JP4236957B2

JP4236957B2 - Ultrasonic motor and electronic device with ultrasonic motor

Info

Publication number: JP4236957B2
Application number: JP2003060884A
Authority: JP
Inventors: 聖士渡辺; 朗弘飯野; 政雄春日
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2003339176A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波モータ及び超音波モータ付電子機器に関し、特に超音波モータの支持加圧方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電圧の入力により、歪みを発生する逆圧電効果の性質を有する圧電アクチュエータの特長として、高出力、高応答性、磁気の影響を受けづらいこと等があげられる。圧電アクチュエータの一例に超音波モータがあり、圧電アクチュエータの特長に加え、摩擦力による移動体の高保持力を有すること等があげられる。
【０００３】
超音波モータは、駆動原理から、定在波型と進行波型とに分類される。定在波型では、振動体に設けられた突起の楕円運動方向により移動方向が決定する方法等があり、また、進行波型では、振動体に設けられた突起の連続的な動きにより、移動体を駆動させている。
【０００４】
超音波モータの振動体となる圧電振動子は、矩形板、円板などの単純形状で構成でき、小型化が可能であり、圧電振動子と移動体の構成を工夫することで、回転型、リニア型アクチュエータの両方の構成ができる。例えば以下に示す矩形形状の圧電振動子を用いた場合がそれに当たる。
【０００５】
従来の技術による超音波モータの構成として、図２を用いて述べる。
例えば、このような従来の超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子１の底面に設けた変位拡大部１１と、圧電振動子１の上面に設けた低弾性率部材１０２と、圧電振動子１の周囲に配置した振動節案内部材としての案内ケース１０１と、案内ケース１０１の上面に設けた加圧部材３と、案内ケース１０１の側部を嵌め合わせた案内板１０３とからなり、変位拡大部１１の先端は移動体２に圧接させている。
【０００６】
例えば圧電振動子１は伸縮と屈曲の振動が励起され、圧電振動子１の先端で楕円運動を描く振動子を用いた場合、移動体２は、圧電振動子１と接触することにより、摩擦力で駆動する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３４６４８６号公報（第５−７頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば図２に示す超音波モータの場合、支持構造、加圧構造が大きく、例えば腕時計のような小型で、薄型な機器への搭載が困難であった。
【０００９】
また、圧電振動子を小型化した場合、支持部での振動損失が大きくなるため、モータの効率が低くなるばかりでなく、駆動電圧が高くなってしまう恐れがあった。
【００１０】
そこで本発明では小型、薄型化が可能で、支持部での振動損失の少ない加圧支持構造を得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、超音波モータの圧電振動子を支持加圧する構造を提案することを目的とする。
【００１２】
本発明に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子と、圧電振動子を支持する支持部材と、圧電振動子に接触して移動する移動体と、圧電振動子と移動体とに圧力を与える加圧部材からなる超音波モータにおいて、支持部材は、圧電振動子から互いに反対方向に延出する二つの延出部を備え、延出部の一方を回転中心とし、圧電振動子が移動体に接触する様に可動し、加圧部材は、延出部の他方の先端に対し加圧を与えることを特徴としている。
【００１３】
これによれば、加圧部材は、延出部先端と、圧電振動子の接合部との間に加圧を与えているため、支持部材は、回転支持部からと延出部の先端の両側から保持され、移動体に加圧接触させている為、圧電振動子と移動体の接触が安定となり、圧電振動子の変位をロータに効率良く伝えることができる。したがって、高効率であるとともに、出力特性が安定し、回転ムラも小さい。また、圧電振動子の節部で支持されているため、圧電振動子の振動が減衰するのを低減させ、モータ高効率化が可能である。また、単純な形状で部材を面内方向に構成することができるため、小型薄型化が可能である。
【００１４】
圧電振動子としては、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等を用いる。
【００１５】
圧電振動子には移動体と接触する部分に、例えば突起等の変位拡大部を設けても良い。
【００１８】
本発明に係る超音波モータは、接合部の幅を、圧電振動子が接合されていない部分の支持部材の幅以下にすることを特徴としている。
【００１９】
これによれば、上記の効果に加え、さらに圧電振動子の振動が支持部材を伝って減衰するのを防ぐことが可能となる。
【００２０】
また本発明に係る超音波モータは、延出部の圧電振動子が接合されていない部分に、少なくとも一つの溝の入った切り欠き部を有することを特徴としている。
【００２１】
切り欠き部を有することにより、支持部材に圧電振動子の振動が支持部材を伝って伝搬しづらいため、圧電振動子の振動が減衰するのを低減させることが可能となる。
【００２２】
本発明に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子と、圧電振動子を支持する支持部材と、圧電振動子に接触して移動する移動体と、移動体を支持する移動体支持部材と、圧電振動子と移動体とに圧力を与える加圧部材からなる超音波モータにおいて、移動体支持部材は、移動体の回転中心軸に直交して互いに反対方向に延出する二つの延出部を備え、延出部の一方を圧電振動子が移動体に接触する様に可動し、加圧部材は、延出部の他方の先端に対し加圧を与えることを特徴としている。
【００２３】
これによれば、支持部材によりしっかりと固定支持されているため、移動体との大きな接触圧にも安定に支持することができる為、高トルクが得られ、また、これを小型な構成で実現することが可能となる。
【００２４】
本発明に係る超音波モータ付き電子機器は、上記の超音波モータを備えたことを特徴としている。
【００２５】
これによれば、上記の特長を生かした超音波モータを備えることで、小型で低消費電力、さらには出力の安定した超音波モータ付電子機器を構成することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
《実施の形態１》
以下、本発明を適用した実施の形態１について、図１、３〜５、７、１１〜１４を用いて説明する。
【００２７】
図１は、実施の形態１に係る超音波モータの構成を示す図である。
【００２８】
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
【００２９】
延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与えることにより、支持部材は、延出部１０の先端の両側から支持されるため、支持剛性を高め、圧電振動子１と移動体２を安定に接触させ、圧電振動子１の振動を逃がさず移動体２の運動に変換することが可能である。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００３０】
図３は、実施の形態１に係る超音波モータの別の構成を示す図である。
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ，１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
延出部１０の圧電振動子１との接合部分の幅を、圧電振動子１が接合されていない部分の幅以下にしている。
【００３１】
図１に示す支持加圧構造の、延出部１０Ｂの先端側に加圧を与えることによる効果に加え、接合部分を細くしたため、接合部１２による圧電振動子１の振動減衰の低減並びに圧電振動子１の振動が支持部材８を通じて逃げることを防止すること可能となる。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００３２】
図４は、実施の形態１に係る別の超音波モータの構成を示す図である。
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを中心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
【００３３】
そして、延出部１０の圧電振動子と接合される面に、圧電振動子１と接合するための接合部１２を設ける。接合部１２は、例えば円筒状の突出した形状で圧電振動子１に接合する。接合部１２は、材料としてポリアセタール、ＡＢＳ樹脂等のプラスチックで支持部材８と一体で作製するか、もしくは支持部材８に接合して取り付けても良い。支持部材８並びに接合部１２を樹脂とすることで、圧電振動子１の振動が支持部を通じて逃げるのを防ぐことができる。
【００３４】
それにより、図１に示す支持加圧構造の、延出部１０の先端側に加圧を与えることによる効果に加え、接合部が支持幅以下の小さな円筒部分であり、圧電振動子１の振動を接合部１２が低減させることを防ぐ。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００３５】
ところで、本発明の実施例において、圧電振動子は矩形板を中心に説明するが、圧電振動子の形状は矩形にこだわるものではなく、図１５に示す様に円板もしくは円環形状の圧電振動子を用いても構わない。図１５の構成は図４の構成とほぼ同じ為、相違点のみを述べる。
【００３６】
圧電振動子２００は中央に穴部を有する円板形状の圧電振動子からなっており、表裏に図示しない電極を有し、面内方向に振動するものである。ここで移動体２の駆動には定在波を用いても良いし、進行波を用いて駆動しても良い。また、圧電振動子２００の移動体２との接触部に突起を設けても構わない。
【００３７】
この様に円板もしくは円環型の圧電振動子を用いることで矩形板の様に長手方向に長くなることがないから、搭載する機器の設計の自由度も広がる。
【００３８】
そして、支持部材８と圧電振動子２００との固定法であるが、圧電振動子２００の内径と同程度の径の軸と、それよりも大きな径の段部を有する接合部１８の軸に圧電振動子２００を通し、接着等によって固定しても良い。接合部１８を圧電振動子２００の振動を減衰させない様にフエルトやゴム等の弾性部材で構成しても構わない。
【００３９】
また、圧電振動子２００を圧電素子と金属等の弾性体と接合されたもので構成する場合には、圧電振動子２００の内径部と、接合部１８の軸とで打込み固定しても構わない。
【００４０】
この様に圧電振動子２００と支持部材８との支持はいかなる方法でも良く、また場所も圧電振動子２００の中央部に限るものではない。
【００４１】
図５は、実施の形態１に係る超音波モータの別の構成を示す図である。
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回転中心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。そして、延出部１０の圧電振動子と接合される面に、圧電振動子１と接合するための接合部１２を設ける。図５では土手状の接合部１２を設けているが、支持部材８と接合部１２を樹脂で一体的に整形しても良いし、材質をエンジニアリングプラスチック等とし、支持部材８をステンレス等の金属により作製し、接合部１２と支持部材８とを接着等により接合することで一体化しても良い。
【００４２】
それにより、図１に示す支持加圧構造の、延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与えることによる振動の減衰を低減させることの効果に加え、接合部分を細くしたため、接合部による圧電振動子の振動減衰も低減すること可能となる。また、加圧に対する支持の強度が大きく、大きな加圧をかけることも可能である。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００４３】
図７は、実施の形態１に係る別の超音波モータの構成を示す図である。圧電振動子１を複数用いた場合の例を示している。
【００４４】
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる第一の圧電振動子１aと、同じく圧電素子からなる第二の圧電振動子１ｂと、各圧電振動子を支持する支持部材８と、各圧電振動子と接触して移動する移動体２と、各圧電振動子と前記移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを中心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
【００４５】
これにより、例えば、第一の圧電振動子１ａと、第二の圧電振動子１ｂを同じ振動特性をもつ圧電振動子とした場合、１つの圧電振動子に比べ駆動特性を倍加することができる。そして、両方の圧電振動子に接合された支持部材８の延出部１０の先端側１０Ｂに対し、加圧部材３から加圧することにより、両方に均等に加圧力を供与することが可能である。
【００４６】
図１１は、実施の形態１に係る超音波モータの別の構成を示す図である。
【００４７】
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
【００４８】
移動体２は、移動体案内部材１６によりガイドされ、リニア型の超音波モータを構成することが可能である。
【００４９】
延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与えることにより、支持部材は、延出部１０の両側から支持されるため、圧電振動子１の振動を逃がさず保持し、効率良く移動体での運動にかえることが可能となる。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００５０】
図１２は、実施の形態１に係る超音波モータの別の構成を示す図である。
【００５１】
実施の形態１に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、また、溝状の切り欠き部１７を備えている。延出部１０の一方１０Ａを回転中心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の位置との間に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
【００５２】
これにより、支持部材８は、延出部１０の両側１０Ａ、１０Ｂから支持されるため、図１の構成の効果に加えて、切り欠き部１７を備えているため、圧電振動子１の振動が支持部材８に伝播しづらくなるため、振動の減衰を低減させる効果がある。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００５３】
図１３は、実施の形態１にかかる圧電振動子と支持部材の構成の別の例を示す図である。
【００５４】
圧電振動子１と支持部材８の構成は、圧電振動子１との接合部１２を有する延出部１０と溝状の切り欠き部１７を備えた支持部材８に、圧電振動子１をはさみ、接合した構成となっている。支持部材８には移動体との接触する位置に突起状の変位拡大部１１を設けても良い。本構成では接合部にも圧電振動子１と一体となり振動するため、材料としては減衰率の小さい金属、例えばアルミやステンレス等を用いる。
図１４は、実施の形態１に係る超音波モータの構成を示す図である。
【００５５】
図１３に示す圧電振動子と支持部材の構成を用いた超音波モータであり、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、また、溝状の切り欠き部１７を備えている。延出部１０の一方１０Ａを回転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。本構成では機能的に見ると圧電振動子１と支持部材８との境界がないため、先に示した支持部材８を圧電振動子１に接合した構成に比べ、振動のロスが小さいとともに、支持強度が高く、高出力なモータが得られる。
【００５６】
そして、延出部１０Ａへの加圧力は移動体２と圧電振動子１との間に加わる加圧力よりも小さくてすみ、加圧ばねの小型化簡素化も可能となる。
【００５７】
《実施の形態２》
以下、本発明を適用した実施の形態２について、図６を用いて説明する。
【００５８】
図６は、実施の形態２に係る超音波モータの構成を示す図である。
【００５９】
実施の形態２に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子１を支持する支持部材８と、圧電振動子１とに接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。
支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２から延出する延出部１０と、延出部１０Ａを回転中心として圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、圧電振動子１の少なくとも一点に対し加圧を与えることを特徴としている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。
【００６０】
圧電振動子１に直接加圧を与えることにより、圧電振動子１と移動体２の接触を安定化するとともに、支持部材８の合成を下げることができるため、振動の減衰を低減させることが可能である。また、単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可能である。
【００６１】
また、回転型の超音波モータのみならず、移動体２を矩形板にし、案内部材を設けることでリニア型の超音波モータにも応用できる。
【００６２】
そして、支持部材１に備わる延出部１０の圧電振動子１の接合部１２を、実施の形態１でも述べたように、細くすることにより、圧電振動子１の振動が接合部１２で減衰されるのを防ぐことが可能となる。
【００６３】
《実施の形態３》
以下、本発明を適用した実施の形態３について、図８を用いて説明する。
【００６４】
実施の形態３に係る超音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子１を支持する支持部材８と、圧電振動子１とに接触して移動する移動体２と、移動体２を支持する移動体支持部材５と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。
【００６５】
移動体支持部材５は、移動体２の回転中心軸４を備え、回転中心軸から延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、移動体２が圧電振動子１に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、回転中心軸４との間の少なくとも一点に対し加圧を与える。
【００６６】
支持部材８は、圧電振動子１を固定していると同時に支持部材８自体も固定されており強固で安定な支持ができる為、大きな加圧に対しても耐えられ高出力のモータが得られる。
【００６７】
移動体２は、延出部１０の先端側１０Ａに加圧を与えることにより、そして、延出部１０の先端側１０Ａに加える加圧力は移動体２と圧電振動子１の間に加わる接触圧力よりも小さくして良いため、加圧ばねの小型化も可能である。また、単純な構成で作製することが可能であるため、支持加圧構造を含めた小型化が可能である。
【００６８】
《実施の形態４》
以下、本発明を適用した実施の形態３について、図９、１０を用いて説明する。
【００６９】
図９は、実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器の構成を示す図である。
【００７０】
実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器は、時計の運針機構をあらわしている。
【００７１】
圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。移動体２の回転運動と同期して時計針１３は回転する。圧電振動子としては、例えば図１５に示したような円板や円環形状の圧電振動子２００を用いても構わない。
【００７２】
それにより、延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与えることにより、支持部材は、延出部１０の両側から支持されるため、圧電振動子１の振動を逃がさず保持し、振動の減衰を低減させることが可能で、効率的で安定した運針機構への応用が可能となる。
【００７３】
図１０は、実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器の構成を示す図である。
【００７４】
実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器は、腕時計の日送り機構を表している。圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から延出する延出部１０を備え、延出部１０の一方１０Ａを回転中心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、圧電振動子１の少なくとも一点に対し加圧を与える。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。そして、移動体２の動きと同期して、ギア部１４は回転する。ギア部１４は、文字板１５の内周と噛み合い、文字板１５は回転力を得て、日送り駆動を行う。
【００７５】
圧電振動子１に加圧を与えることにより、圧電振動子１と延出部１０の両側から支持され、圧電振動子１の振動を逃がさず保持し、振動の減衰を低減させることが可能で、効率的で安定した日送り駆動機構への応用が可能となる。
【００７６】
実施の形態４では、本発明の超音波モータを備えた超音波モータ付電子機器は、圧電振動子の振動減衰を低減させる支持加圧構造を用い、また全体を小型化することが可能となるため、時計の運針機構や日送り機構をはじめとする小型で低消費電力な超音波モータ付電子機器が実現できる。
【００７７】
【発明の効果】
以上により、本発明を適用した超音波モータは、移動体支持部材を用いた単純な構成で作製することが可能であるため、支持加圧構造を含めた小型化が可能である。
【００７８】
また同時に、支持部材の延出部の先端側に加圧を与えることにより、支持部材は、延出部の両側から支持され、圧電振動子の振動を逃がさず保持し、振動減衰を低減させることが可能で、モータの高効率化につながる。
【００７９】
また、圧電振動子と支持部材との接合部分の幅を、圧電振動子が接合されていない部分の幅以下にするため、接合部による圧電振動子の振動減衰も低減することが可能となる。
【００８０】
また、支持部材に切り欠き部を備えているため、圧電振動子は支持部材の影響を受けず、振動子単体の状態に近づけることが可能となり、圧電振動子の振動の減衰を低減させる効果がある。
【００８１】
また、支持加圧構造を一定とし、回転型とリニア型の超音波モータ両方への応用が可能となる。
【００８２】
また、加圧点を、延出部の先端側にとっているため、移動体支持延出部の先端側に加圧を与えることにより、延出部の両側から支持され、駆動中も、圧電振動子の振動を逃がさず保持し、振動の減衰を低減させることが可能である。
【００８３】
さらに、以上の超音波モータを備えた超音波モータ付電子機器は、圧電振動子の振動減衰を低減させる支持加圧構造を用い、また全体を小型化することが可能となるため、例えば時計の運針機構や日送り機構のように小型で低電圧、低消費電力での駆動が必要な超音波モータ付電子機器に応用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図２】従来の超音波モータの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図４】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図５】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図６】実施の形態２に係る超音波モータを示す図である。
【図７】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図８】実施の形態３に係る超音波モータを示す図である。
【図９】実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図１２】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図１３】実施の形態１に係る圧電振動子と支持部材の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る超音波モータを示す図である。
【図１５】実施の形態１に係る超音波モータの別の例を示す図である。
【符号の説明】
１、２００圧電振動子
１ａ第一の圧電振動子
１ｂ第二の圧電振動子
２移動体
３加圧部材
４回転中心軸
５移動体支持部材
７可動支持部
８支持部材
１０延出部
１０Ａ延出部１０の一方
１０Ｂ延出部１０の先端側
１１変位拡大部
１２、１８接合部
１３時計針
１４ギア部
１５文字板
１６移動体案内部材
１７切り欠き部
１０１案内ケース
１０２低弾性率部材
１０３案内板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic motor and an electronic apparatus with an ultrasonic motor, and more particularly to a method for supporting and pressing an ultrasonic motor.
[0002]
[Prior art]
Features of a piezoelectric actuator having a reverse piezoelectric effect that generates distortion by voltage input include high output, high responsiveness, and being hardly affected by magnetism. An example of a piezoelectric actuator is an ultrasonic motor. In addition to the features of a piezoelectric actuator, it has a high holding force of a moving body due to frictional force.
[0003]
Ultrasonic motors are classified into standing wave type and traveling wave type based on the driving principle. In the standing wave type, there is a method in which the moving direction is determined by the elliptical motion direction of the protrusion provided on the vibrating body, and in the traveling wave type, the moving is performed by continuous movement of the protrusion provided on the vibrating body. The body is driven.
[0004]
Piezoelectric vibrators that serve as vibrators for ultrasonic motors can be configured with simple shapes such as rectangular plates and disks, and can be reduced in size. Both linear actuators can be configured. For example, this is the case when the following rectangular piezoelectric vibrator is used.
[0005]
The configuration of an ultrasonic motor according to the prior art will be described with reference to FIG.
For example, such a conventional ultrasonic motor includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a displacement enlargement portion 11 provided on the bottom surface of the piezoelectric vibrator 1, and a low elastic modulus member provided on the top surface of the piezoelectric vibrator 1. 102, a guide case 101 as a vibration node guide member disposed around the piezoelectric vibrator 1, a pressure member 3 provided on the upper surface of the guide case 101, and a guide plate 103 in which side portions of the guide case 101 are fitted. The distal end of the displacement enlarging portion 11 is in pressure contact with the moving body 2.
[0006]
For example, when the piezoelectric vibrator 1 is excited by expansion and contraction and bending vibration and uses a vibrator that draws an elliptical motion at the tip of the piezoelectric vibrator 1, the moving body 2 comes into contact with the piezoelectric vibrator 1 to generate a frictional force. (For example, refer to Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-346486 (page 5-7, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the ultrasonic motor shown in FIG. 2, for example, the support structure and the pressure structure are large, and it is difficult to mount the apparatus on a small and thin device such as a wristwatch.
[0009]
Further, when the piezoelectric vibrator is miniaturized, vibration loss at the support portion becomes large, so that not only the efficiency of the motor is lowered but also the driving voltage may be increased.
[0010]
Therefore, the present invention is to obtain a pressure support structure that can be reduced in size and thickness and has little vibration loss at the support portion.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to propose a structure for supporting and pressing a piezoelectric vibrator of an ultrasonic motor.
[0012]
An ultrasonic motor according to the present invention includes a piezoelectric vibrator formed of a piezoelectric element, a support member that supports the piezoelectric vibrator, Piezoelectric vibrator In an ultrasonic motor including a moving body that moves in contact with and a pressure member that applies pressure to the piezoelectric vibrator and the moving body, the support member includes the piezoelectric vibrator. In opposite directions Two extending portions are provided, one of the extending portions is set as the center of rotation, the piezoelectric vibrator is movable so as to contact the moving body, and the pressure member is connected to the other of the extending portions. Against the tip It is characterized by applying pressure.
[0013]
According to this, since the pressure member applies pressure between the distal end of the extension portion and the joint portion of the piezoelectric vibrator, the support member is provided on both sides of the distal end of the extension portion from the rotation support portion. Since the contact is made between the piezoelectric vibrator and the moving body, the displacement of the piezoelectric vibrator can be efficiently transmitted to the rotor. Therefore, the efficiency is high, the output characteristics are stable, and the rotation unevenness is small. Further, since the piezoelectric vibrator is supported by the node portion, it is possible to reduce the attenuation of the vibration of the piezoelectric vibrator and increase the efficiency of the motor. In addition, since the member can be configured in the in-plane direction with a simple shape, it is possible to reduce the size and thickness.
[0014]
As the piezoelectric vibrator, lead zirconate titanate, barium titanate, lithium niobate, lithium tantalate, or the like is used.
[0015]
The piezoelectric vibrator may be provided with a displacement expanding portion such as a protrusion at a portion in contact with the moving body.
[0018]
The ultrasonic motor according to the present invention is characterized in that the width of the joint portion is equal to or smaller than the width of the support member in the portion where the piezoelectric vibrator is not joined.
[0019]
According to this, in addition to the above effect, it is possible to further prevent the vibration of the piezoelectric vibrator from being attenuated along the support member.
[0020]
In addition, the ultrasonic motor according to the present invention is characterized in that a notched portion having at least one groove is provided in a portion where the piezoelectric vibrator of the extending portion is not joined.
[0021]
By having the notch portion, it is difficult for the vibration of the piezoelectric vibrator to propagate through the support member to the support member, so that the attenuation of the vibration of the piezoelectric vibrator can be reduced.
[0022]
An ultrasonic motor according to the present invention includes a piezoelectric vibrator formed of a piezoelectric element, a support member that supports the piezoelectric vibrator, Piezoelectric vibrator In an ultrasonic motor including a moving body that moves in contact, a moving body support member that supports the moving body, and a pressure member that applies pressure to the piezoelectric vibrator and the moving body, the moving body support member is Rotation center axis Orthogonal to each other in opposite directions Two extending portions are provided, one of the extending portions is movable so that the piezoelectric vibrator is in contact with the moving body, and the pressure member is the other of the extending portions. At the tip It is characterized by applying pressure to it.
[0023]
According to this, since it is firmly fixed and supported by the support member, it can be stably supported even with a large contact pressure with the moving body, so high torque can be obtained, and this is realized with a small configuration It becomes possible to do.
[0024]
An electronic apparatus with an ultrasonic motor according to the present invention includes the ultrasonic motor described above.
[0025]
According to this, by providing an ultrasonic motor that takes advantage of the above features, it is possible to configure an electronic device with an ultrasonic motor that is small in size, low power consumption, and stable in output.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
Hereinafter, Embodiment 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1, 3 to 5, 7, and 11 to 14.
[0027]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic motor according to the first embodiment.
[0028]
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric vibrator. 1 and a pressure member 3 that applies pressure to the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and 10B extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 is arranged with one of the extension portions 10A as a rotation center. The pressure member 3 moves so as to come into contact with the moving body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
[0029]
By applying pressure to the distal end side 10 B of the extending portion 10, the support member is supported from both sides of the distal end of the extending portion 10, so that the support rigidity is increased and the piezoelectric vibrator 1 and the movable body 2 are stably provided. The vibration of the piezoelectric vibrator 1 can be converted into the movement of the moving body 2 without letting it come into contact. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0030]
FIG. 3 is a diagram illustrating another configuration of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric vibrator. 1 and a pressure member 3 that applies pressure to the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and 10B extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 is arranged with one of the extension portions 10A as a rotation center. The pressure member 3 moves so as to come into contact with the moving body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
The width of the joint portion of the extending portion 10 with the piezoelectric vibrator 1 is set to be equal to or smaller than the width of the portion where the piezoelectric vibrator 1 is not joined.
[0031]
In addition to the effect of applying pressure to the distal end side of the extending portion 10B of the supporting pressure structure shown in FIG. 1, the bonded portion is made thinner, so that the vibration attenuation of the piezoelectric vibrator 1 by the bonded portion 12 is reduced and the piezoelectric vibration is reduced. It becomes possible to prevent the vibration of the child 1 from escaping through the support member 8. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0032]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of another ultrasonic motor according to the first embodiment.
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric vibrator. 1 and a pressure member 3 that applies pressure to the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and 10B extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 moves around one of the extension portions 10A. The pressure member 3 moves so as to come into contact with the body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
[0033]
Then, a bonding portion 12 for bonding to the piezoelectric vibrator 1 is provided on the surface of the extending portion 10 to be bonded to the piezoelectric vibrator. The joining portion 12 is joined to the piezoelectric vibrator 1 with, for example, a cylindrical protruding shape. The joining portion 12 may be made of plastic such as polyacetal or ABS resin as a material integrally with the support member 8 or may be joined and attached to the support member 8. By using the support member 8 and the joint 12 as resin, it is possible to prevent the vibration of the piezoelectric vibrator 1 from escaping through the support.
[0034]
Thereby, in addition to the effect of applying pressure to the distal end side of the extension portion 10 of the support pressure structure shown in FIG. 1, the joint portion is a small cylindrical portion having a support width or less, and the vibration of the piezoelectric vibrator 1 Is prevented by the joint 12. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0035]
By the way, in the embodiment of the present invention, the piezoelectric vibrator will be described centering on a rectangular plate. However, the shape of the piezoelectric vibrator is not limited to the rectangular shape, and as shown in FIG. You may use a child. Since the configuration of FIG. 15 is almost the same as the configuration of FIG. 4, only the differences will be described.
[0036]
The piezoelectric vibrator 200 is composed of a disk-shaped piezoelectric vibrator having a hole in the center, and has electrodes (not shown) on the front and back, and vibrates in the in-plane direction. Here, a standing wave may be used for driving the mobile body 2 or a traveling wave may be used for driving. Further, a protrusion may be provided at a contact portion of the piezoelectric vibrator 200 with the moving body 2.
[0037]
By using a circular plate or an annular type piezoelectric vibrator in this way, it is not long in the longitudinal direction as in the case of a rectangular plate, so that the degree of freedom in designing the equipment to be mounted is expanded.
[0038]
The support member 8 and the piezoelectric vibrator 200 are fixed to each other with a piezoelectric material around an axis having the same diameter as the inner diameter of the piezoelectric vibrator 200 and a joint portion 18 having a step portion having a larger diameter. The vibrator 200 may be passed and fixed by adhesion or the like. The joint 18 may be formed of an elastic member such as felt or rubber so as not to attenuate the vibration of the piezoelectric vibrator 200.
[0039]
Further, when the piezoelectric vibrator 200 is configured by joining a piezoelectric element and an elastic body such as a metal, the piezoelectric vibrator 200 may be driven and fixed between the inner diameter portion of the piezoelectric vibrator 200 and the shaft of the joint portion 18. .
[0040]
As described above, the piezoelectric vibrator 200 and the support member 8 may be supported by any method, and the location is not limited to the central portion of the piezoelectric vibrator 200.
[0041]
FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric vibrator. 1 and a pressure member 3 that applies pressure to the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and 10B extending from the joint portion 12, with one of the extension portions 10A being a rotation center, and the piezoelectric vibrator 1 is The pressure member 3 moves so as to come into contact with the moving body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2. Then, a bonding portion 12 for bonding to the piezoelectric vibrator 1 is provided on the surface of the extending portion 10 to be bonded to the piezoelectric vibrator. In FIG. 5, the bank-shaped joint 12 is provided, but the support member 8 and the joint 12 may be integrally shaped with resin, the material is engineering plastic or the like, and the support member 8 is a metal such as stainless steel. And may be integrated by bonding the bonding portion 12 and the support member 8 by bonding or the like.
[0042]
Thereby, in addition to the effect of reducing the damping of vibration caused by applying pressure to the distal end side 10B of the extending portion 10 of the supporting pressure structure shown in FIG. The vibration attenuation of the vibrator can also be reduced. Further, the strength of the support against pressurization is large, and it is possible to apply a large pressurization. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0043]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of another ultrasonic motor according to the first embodiment. An example in which a plurality of piezoelectric vibrators 1 are used is shown.
[0044]
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a first piezoelectric vibrator 1a made of a piezoelectric element, a second piezoelectric vibrator 1b also made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports each piezoelectric vibrator, It comprises a moving body 2 that moves in contact with each piezoelectric vibrator, and a pressure member 3 that applies pressure to each piezoelectric vibrator and the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and 10B extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 moves around one of the extension portions 10A. The pressure member 3 moves so as to come into contact with the body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
[0045]
Thereby, for example, when the first piezoelectric vibrator 1a and the second piezoelectric vibrator 1b are piezoelectric vibrators having the same vibration characteristics, the driving characteristics can be doubled as compared with one piezoelectric vibrator. Then, by applying pressure from the pressing member 3 to the distal end side 10B of the extending portion 10 of the support member 8 joined to both piezoelectric vibrators, it is possible to equally apply pressure to both. .
[0046]
FIG. 11 is a diagram illustrating another configuration of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
[0047]
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric vibrator. 1 and a pressure member 3 that applies pressure to the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and 10B extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 moves around one of the extension portions 10A. The pressure member 3 moves so as to come into contact with the body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
[0048]
The moving body 2 is guided by the moving body guide member 16 and can constitute a linear ultrasonic motor.
[0049]
By applying pressure to the distal end side 10B of the extending portion 10, the support member is supported from both sides of the extending portion 10, so that the vibration of the piezoelectric vibrator 1 is held without being released, and the moving body can be efficiently used. It becomes possible to change to exercise. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0050]
FIG. 12 is a diagram illustrating another configuration of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
[0051]
The ultrasonic motor according to Embodiment 1 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric vibrator. 1 and a pressure member 3 that applies pressure to the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1, two extending portions 10 A and 10 B extending from the joint portion 12, and a groove-shaped notch portion 17. The piezoelectric member 1 moves so as to be in contact with the moving body 2 with the one portion 10A of the extension portion 10 as the rotation center, and the pressure member 3 is positioned at the other end 10B of the extension portion 10 and the position of the joint portion 12. Pressure is given between the two. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
[0052]
Thereby, since the support member 8 is supported from both sides 10A and 10B of the extension portion 10, in addition to the effect of the configuration of FIG. Since it is difficult to propagate to the support member 8, there is an effect of reducing vibration attenuation. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0053]
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the configuration of the piezoelectric vibrator and the support member according to the first embodiment.
[0054]
The piezoelectric vibrator 1 and the support member 8 are configured such that the piezoelectric vibrator 1 is sandwiched between a support member 8 having an extension portion 10 having a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and a groove-shaped notch portion 17. It has a joined structure. The support member 8 may be provided with a protrusion-like displacement enlarging portion 11 at a position where it comes into contact with the moving body. In this configuration, since the joint portion also vibrates integrally with the piezoelectric vibrator 1, a material having a small attenuation rate, such as aluminum or stainless steel, is used as the material.
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
[0055]
13 is an ultrasonic motor using the configuration of the piezoelectric vibrator and the support member shown in FIG. 13, in contact with the piezoelectric vibrator 1 composed of a piezoelectric element, the support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, and the piezoelectric vibrator 1. It consists of a moving body 2 that moves, and a pressure member 3 that applies pressure to the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1, two extending portions 10 A and 10 B extending from the joint portion 12, and a groove-shaped notch portion 17. The piezoelectric vibrator 1 is moved so as to contact the moving body 2 with the one portion 10 A of the extension portion 10 as a rotation center, and the pressure member 3 is disposed between the other tip 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. Pressure is applied to the position of. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2. In this configuration, since there is no boundary between the piezoelectric vibrator 1 and the support member 8 in terms of function, the loss of vibration is smaller than that of the configuration in which the support member 8 described above is joined to the piezoelectric vibrator 1 and the support is supported. A motor with high strength and high output can be obtained.
[0056]
The pressing force applied to the extending portion 10A can be smaller than the pressing force applied between the moving body 2 and the piezoelectric vibrator 1, and the pressure spring can be downsized and simplified.
[0057]
<< Embodiment 2 >>
Hereinafter, Embodiment 2 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
[0058]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic motor according to the second embodiment.
[0059]
The ultrasonic motor according to Embodiment 2 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator 1, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a piezoelectric element. The pressurizing member 3 applies pressure to the vibrator 1 and the moving body 2.
The support member 8 is movable so that the piezoelectric vibrator 1 comes into contact with the moving body 2 with the extending portion 10A extending from the joint portion 12 to the piezoelectric vibrator 1 and the extending portion 10A as the rotation center. The member 3 is characterized by applying pressure to at least one point of the piezoelectric vibrator 1. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2.
[0060]
By directly applying pressure to the piezoelectric vibrator 1, the contact between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2 can be stabilized and the synthesis of the support member 8 can be lowered, so that vibration attenuation can be reduced. It is. In addition, since it can be manufactured with a simple structure, the size can be reduced.
[0061]
Further, not only a rotary ultrasonic motor but also a linear ultrasonic motor can be applied by making the moving body 2 a rectangular plate and providing a guide member.
[0062]
Then, as described in the first embodiment, the vibration of the piezoelectric vibrator 1 is attenuated by the joint portion 12 by thinning the joint portion 12 of the extending portion 10 of the support member 1 as described in the first embodiment. Can be prevented.
[0063]
<< Embodiment 3 >>
Hereinafter, Embodiment 3 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
[0064]
The ultrasonic motor according to Embodiment 3 includes a piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator 1, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a movement. The movable body support member 5 that supports the body 2 and the pressurizing member 3 that applies pressure to the piezoelectric vibrator 1 and the movable body 2 are included.
[0065]
The moving body support member 5 includes the rotation center axis 4 of the moving body 2, includes two extending portions 10 A and 10 B extending from the rotation center axis, and is movable so that the moving body 2 contacts the piezoelectric vibrator 1. The pressing member 3 applies pressure to at least one point between the other tip 10B of the extending portion 10 and the rotation center shaft 4.
[0066]
Since the support member 8 fixes the piezoelectric vibrator 1 and at the same time, the support member 8 itself is also fixed, so that the support member 8 can be firmly and stably supported. .
[0067]
The moving body 2 applies pressure to the distal end side 10 A of the extending portion 10, and the applied pressure applied to the distal end side 10 A of the extending portion 10 is the contact pressure applied between the moving body 2 and the piezoelectric vibrator 1. Therefore, the pressure spring can be downsized. Moreover, since it can be produced with a simple configuration, it is possible to reduce the size including the supporting pressure structure.
[0068]
<< Embodiment 4 >>
A third embodiment to which the present invention is applied will be described below with reference to FIGS.
[0069]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an electronic apparatus with an ultrasonic motor according to the fourth embodiment.
[0070]
The electronic apparatus with an ultrasonic motor according to the fourth embodiment represents a timepiece moving mechanism.
[0071]
A piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a pressure that is applied to the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2 It consists of a pressure member 3. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and two extension portions 10A and B extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 is arranged with one of the extension portions 10A serving as a rotation center. The pressure member 3 moves so as to come into contact with the moving body 2, and applies pressure to the position between the other end 10 B of the extension portion 10 and the joint portion 12. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2. The clock hand 13 rotates in synchronization with the rotational movement of the moving body 2. As the piezoelectric vibrator, for example, a disc or an annular piezoelectric vibrator 200 as shown in FIG. 15 may be used.
[0072]
Accordingly, by applying pressure to the distal end side 10B of the extending portion 10, the support member is supported from both sides of the extending portion 10, and thus the vibration of the piezoelectric vibrator 1 is held without being released, and the vibration is attenuated. Therefore, application to an efficient and stable hand movement mechanism is possible.
[0073]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an electronic apparatus with an ultrasonic motor according to the fourth embodiment.
[0074]
The electronic apparatus with an ultrasonic motor according to Embodiment 4 represents a wristwatch date feeding mechanism. A piezoelectric vibrator 1 made of a piezoelectric element, a support member 8 that supports the piezoelectric vibrator, a moving body 2 that moves in contact with the piezoelectric vibrator 1, and a pressure that is applied to the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2 It consists of a pressure member 3. The support member 8 includes a joint portion 12 with the piezoelectric vibrator 1 and an extension portion 10 extending from the joint portion 12, and the piezoelectric vibrator 1 is attached to the moving body 2 with one of the extension portions 10 A as a rotation center. The pressure member 3 moves so as to come into contact, and applies pressure to at least one point of the piezoelectric vibrator 1. A protruding displacement enlarging mechanism 11 may be provided between the piezoelectric vibrator 1 and the moving body 2. Then, the gear unit 14 rotates in synchronization with the movement of the moving body 2. The gear portion 14 meshes with the inner periphery of the dial plate 15, and the dial plate 15 obtains a rotational force to perform date feeding driving.
[0075]
By applying pressure to the piezoelectric vibrator 1, it is supported from both sides of the piezoelectric vibrator 1 and the extension portion 10, can hold the vibration of the piezoelectric vibrator 1 without escaping, and can reduce vibration attenuation. Application to an efficient and stable daily feed drive mechanism becomes possible.
[0076]
In the fourth embodiment, the electronic apparatus with an ultrasonic motor provided with the ultrasonic motor of the present invention uses a supporting pressure structure that reduces vibration attenuation of the piezoelectric vibrator, and can be downsized as a whole. Therefore, it is possible to realize a small and low power consumption electronic device with an ultrasonic motor such as a timepiece moving mechanism and a date feeding mechanism.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, since the ultrasonic motor to which the present invention is applied can be manufactured with a simple configuration using the movable body support member, it is possible to reduce the size including the support pressure structure.
[0078]
At the same time, by applying pressure to the distal end side of the extension part of the support member, the support member is supported from both sides of the extension part, holding the vibration of the piezoelectric vibrator without escaping, and reducing vibration attenuation. This leads to higher motor efficiency.
[0079]
In addition, since the width of the joint portion between the piezoelectric vibrator and the support member is set to be equal to or smaller than the width of the portion where the piezoelectric vibrator is not joined, vibration attenuation of the piezoelectric vibrator due to the joint portion can be reduced.
[0080]
In addition, since the support member is provided with a notch, the piezoelectric vibrator is not affected by the support member, and can be brought close to the state of the vibrator alone, thereby reducing the vibration attenuation of the piezoelectric vibrator. is there.
[0081]
Further, the supporting pressure structure is made constant, and application to both rotary and linear ultrasonic motors becomes possible.
[0082]
In addition, since the pressing point is on the tip side of the extending portion, the piezoelectric vibrator is supported while being driven by applying pressure to the leading end side of the movable body support extending portion, and during driving. It is possible to reduce the vibration attenuation by holding the vibration without escaping.
[0083]
Furthermore, the electronic device with an ultrasonic motor including the ultrasonic motor described above uses a supporting pressure structure that reduces vibration attenuation of the piezoelectric vibrator and can be downsized as a whole. It can be applied to an electronic device with an ultrasonic motor that is small and needs to be driven with low voltage and low power consumption, such as a hand movement mechanism and a date feeding mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an ultrasonic motor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic motor.
FIG. 3 is a diagram showing an ultrasonic motor according to the first embodiment.
4 is a diagram showing an ultrasonic motor according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing an ultrasonic motor according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing an ultrasonic motor according to a second embodiment.
7 is a diagram showing an ultrasonic motor according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an ultrasonic motor according to a third embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an electronic apparatus with an ultrasonic motor according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an electronic apparatus with an ultrasonic motor according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing an ultrasonic motor according to the first embodiment.
12 is a diagram showing an ultrasonic motor according to Embodiment 1. FIG.
13 is a diagram showing a configuration of a piezoelectric vibrator and a support member according to Embodiment 1. FIG.
14 is a diagram showing an ultrasonic motor according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
[Explanation of symbols]
1,200 Piezoelectric vibrator
1a First piezoelectric vibrator
1b Second piezoelectric vibrator
2 moving objects
3 Pressure member
4 rotation center axis
5 Mobile support members
7 Movable support
8 Support members
10 Extension part
One side of 10A extension part 10
10B Tip side of the extension 10
11 Displacement expansion part
12, 18 joint
13 Clock hands
14 Gear section
15 Dial
16 Moving body guide member
17 Notch
101 Information case
102 Low modulus member
103 Information board

Claims

A piezoelectric vibrator comprising a piezoelectric element, a support member that supports the piezoelectric vibrator, a moving body that moves in contact with the piezoelectric vibrator, and a pressure member that applies pressure to the piezoelectric vibrator and the moving body In the ultrasonic motor consisting of
The support member includes two extending portions extending in opposite directions from the piezoelectric vibrator, and is movable so that one of the extending portions is a rotation center and the piezoelectric vibrator is in contact with the moving body. And
The pressing member is an ultrasonic motor, characterized in that providing the pressure to the other tip of the extending portion.

The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator has a rectangular shape.

The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator has a disc shape or an annular shape .

The ultrasonic motor according to claim 1,
The support member is joined to the piezoelectric vibrator, and a width of a joint portion between the support member and the piezoelectric vibrator is set to be equal to or smaller than a width of the support member at a portion where the piezoelectric vibrator is not joined. An ultrasonic motor characterized by that .

The ultrasonic motor according to claim 1 , wherein the extending portion has a notch .

Piezoelectric vibrator comprising a piezoelectric element, a support member that supports the piezoelectric vibrator, a movable body that moves in contact with the piezoelectric vibrator, a movable body support member that supports the movable body, and the piezoelectric vibrator And an ultrasonic motor comprising a pressure member that applies pressure to the moving body,
The movable body support member includes two extending portions extending in opposite directions perpendicular to the rotation center axis of the movable body, and the movable body contacts one of the extended portions with the piezoelectric vibrator. Move like
The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the pressure member applies pressure to the other end of the extension portion .

An electronic apparatus with an ultrasonic motor, comprising the ultrasonic motor according to claim 1.