて、前記加圧ばねとして圧延加工によって
形成したものを用い、前記加圧ばねを複数個重ねると共
に、各々の圧延時での表裏を逆にした振動波モータを特
徴とする。
と、前記振動体と接触し、前記振動体の振動波によって
前記振動体と相対移動する接触体と、前記接触体を前記
振動体に対して加圧接触させる加圧ばねを有する振動波
モータにおいて、前記加圧ばねとして圧延加工によって
形成したものを用い、前記加圧ばねを複数個重ねると共
に、各々の圧延時での表裏を逆にした振動波モータを特
徴とする。
【００１２】請求項３の発明は、前記複数個の加圧ばね
の少なくとも２個は、圧延方向を一致させて圧延時での
表裏を逆にした振動波モータを特徴とする。
の少なくとも２個は、圧延方向を一致させて圧延時での
表裏を逆にした振動波モータを特徴とする。
【００１３】請求項４の発明は、振動波を生じる振動体
と、前記振動体と接触し、前記振動体の振動波によって
前記振動体と相対移動する接触体と、前記接触体を前記
振動体に対して加圧接触させる加圧ばねを有する振動波
モータにおいて、前記加圧ばねとして圧延加工によって
形成したものを用い、圧延方向によって生じる縦弾性係
数の異方性を、前記加圧ばねの剛性を異方性にすること
によって補正した振動波モータを特徴とする。
と、前記振動体と接触し、前記振動体の振動波によって
前記振動体と相対移動する接触体と、前記接触体を前記
振動体に対して加圧接触させる加圧ばねを有する振動波
モータにおいて、前記加圧ばねとして圧延加工によって
形成したものを用い、圧延方向によって生じる縦弾性係
数の異方性を、前記加圧ばねの剛性を異方性にすること
によって補正した振動波モータを特徴とする。
【００１４】請求項５の発明は、前記加圧ばねは周方向
に複数個のスリットを形成し、該スリットの面積を変え
ることにより剛性を異方性にした振動波モータを特徴と
する。
に複数個のスリットを形成し、該スリットの面積を変え
ることにより剛性を異方性にした振動波モータを特徴と
する。
【００１５】請求項６の発明は、前記加圧ばねに周方向
に複数個のスリットを形成し、該スリットの間隔を変え
ることにより剛性を異方性にした振動波モータを特徴と
する。
に複数個のスリットを形成し、該スリットの間隔を変え
ることにより剛性を異方性にした振動波モータを特徴と
する。
【００１６】請求項７の発明は、振動波を生じる振動体
と、前記振動体と接触し、前記振動体の振動波によって
前記振動体と相対移動する接触体と、前記接触体を前記
振動体に対して加圧接触させる加圧ばねを有する振動波
モータにおいて、前記加圧ばねとして圧延加工によって
形成したものを用い、圧延方向によって生じる縦弾性係
数の異方性を、前記加圧ばねの接触部を周方向に不等径
にすることにより補正した振動波モータを特徴とする。
と、前記振動体と接触し、前記振動体の振動波によって
前記振動体と相対移動する接触体と、前記接触体を前記
振動体に対して加圧接触させる加圧ばねを有する振動波
モータにおいて、前記加圧ばねとして圧延加工によって
形成したものを用い、圧延方向によって生じる縦弾性係
数の異方性を、前記加圧ばねの接触部を周方向に不等径
にすることにより補正した振動波モータを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】最初に本発明の実施の形態の代表
的な考え方を図１８、図１９を用いて説明する。
的な考え方を図１８、図１９を用いて説明する。
【００１８】図１８は圧延材に圧延方向のロール等によ
って初期変形が生じている場合の作用の説明図である。
って初期変形が生じている場合の作用の説明図である。
【００１９】ばね６ａが圧延材の初期変形により、図示
したような２つ折れの形状となっている場合、周囲が軸
方向に等しい位置まで変位したときに生ずる荷重分布
は、Ａで示すように２つの極大値をとるような分布とな
る。このばね６ａだけを用いて移動体（接触体）を加圧
すると、荷重分布Ａと同様の加圧力分布が移動体（接触
体）と振動体に働き、上述したようにモータ軸の１回転
に２回の回転むらを生じる。
したような２つ折れの形状となっている場合、周囲が軸
方向に等しい位置まで変位したときに生ずる荷重分布
は、Ａで示すように２つの極大値をとるような分布とな
る。このばね６ａだけを用いて移動体（接触体）を加圧
すると、荷重分布Ａと同様の加圧力分布が移動体（接触
体）と振動体に働き、上述したようにモータ軸の１回転
に２回の回転むらを生じる。
【００２０】ここでさらに同一形状のばね６ｂを回転軸
を中心に９０度ずらして、表裏を一致させて重ね合せた
場合、ばね６ａと等しい変位が生じたときの荷重分布は
Ｂで示すように荷重分布Ａと９０°ずれた分布となる。
この２枚の加圧ばねをディスクに一体的に固定し、周囲
に変位を与えると、ばね６ａおよびばね６ｂに生じる変
位は合成されると等しくなるため、移動体に働く加圧分
布はＡとＢの和Ｃとなり、個々のばねによって生ずる加
圧分布のむらは軽減することができる。
を中心に９０度ずらして、表裏を一致させて重ね合せた
場合、ばね６ａと等しい変位が生じたときの荷重分布は
Ｂで示すように荷重分布Ａと９０°ずれた分布となる。
この２枚の加圧ばねをディスクに一体的に固定し、周囲
に変位を与えると、ばね６ａおよびばね６ｂに生じる変
位は合成されると等しくなるため、移動体に働く加圧分
布はＡとＢの和Ｃとなり、個々のばねによって生ずる加
圧分布のむらは軽減することができる。
【００２１】図１９は圧延材の縦弾性係数の異方性に対
する作用の説明図である。ばね材料の面内における縦弾
性係数の異方性は、圧延方向成分が大きく、圧延方向と
直交する成分は小さい値となっている場合が多い。この
圧延方向は、上記のばね材に生ずるそりの方向と一致す
る。ばね６ａ′の縦弾性係数の分布がＡ′で示されると
き、これに対して９０°ずらして配置したばね６ｂ′の
縦弾性係数の分布はＢ′となる。この２枚の加圧ばね６
ａ′，６ｂ′をディスクに一体的に固定し周囲に変位を
与えると、ばね６ａ′およびばね６ｂ′に生じる変位は
等しくなるため、ばね６ａ′とばね６ｂ′の合成された
剛性はＣ′に示すようになり、上記のそりによる加圧分
布を相殺する効果と同様に、圧延面内の縦弾性係数の異
方性によって生じる加圧力分布のむらも低減できる。
する作用の説明図である。ばね材料の面内における縦弾
性係数の異方性は、圧延方向成分が大きく、圧延方向と
直交する成分は小さい値となっている場合が多い。この
圧延方向は、上記のばね材に生ずるそりの方向と一致す
る。ばね６ａ′の縦弾性係数の分布がＡ′で示されると
き、これに対して９０°ずらして配置したばね６ｂ′の
縦弾性係数の分布はＢ′となる。この２枚の加圧ばね６
ａ′，６ｂ′をディスクに一体的に固定し周囲に変位を
与えると、ばね６ａ′およびばね６ｂ′に生じる変位は
等しくなるため、ばね６ａ′とばね６ｂ′の合成された
剛性はＣ′に示すようになり、上記のそりによる加圧分
布を相殺する効果と同様に、圧延面内の縦弾性係数の異
方性によって生じる加圧力分布のむらも低減できる。
【００２２】（第１の実施の形態）図１は本発明の第一
の実施の形態としての振動波モータを示す。ベース１に
ビスで固定された振動体としてのステータ２は金属など
の弾性体製の振動子２１の裏面に電気−機械エネルギー
変換素子としての圧電素子２２が固着され、そのもう一
方の面に薄い摩擦材２３が接着されている。接触体とし
てのロータ３は回転軸４に焼嵌めされたディスク５に内
径近傍を固定された加圧ばね６ａおよび６ｂによってリ
ング状のゴム７を介して押圧され、ステータ２に加圧接
触されており、回転軸４はベースに外輪を固定した一対
の深溝玉軸受８１、８２によって回転自在に支持され、
ロータ３をステータ２に適切な力で加圧接触させるため
の加圧ばね６ａ、６ｂの加圧変位量だけ、回転軸４をス
テータ側へ押し込んだ状態で、回転軸の溝に装着したス
ナップリング９によって軸受８２の内輪に支持される。
軸受８１はディスク５によってその内輪に適切な予圧を
かけることでがたを排除し、回転軸４のラジアルふれを
抑えている。ここでコネクタ１０、フレキシブルプリン
ト基板１１を介して圧電素子へ駆動電圧を給電すること
により、ステータに進行性の振動波を起こし、これに加
圧接触されたロータ３を駆動することにより、回転軸４
から回転を取り出す。
の実施の形態としての振動波モータを示す。ベース１に
ビスで固定された振動体としてのステータ２は金属など
の弾性体製の振動子２１の裏面に電気−機械エネルギー
変換素子としての圧電素子２２が固着され、そのもう一
方の面に薄い摩擦材２３が接着されている。接触体とし
てのロータ３は回転軸４に焼嵌めされたディスク５に内
径近傍を固定された加圧ばね６ａおよび６ｂによってリ
ング状のゴム７を介して押圧され、ステータ２に加圧接
触されており、回転軸４はベースに外輪を固定した一対
の深溝玉軸受８１、８２によって回転自在に支持され、
ロータ３をステータ２に適切な力で加圧接触させるため
の加圧ばね６ａ、６ｂの加圧変位量だけ、回転軸４をス
テータ側へ押し込んだ状態で、回転軸の溝に装着したス
ナップリング９によって軸受８２の内輪に支持される。
軸受８１はディスク５によってその内輪に適切な予圧を
かけることでがたを排除し、回転軸４のラジアルふれを
抑えている。ここでコネクタ１０、フレキシブルプリン
ト基板１１を介して圧電素子へ駆動電圧を給電すること
により、ステータに進行性の振動波を起こし、これに加
圧接触されたロータ３を駆動することにより、回転軸４
から回転を取り出す。
【００２３】加圧ばね６ａおよび６ｂは図２，図３に示
すように、回転軸に対して圧延方向を互いに９０度ずら
し、表裏を一致させて重ね合せ（図３において、例えば
加圧ばね６ａと６ｂ共、上面を圧延時の表面とするとい
う意味）、嵌合穴６１でディスクに対する位置決めを行
った上、穴６２を用いてビスでディスク５に共締めして
いる。ゴム７との接触部には滑り止め用の穴６３を複数
個周方向に設けてある。この構成では、２枚の加圧ばね
６ａ、６ｂを９０度ずらして重ね合せることによって初
期変形と、面内の縦弾性係数の異方性による加圧力のむ
らの両方を相殺している。
すように、回転軸に対して圧延方向を互いに９０度ずら
し、表裏を一致させて重ね合せ（図３において、例えば
加圧ばね６ａと６ｂ共、上面を圧延時の表面とするとい
う意味）、嵌合穴６１でディスクに対する位置決めを行
った上、穴６２を用いてビスでディスク５に共締めして
いる。ゴム７との接触部には滑り止め用の穴６３を複数
個周方向に設けてある。この構成では、２枚の加圧ばね
６ａ、６ｂを９０度ずらして重ね合せることによって初
期変形と、面内の縦弾性係数の異方性による加圧力のむ
らの両方を相殺している。
【００２４】このように、２枚の加圧ばねを９０度回転
方向にずらして配置することによって加圧むらを軽減
し、モータの回転むらを減らすことによって、高精度で
安定した出力を得る振動波モータを提供することが可能
となる。
方向にずらして配置することによって加圧むらを軽減
し、モータの回転むらを減らすことによって、高精度で
安定した出力を得る振動波モータを提供することが可能
となる。
【００２５】（第２の実施の形態）図４は本発明の第２
の実施の形態としての加圧ばねを示す。
の実施の形態としての加圧ばねを示す。
【００２６】４枚の加圧ばね６ａ〜６ｄの圧延方向を４
５度ずつずらして表裏を一致させて重ねあわせ、ディス
ク（不図示）にビスで共締めしている。これによってば
ね材の持つ異方性を４方向に分散させることによってむ
らが軽減できる。加圧ばねの枚数を増やすことによっ
て、各板ばねの板厚を薄くすることが可能となるため、
変位に対する板厚が小さくなり、ばね特性の非線形性も
改善できる。
５度ずつずらして表裏を一致させて重ねあわせ、ディス
ク（不図示）にビスで共締めしている。これによってば
ね材の持つ異方性を４方向に分散させることによってむ
らが軽減できる。加圧ばねの枚数を増やすことによっ
て、各板ばねの板厚を薄くすることが可能となるため、
変位に対する板厚が小さくなり、ばね特性の非線形性も
改善できる。
【００２７】（第３の実施の形態）図５は本発明の第３
の実施の形態としての加圧ばねを示す。
の実施の形態としての加圧ばねを示す。
【００２８】本実施の形態では、２枚の加圧ばねの圧延
方向を一致させ、初期変形の凹側が対向するように表裏
を逆にして重ね合せたものである。縦弾性係数の異方性
は相殺できないが、凹部を対向させて共締めすることに
よって荷重を受けない状態で加圧ばねの変形をおさえて
平坦な形状とすることができる。
方向を一致させ、初期変形の凹側が対向するように表裏
を逆にして重ね合せたものである。縦弾性係数の異方性
は相殺できないが、凹部を対向させて共締めすることに
よって荷重を受けない状態で加圧ばねの変形をおさえて
平坦な形状とすることができる。
【００２９】（第４の実施の形態）図６は本発明の第４
の実施の形態における加圧ばねを示す。
の実施の形態における加圧ばねを示す。
【００３０】本実施の形態では、２枚の加圧ばねの圧延
方向を一致させ、初期変形の凹側が対向するように表裏
を逆にして重ね合せた２組のばね対６ａと６ｂ、および
６ｃと６ｄを９０°ずらして重ねたものである。この構
成ではばねの初期変形を取り除くと共に、縦弾性率の異
方性も相殺できる。
方向を一致させ、初期変形の凹側が対向するように表裏
を逆にして重ね合せた２組のばね対６ａと６ｂ、および
６ｃと６ｄを９０°ずらして重ねたものである。この構
成ではばねの初期変形を取り除くと共に、縦弾性率の異
方性も相殺できる。
【００３１】（第５の実施の形態）図７は第５の実施の
形態としての加圧ばねの平面図である。
形態としての加圧ばねの平面図である。
【００３２】加圧ばね６にはディスク５への嵌合穴６１
と固定用の穴６２、滑り止めの為の穴６３をもち、ばね
の中心から放射状に複数のスリット６４を形成してい
る。この放射状スリットは押えばねの板材の圧延方向に
近い方向のスリットは幅が広く、圧延方向と直角方向に
近い方向のものほど幅が狭くなっている。圧延方向の縦
弾性係数は大きく、圧延方向に直角な方向の縦弾性係数
は小さくなっているから、本実施の形態のように圧延方
向に向いたスリットを幅広くして、剛性を下げることに
よって、縦弾性係数の異方性による曲げ剛性の分布を平
均化し、加圧むらを軽減することによって回転むらの小
さい高性能なモータとすることができる。
と固定用の穴６２、滑り止めの為の穴６３をもち、ばね
の中心から放射状に複数のスリット６４を形成してい
る。この放射状スリットは押えばねの板材の圧延方向に
近い方向のスリットは幅が広く、圧延方向と直角方向に
近い方向のものほど幅が狭くなっている。圧延方向の縦
弾性係数は大きく、圧延方向に直角な方向の縦弾性係数
は小さくなっているから、本実施の形態のように圧延方
向に向いたスリットを幅広くして、剛性を下げることに
よって、縦弾性係数の異方性による曲げ剛性の分布を平
均化し、加圧むらを軽減することによって回転むらの小
さい高性能なモータとすることができる。
【００３３】（第６の実施の形態）図８は本発明の第６
の実施の形態としての加圧ばねの平面図である。
の実施の形態としての加圧ばねの平面図である。
【００３４】上記図７と同様に加圧ばね６は放射状スリ
ットを備え、隣り合うスリットのなす角を板の圧延方向
に近い方向のものは小さく、圧延方向と直角方向に近い
ものほど大きくすることによって圧延方向の剛性を下
げ、縦弾性係数の異方性による曲げ剛性の分布を平均化
できる。
ットを備え、隣り合うスリットのなす角を板の圧延方向
に近い方向のものは小さく、圧延方向と直角方向に近い
ものほど大きくすることによって圧延方向の剛性を下
げ、縦弾性係数の異方性による曲げ剛性の分布を平均化
できる。
【００３５】（第７の実施の形態）図９は本発明の第７
の実施の形態における加圧ばねの平面図である。
の実施の形態における加圧ばねの平面図である。
【００３６】図８と同様に加圧ばね６は放射状スリット
を備え、この放射状スリットは、板の圧延方向に近い方
向のスリットを長く、圧延方向と直角方向に近い方向の
ものほど短くすることによって圧延方向の剛性を下げ、
縦弾性係数の異方性による曲げ剛性の分布を平均化し、
加圧むらを軽減することができる。
を備え、この放射状スリットは、板の圧延方向に近い方
向のスリットを長く、圧延方向と直角方向に近い方向の
ものほど短くすることによって圧延方向の剛性を下げ、
縦弾性係数の異方性による曲げ剛性の分布を平均化し、
加圧むらを軽減することができる。
【００３７】（第８の実施の形態）図１０は本発明の第
８の実施の形態における加圧ばねの平面図である。
８の実施の形態における加圧ばねの平面図である。
【００３８】加圧ばね６の外周の圧延方向の両端付近に
切り欠き部６５を設けている。この切り欠き付近では周
方向の断面２次モーメントが小さくなるため、圧延方向
の剛性を下げ、曲げ剛性を平均化できる。これは、加圧
ばね６の外周の径を圧延方向の端部を小径とすることに
相当する。
切り欠き部６５を設けている。この切り欠き付近では周
方向の断面２次モーメントが小さくなるため、圧延方向
の剛性を下げ、曲げ剛性を平均化できる。これは、加圧
ばね６の外周の径を圧延方向の端部を小径とすることに
相当する。
【００３９】（第９の実施の形態）図１１は本発明の第
９の実施の形態の加圧ばね、ディスク、シャフトの平面
図、図１２はその側面図である。
９の実施の形態の加圧ばね、ディスク、シャフトの平面
図、図１２はその側面図である。
【００４０】円板形状の加圧ばね６を固定するディスク
５にばね材の圧延方向に二方取り５１を設けている。加
圧ばねの外周付近で移動体を加圧するとき、ばね材の縦
弾性係数の大きい圧延方向でのばねの半径方向の有効長
を大きく、圧延方向に直角な方向には小さくすることに
よって剛性のむらを軽減している。
５にばね材の圧延方向に二方取り５１を設けている。加
圧ばねの外周付近で移動体を加圧するとき、ばね材の縦
弾性係数の大きい圧延方向でのばねの半径方向の有効長
を大きく、圧延方向に直角な方向には小さくすることに
よって剛性のむらを軽減している。
【００４１】（第１０の実施の形態）図１３は本発明の
第１０の実施の形態の加圧ばね、ディスク、シャフトの
平面図、図１４はその側面図である。
第１０の実施の形態の加圧ばね、ディスク、シャフトの
平面図、図１４はその側面図である。
【００４２】円板形状の加圧ばね６によって加圧される
移動体３の内周縁３１を、ばね材の圧延方向を長軸とす
る略楕円形状とすることにより、ばね材の縦弾性係数の
大きい圧延方向のばねの半径方向の有効長を大きく、圧
延方向に直角な方向には小さくすることによって剛性の
むらを軽減できる。
移動体３の内周縁３１を、ばね材の圧延方向を長軸とす
る略楕円形状とすることにより、ばね材の縦弾性係数の
大きい圧延方向のばねの半径方向の有効長を大きく、圧
延方向に直角な方向には小さくすることによって剛性の
むらを軽減できる。
【００４３】（第１１の実施の形態）図１５は本発明の
第１１の実施の形態としての振動波モータの断面図であ
る。
第１１の実施の形態としての振動波モータの断面図であ
る。
【００４４】本実施例は、棒状超音波モータにおける加
圧手段を、圧延方向をずらした複数のばねを重ねて構成
したものである。１０２ａ、１０２ｂは、金属等の弾性
材料からなる振動体で、電気−機械エネルギー変換素子
としての圧電素子（ＰＺＴ）および電極板が積層された
駆動層１０１を介装した状態でボルト１０３によって締
結され、この駆動層１０１が挟持固定されている。ボル
ト１０３の上部は細いピン形状の弾性体を構成してお
り、付加質量１１０がナット１１２によって固定されて
いる。
圧手段を、圧延方向をずらした複数のばねを重ねて構成
したものである。１０２ａ、１０２ｂは、金属等の弾性
材料からなる振動体で、電気−機械エネルギー変換素子
としての圧電素子（ＰＺＴ）および電極板が積層された
駆動層１０１を介装した状態でボルト１０３によって締
結され、この駆動層１０１が挟持固定されている。ボル
ト１０３の上部は細いピン形状の弾性体を構成してお
り、付加質量１１０がナット１１２によって固定されて
いる。
【００４５】１０９はベアリング、１０８はギアで、共
に樹脂を成形加工して製作されている。１０５は接触部
材としてのロータで、バネケース１０６と接着されてい
る。１０７は重ね加圧ばねである。バネケース１０６に
は径方向に一対の溝１０６ａが軸対称に形成され、ギア
１０８にはこの溝１０６ａにそれぞれ挿入される突起部
１０８ａが形成されている。
に樹脂を成形加工して製作されている。１０５は接触部
材としてのロータで、バネケース１０６と接着されてい
る。１０７は重ね加圧ばねである。バネケース１０６に
は径方向に一対の溝１０６ａが軸対称に形成され、ギア
１０８にはこの溝１０６ａにそれぞれ挿入される突起部
１０８ａが形成されている。
【００４６】駆動層１０１を構成する圧電素子は、互い
に位置的に９０°の位相をもたせて配置した２群からな
り、各群に時間的に所定の位相差をもつ２つの交番信号
（交流電圧）を印加することによって振動体１０２ａに
その軸を含む直交した曲げの固有振動を励起させ、振動
体表面に回転運動を生じさせることにより、加圧ばね１
０７により圧接されたロータ１０５を摩擦駆動する。摩
擦駆動されたロータ１０５はバネケース１０６およびそ
の嵌合部を介してギア１０８にトルクを伝達する。
に位置的に９０°の位相をもたせて配置した２群からな
り、各群に時間的に所定の位相差をもつ２つの交番信号
（交流電圧）を印加することによって振動体１０２ａに
その軸を含む直交した曲げの固有振動を励起させ、振動
体表面に回転運動を生じさせることにより、加圧ばね１
０７により圧接されたロータ１０５を摩擦駆動する。摩
擦駆動されたロータ１０５はバネケース１０６およびそ
の嵌合部を介してギア１０８にトルクを伝達する。
【００４７】図１６は図１５の重ねた加圧ばね１０７の
構成図である。加圧ばね１０７は、金属の薄板を打抜い
て製作した２枚の円板形状の加圧ばね１０７ａ、１０７
ｂをその平面内圧延方向を互いに９０°ずらして、かつ
表裏を逆にして重ね合わせたものである。本実施の形態
の構成では加圧ばねを固定する手段を設けていないた
め、加圧ばね相互の位相角度を固定するために、図１７
に示すように板材の打抜きの工程において、細い連結部
１１２によって連結された２枚の加圧ばね１０７ａおよ
び１０７ｂを板材の圧延方向に対して４５°の角度で傾
斜させて打抜き、連結部１１２で折曲げて２枚のばねを
重ねることによって互いの位相角を９０°とする。
構成図である。加圧ばね１０７は、金属の薄板を打抜い
て製作した２枚の円板形状の加圧ばね１０７ａ、１０７
ｂをその平面内圧延方向を互いに９０°ずらして、かつ
表裏を逆にして重ね合わせたものである。本実施の形態
の構成では加圧ばねを固定する手段を設けていないた
め、加圧ばね相互の位相角度を固定するために、図１７
に示すように板材の打抜きの工程において、細い連結部
１１２によって連結された２枚の加圧ばね１０７ａおよ
び１０７ｂを板材の圧延方向に対して４５°の角度で傾
斜させて打抜き、連結部１１２で折曲げて２枚のばねを
重ねることによって互いの位相角を９０°とする。
【００４８】本実施の形態においては、加圧ばねを上述
した構成とすることによって安価に、加圧むらの少ない
棒状超音波モータを提供できる。
した構成とすることによって安価に、加圧むらの少ない
棒状超音波モータを提供できる。
【００４９】上述した各実施の形態では、振動波を生じ
る振動体（ステータ２）を固定とし、該振動体と接触す
る接触体（ロータ３）を回動するようにしたが、接触体
を固定として振動体を移動させることもできる。
る振動体（ステータ２）を固定とし、該振動体と接触す
る接触体（ロータ３）を回動するようにしたが、接触体
を固定として振動体を移動させることもできる。
【００５０】
【発明の効果】本発明は、加圧ばねを複数個重ねると共
に、各々の圧延方向を３６０°／２ｎ（ｎは加圧ばねの
個数）ずらす、又は各々の圧延時での表裏を逆にしたこ
とにより、加圧ばねの圧延加工により生じてしまうそり
や縦弾性係数の異方性を補正し、実質的に均一な加圧力
を実現して駆動むらのない高性能な振動波モータを提供
することができる。
に、各々の圧延方向を３６０°／２ｎ（ｎは加圧ばねの
個数）ずらす、又は各々の圧延時での表裏を逆にしたこ
とにより、加圧ばねの圧延加工により生じてしまうそり
や縦弾性係数の異方性を補正し、実質的に均一な加圧力
を実現して駆動むらのない高性能な振動波モータを提供
することができる。
【００５１】本発明は圧延方向によって生じる縦弾性係
数の異方性を加圧ばねの剛性を異方性にする又は加圧ば
ねの接触部を周方向に不等径にすることにより補正し、
実質的に均一な加圧力を実現して駆動むらのない高性能
な振動波モータを提供することができる。
数の異方性を加圧ばねの剛性を異方性にする又は加圧ば
ねの接触部を周方向に不等径にすることにより補正し、
実質的に均一な加圧力を実現して駆動むらのない高性能
な振動波モータを提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態としての振動波モー
タの断面図。
タの断面図。
【図２】図１における加圧ばねの平面図。
【図３】図１における加圧ばねの側面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態としての加圧ばねの
側面図。
側面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態としての加圧ばねの
側面図。
側面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態としての加圧ばねの
側面図。
側面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態としての加圧ばねの
平面図。
平面図。
【図８】本発明の第６の実施の形態としての加圧ばねの
平面図。
平面図。
【図９】本発明の第７の実施の形態としての加圧ばねの
平面図。
平面図。
【図１０】本発明の第８の実施の形態としての加圧ばね
の平面図。
の平面図。
【図１１】本発明の第９の実施の形態としての加圧ば
ね、ディスク、シャフトの平面図。
ね、ディスク、シャフトの平面図。
【図１２】本発明の第９の実施の形態としての加圧ば
ね、ディスク、シャフトの側面図。
ね、ディスク、シャフトの側面図。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態としての加圧ば
ね、ディスク、シャフト、ロータの平面図。
ね、ディスク、シャフト、ロータの平面図。
【図１４】本発明の第１０の実施の形態としての加圧ば
ね、ディスク、シャフト、ロータの側面図。
ね、ディスク、シャフト、ロータの側面図。
【図１５】本発明の第１１の実施の形態としての振動波
モータの断面図。
モータの断面図。
【図１６】図１５における加圧ばねの構成図。
【図１７】本発明の第１１の実施の形態での加圧ばねの
重ね合わせ前の状態を示す平面図。
重ね合わせ前の状態を示す平面図。
【図１８】加圧ばねの初期変形に対する作用を表わす
図。
図。
【図１９】加圧ばねの弾性率の異方性に対する作用を表
わす図。
わす図。
【図２０】従来の振動波モータの断面図。
【図２１】従来の加圧ばねの平面図。
【図２２】従来の加圧ばねの側面図。
１ ベース
２ ステータ
３ ロータ
４ シャフト
６ 加圧ばね
１０１ 駆動層
１０２ａ，１０２ｂ 振動体
１０５ ロータ
１０６ バネケース
１０７ 加圧ばね
１１２ ばね連結部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−252764（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−344181（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−256909（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−56298（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−234068（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−303372（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−261076（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−120592（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02N 2/00
Claims (7)
- 【請求項１】 振動波を生じる振動体と、前記振動体と
接触し、前記振動体の振動波によって前記振動体と相対
移動する接触体と、前記接触体を前記振動体に対して加
圧接触させる加圧ばねを有する振動波モータにおいて、
前記加圧ばねとして圧延加工によって形成したものを用
い、前記加圧ばねを複数個重ねると共に、各々の圧延方
向を３６０°／２ｎ（ｎは加圧ばねの個数）ずらしたこ
とを特徴とする振動波モータ。 - 【請求項２】 振動波を生じる振動体と、前記振動体と
接触し、前記振動体の振動波によって前記振動体と相対
移動する接触体と、前記接触体を前記振動体に対して加
圧接触させる加圧ばねを有する振動波モータにおいて、
前記加圧ばねとして圧延加工によって形成したものを用
い、前記加圧ばねを複数個重ねると共に、各々の圧延時
での表裏を逆にしたことを特徴とする振動波モータ。 - 【請求項３】 前記複数個の加圧ばねの少なくとも２個
は、圧延方向を一致させて圧延時での表裏を逆にしたこ
とを特徴とする請求項２記載の振動波モータ。 - 【請求項４】 振動波を生じる振動体と、前記振動体と
接触し、前記振動体の振動波によって前記振動体と相対
移動する接触体と、前記接触体を前記振動体に対して加
圧接触させる加圧ばねを有する振動波モータにおいて、
前記加圧ばねとして圧延加工によって形成したものを用
い、圧延方向によって生じる縦弾性係数の異方性を、前
記加圧ばねの剛性を異方性にすることによって補正した
ことを特徴とする振動波モータ。 - 【請求項５】 前記加圧ばねは周方向に複数個のスリッ
トが形成され、該スリットの面積を変えることにより剛
性を異方性にしたことを特徴とする請求項４記載の振動
波モータ。 - 【請求項６】 前記加圧ばねは周方向に複数個のスリッ
トが形成され、該スリットの間隔を変えることにより剛
性を異方性にしたことを特徴とする請求項４記載の振動
波モータ。 - 【請求項７】 振動波を生じる振動体と、前記振動体と
接触し、前記振動体の振動波によって前記振動体と相対
移動する接触体と、前記接触体を前記振動体に対して加
圧接触させる加圧ばねを有する振動波モータにおいて、
前記加圧ばねとして圧延加工によって形成したものを用
い、圧延方向によって生じる縦弾性係数の異方性を、前
記加圧ばねの接触部を周方向に不等径にすることにより
補正したことを特徴とする振動波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23023596A JP3492106B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 振動波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23023596A JP3492106B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 振動波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075588A JPH1075588A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3492106B2 true JP3492106B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=16904656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23023596A Expired - Fee Related JP3492106B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 振動波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492106B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4731723B2 (ja) | 2001-05-24 | 2011-07-27 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置の製造方法 |
| JP2005293741A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Clarion Co Ltd | ドライブユニット振り込み装置 |
| WO2005096297A1 (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Clarion Co., Ltd. | フローティングロック装置 |
| WO2005096292A1 (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Clarion Co., Ltd. | ディスククランプ装置 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP23023596A patent/JP3492106B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1075588A (ja) | 1998-03-17 |
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