JPH02266879A - 超音波アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波振動を駆動源とした超音波アクチエエ
ータの改良に関するものである。

〔従来技術１ 従来、超音波アクチュエータは、例えば特願昭６２−１
７５０４３号のように、超音波振動する弾性体に可動子
を圧着する手段としで、金属の弾性を利用したコイルバ
ネや板バネを用いていた。

その具体例を第４図に示す、同図において、２は超音波
振動子、４は剪断用圧電素子、６は基台、８は支柱、１
０は曲げ用圧電素子、１２は回転子、１４は第１ボール
ベアリング、１６はボルト、１８はコイルスプリングで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記超音波振動子２の振動振幅は数ミク
ロン以下の微小な振動であるために、該超音波振動子２
の振動を有効に利用するためにはミクロン・オーダのＷ
ｉ械精度で超音波振動子２と回転子１２の接触面を構成
する必要となり、回転子１２の支持機構も複雑になる。

特に、前記接触面積が大きい場合には、面全体で均一な
接触を保持するのは、機械的手段のみでは非常に難しい
。

また、前記超音波振動子２の振動を有効に利用するため
には圧着力の調節が必要であるが、超音波アクチエエー
タでは、前記超音波振動子２と前記回転子１２との圧着
力は非常に大きいため、高弾性のばねが必要となり、圧
着力を微小に調節するのが困難であった。

［発明の目的１ 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、弾性体と可動子の間に磁気的な吸引力を発生
させ、両者の接触面全体にわたり均一な圧着力を発生さ
せる事ができ、 かつ、磁束調整子により制御する磁路断面積は自由に選
ぶことができるので、前記圧着力を外部より容易に微小
な制御ができる事から、弾性体に発生した超音波振動を
有効に利用した超音波アクチエエータを提供できる。

［１２１題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明の超音波アクチュエー
タは、超音波振動を行なう弾性体と、その振動エネルギ
ーを駆動源とし、前記弾性体に当接した可動子とを有す
る超音波７クチエエータにおいて、前記弾性体と可動子
の接触部に配置された複数の磁性部材と、前記弾性体又
は可動子のいずれか一方に配置された永久磁石と、前記
磁性部材と、前記永久磁石とから成る磁路の一部に配置
され、磁路断面積を調節するための磁束調整子とを具備
する。

［作用］ 上記の構成を有する本発明の超音波アクチュエータにお
いて、弾性体と可動子の圧着力は、弾性体と可動子の接
触部に配置された磁性部と永久磁石とから成る磁路によ
り接触面全体にわたりほぼ均一に発生し、かつその圧着
力は磁束調整子により容易に調節できる。

［実施例１ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図がら第３図
を参照して説明する６ 第１図及びＭ２図は本実施例の外観を示す図である。！
＃３図は本実施例の分解斜視図である。

同図において、２は超音波振動子、４は剪断用圧電素子
、６は基台、１０は自げ用圧電素子であり、これらは従
来のものと同様である。

前記超音波振動子２上には、鉄より成る＠１磁路２１ａ
及び２１ｂが固定されている。該第１磁路２１ａ及び２
１ｂ上面には回転子１２が配置され、その外周辺には第
２磁路２２亀及び２２ｂが固定されている。また該回転
子１２の内周辺にはボールベアリング１４が着設され、
ボルト１６とコイルスプリング１８とによって基台６の
支柱８に固定され、その結果前記第１磁路２１の上面と
前記第２磁路２２ａ及び２２ｂの下面が圧着されている
。

前記第２磁路２２ａ及び２２ｂの上面には、磁束調節部
２３ａ及び２３ｂが形成されており、磁束調節子２４ａ
及び２４ｂが第２図矢印へ方向に動作可能に設置されて
いる。該磁束調節子２４ａ及び２４ｂ上面には、永久磁
１５２５が配置されている。その結果前記第１磁路２１
ｍ及び２１ｂ１第２磁路２２ａ及び２２ｂ１磁束調節部
２３ａ及び２３ｂと永久磁石２５により第２図中の矢印
Ｂに示す閉磁路を形成する。

以上のように病虞された超音波モータ３０の作用を以下
に説明する。

磁束ｌｌｌ整子２４ａ及び２４ｂが、磁束調整部２３ａ
及び２３ｂに完全に挿入されているとき、該磁束調整子
２４ａ及び２４ｂでは磁束が飽和状態になるようあらか
じめ永久磁石２５の起磁力を選んでおく必要がある。こ
のとき、第１磁路２１ｍ及び２１ｂと、第２磁路２２ａ
及び２２ｂの相互磁気吸引力は最大となっている。

磁束調整子２４ａ又は２４ｂのいずれか一方又は両方を
少し引き出すと、該磁束調整子２４ｉ及び２４ｂ中を通
る磁束が減少し、前記磁気吸引力が弱くなる。その結果
、前記超音波振動子２と前記回転子１２の圧着力が弱く
なる。すなわち、該圧着力は前記磁束調整子２４ｍ及び
２４ｂの位置を調節する事によって任意に調節可能であ
る。

今、剪断用圧電素子４及び曲げ用圧電素子１０に交流電
圧を印加して超音波振動子２を加振すると、第２磁路２
２ａ及び２２ｂｆＪｆ第１磁路２１ｇ及び２１ｂを介し
て駆動されて回転子１２とともに回転する。この時、上
述したように、第１磁路２１ａ及び２１ｂと第２磁路２
２ａ及び２３ｂの圧着力が負荷に対して適正な状態に調
整されているため、超音波モータ３０の効率がよい。

なお、上記実施例は回転型超音波モータであるが、これ
に限定されるものでなく、直線駆動型超音波モータなど
の７クチユエータにも実施可能である。また、実施例で
は磁束調節子の形状を平板状とする例について説明した
が、ネジ等本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形
が可能である。

［発明の効果Ｊ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、弾性体と可動子の接触面全体にわたり均一な圧着力を
発生させる事ができ、またその圧着力を外部より容易に
制御できるので、弾性体に発生した超音波ＩｊＬ動を有
効に利眉できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から＃＋図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は本実施例の外観図であり、＃２図は
本実施例の斜視図であり、第３図は本実施例の分解斜視
図であり、第４図は従来の超音波モータ図である。 ２１・・・第１磁路、２２・・・第２磁路、２３・・・
磁束調節部、２４・・・磁束調節子、２５・・・永久磁
石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．超音波振動を行なう弾性体と、 その振動エネルギーを駆動源とし、前記弾性体に当接し
   た可動子とを有する超音波アクチュエータにおいて、 前記弾性体と可動子の接触部に配置された複数の磁性部
   材と、 前記弾性体又は可動子のいずれか一方に配置された永久
   磁石と、 前記磁性部材と、前記永久磁石とから成る磁路の一部に
   配置され、磁路断面積を調節するための磁束調整子とを
   具備する事を特徴とする超音波アクチュエータ。