JPH04131191U - ultrasonic motor - Google Patents

ultrasonic motor

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JPH04131191U
JPH04131191U JP4433491U JP4433491U JPH04131191U JP H04131191 U JPH04131191 U JP H04131191U JP 4433491 U JP4433491 U JP 4433491U JP 4433491 U JP4433491 U JP 4433491U JP H04131191 U JPH04131191 U JP H04131191U
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ultrasonic motor
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信治 相良
英清 杉野谷
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株式会社フコク
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波モータにおけるステータの基板への固
定を改良して、ステータ全体をより均一な応力状態に
し、モータの出力効率を向上するとともに、ステータの
組立、分解を容易にできるようにした。 【構成】 超音波モータのステータ2は、中心側を外周
部より厚肉に形成し、ステータの中心孔を基板1に突設
した円筒部4に挿入し、弾性リング6を円筒部4のリン
グ状凹溝5に嵌合することにより、弾性リング6をステ
ータの中心孔周縁部に線接触させてステータ2を固定す
るようにした。
(57) [Summary] [Purpose] To improve the fixation of the stator to the substrate in an ultrasonic motor, to make the entire stator in a more uniform stress state, to improve the output efficiency of the motor, and to facilitate the assembly and disassembly of the stator. I made it possible to do it. [Structure] The stator 2 of the ultrasonic motor is formed so that the center side is thicker than the outer peripheral part, the center hole of the stator is inserted into the cylindrical part 4 protruding from the substrate 1, and the elastic ring 6 is inserted into the ring of the cylindrical part 4. By fitting into the shaped groove 5, the elastic ring 6 is brought into line contact with the peripheral edge of the center hole of the stator, thereby fixing the stator 2.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は、ステータにロータを圧接し、ステータに生じる進行波によりロータ を回転させるようにした超音波モータに関し、特にステータの固定状態を改良し て、所定波長の進行波を有効に生じるようにしたものである。 In this invention, the rotor is pressed against the stator, and the traveling waves generated in the stator cause the rotor to Regarding ultrasonic motors that rotate This effectively generates a traveling wave of a predetermined wavelength.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

超音波モータは、ステータの一方の面に多数の圧電素子をその駆動用高周波電 圧によって生じる弾性波の波長の1/2ピッチで配置するか、或はそのように圧 電体を分極させている。多数の圧電素子はλ/4の間隔をあけて2組に区分し、 それぞれに90°位相差のある高周波電圧を印加することによりステータに進行 波を生じさせている。そしてステータの他の面に圧接したロータを、進行波によ り回転させるようになっている。 Ultrasonic motors use high-frequency electricity to drive a large number of piezoelectric elements on one side of the stator. They are arranged at a pitch of 1/2 of the wavelength of the elastic waves generated by the pressure, or It polarizes the electric body. A large number of piezoelectric elements are divided into two sets with an interval of λ/4, Proceeds to the stator by applying high frequency voltages with a 90° phase difference to each It's creating waves. The rotor, which is in pressure contact with the other surface of the stator, is then moved by the traveling wave. It is designed to be rotated.

【0003】 ロータはステータの外周部で接し、ステータの進行波の作用を受けることによ り回転するようになっているので、ステータには進行波を有効に生じさせる必要 がある。このためステータを基板に固定する場合に、圧電体を接着したステータ の外周部と基板との間に間隔をあけたり、基板に対しステータ全体を均一な力で 固定できるようにしたものを本出願人は提案している(実開平2ー136491 号公報)。すなわちその提案では、スタビライザに突出リングを設けてスタビラ イザの数カ所をネジで基板側に固定することにより、突出リングがステータを基 板側に押しつけるようになっている。また前記提案では基板側にリング状突条を 設けて、その上にステータを押しつけるようにしたものも含んでいる。0003 The rotor contacts the stator at its outer periphery and is affected by the traveling waves of the stator. Since the stator is designed to rotate, it is necessary to generate traveling waves effectively in the stator. There is. Therefore, when fixing the stator to the board, it is necessary to Leave a gap between the outer periphery of the stator and the board, or apply uniform force to the entire stator against the board. The applicant has proposed a device that can be fixed (Utility Model Application Publication No. 2-136491). Publication No.). In other words, in that proposal, a protruding ring is provided on the stabilizer to stabilize the stabilizer. By fixing several parts of the iser to the board side with screws, the protruding ring can be attached to the stator. It is designed to be pressed against the board side. Also, in the above proposal, a ring-shaped protrusion is added to the board side. It also includes one in which a stator is pressed onto the stator.

【0004】0004

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

前記従来の超音波モータでは、ステータを基板に固定するのに、スタビライザ のリング状突条で固定するようにしたものがあるが、そのスタビライザも数箇所 をネジで固定するため、ステータ全体の応力状態を均一にするのは困難であった 。このため圧電素子に所定の高周波電圧を印加しても、所定の波長で所定振動の 進行波を生じさせにくく、ロータを所定の出力で回転させることができないこと があった。またスタビライザに突出リングを形成して、ネジにより固定する構成 では、製造工程に時間を要し、組立て効率もあまり良いとはいえなかった。 そこで本考案は、ステータの基板への固定を改良して、ステータ全体をより均 一な応力状態にし、モータの出力効率を向上するとともに、ステータの組立て、 分解を容易にできるようにすることを目的とする。 In the conventional ultrasonic motor, a stabilizer is used to fix the stator to the board. There are some that are fixed with ring-shaped protrusions, but the stabilizers are also in several places. Since the stator is fixed with screws, it was difficult to make the stress state uniform throughout the stator. . Therefore, even if a predetermined high-frequency voltage is applied to the piezoelectric element, a predetermined vibration at a predetermined wavelength will not be generated. It is difficult to generate traveling waves and the rotor cannot be rotated with a specified output. was there. In addition, a protruding ring is formed on the stabilizer and it is fixed with screws. However, the manufacturing process took time and the assembly efficiency was not very good. Therefore, the present invention improves the fixation of the stator to the substrate to make the entire stator more uniform. This improves the output efficiency of the motor by creating a uniform stress state, as well as assembling the stator. The purpose is to facilitate disassembly.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

本考案は上記目的を達成するため、超音波モータのステータを固定する基板に 円筒部を突設し、その円筒部は先端部を基部側より小径に形成し、円筒部の小径 部の基部側近くの外周にリング状凹溝を設け、ステータは中心孔側を外周部より 薄肉に形成してその中心孔を小径の円筒部に挿入し、リング状凹溝に弾性リング を嵌合することによりステータを固定した。 弾性リングとしては、断面円形、四角形、三角形などに形成して、弾性リング がステータに線接触させるのが、ステータの振動特性に悪影響を及ぼさない点で 望ましい。 In order to achieve the above-mentioned purpose, the present invention has been developed to A cylindrical part is provided protrudingly, and the tip of the cylindrical part is formed with a smaller diameter than the base side, and the small diameter of the cylindrical part is A ring-shaped groove is provided on the outer periphery near the base side of the stator, and the stator has a center hole side closer to the outer periphery. Form a thin wall, insert the center hole into a small diameter cylindrical part, and insert an elastic ring into the ring-shaped groove. The stator was fixed by fitting. The elastic ring can be formed into a circular, square, or triangular cross section. The reason why it is in line contact with the stator is that it does not adversely affect the vibration characteristics of the stator. desirable.

【0006】[0006]

【作用】[Effect]

上記の超音波モータでは、ステータの中心孔を基板の円筒部に挿入して弾性リ ングによりステータを円筒部に固定するので、ステータ全体は均一な応力状態と なっている。このため、ステータの圧電体に高周波電圧を印加することによりス テータに生じる進行波は所定波長、所定振幅となり、進行波はロータに効率よく 作用して回転させることができる。またステータの基板側への固定と分解は、弾 性リングをリング状凹溝に嵌合するか、外し出すだけであるので、その作業が容 易である。 In the above ultrasonic motor, the center hole of the stator is inserted into the cylindrical part of the board, and the elastic Since the stator is fixed to the cylindrical part by locking, the entire stator has a uniform stress state. It has become. Therefore, by applying a high frequency voltage to the piezoelectric material of the stator, The traveling wave generated in the rotor has a predetermined wavelength and a predetermined amplitude, and the traveling wave is efficiently transmitted to the rotor. It can be actuated and rotated. In addition, the fixing and disassembly of the stator to the board side is The process is easy as all you have to do is fit the ring into the ring-shaped groove or take it out. It's easy.

【0007】[0007]

【実施例】【Example】

本考案の実施例を図1〜3により説明する。 超音波モータは、基板1上に円盤状のステータ2が重ねられ、さらにその上に 摩擦材を接着したロータ3が重ねられ、ステータ2に後記のように生じる進行波 によりロータ3を回転させるようになっている。なお、ステータ2もしくはロー タ3の材質等を選択することにより両者間に適切な摩擦が生じるようにすれば、 両者間の摩擦材は不要である。ステータ2は外周部が厚肉に、そして内周部が薄 肉に形成され、中心部に中心孔が形成されている。またステータ2の厚肉外周部 のロータ3と接する面に放射状の多数の突条2aが設けられ、ステータ2に生じ る進行波の振動を大きくできるようになっている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the ultrasonic motor, a disk-shaped stator 2 is stacked on a substrate 1, and a The rotors 3 to which friction materials are bonded are stacked, and traveling waves are generated on the stator 2 as described below. The rotor 3 is rotated by this. In addition, stator 2 or low If appropriate friction is created between the two by selecting the material etc. of the tab 3, No friction material is required between the two. Stator 2 has a thick outer circumference and a thin inner circumference. It is formed in the flesh, with a central hole in the center. Also, the thick outer peripheral part of stator 2 A large number of radial protrusions 2a are provided on the surface in contact with the rotor 3, and the stator 2 has many protrusions 2a. The vibration of the traveling wave can be increased.

【0008】 基板1の中央部に円筒部4が突設され、円筒部の先端部4aは基部側4bより 小径に形成され、その先端部4aの基部側近くの外周にリング状凹溝5が形成さ れる。ステータ2の中心孔は円筒部4の先端側から基部側4bの上端に当たるま で挿入され、一箇所が切断されている弾性リング6が円筒部のリング状凹溝5に 嵌合されることにより、ステータ2の中心孔周縁が円筒部4に固定される。この 場合、弾性リング6は断面円形に形成されているのでステータ2と弾性リング6 とは円周状の線接触となり、ステータ2の振動特性が良好な状態で基板1側に保 持される。なお、弾性リング6の断面形は円形以外の四角形、三角形等にしても よく、ステータ2に線接触するような断面形であればよい。[0008] A cylindrical portion 4 is protruded from the center of the substrate 1, and the tip 4a of the cylindrical portion is closer to the base side 4b. It is formed to have a small diameter, and a ring-shaped groove 5 is formed on the outer periphery near the base side of the tip 4a. It will be done. The center hole of the stator 2 touches the upper end of the base side 4b from the tip side of the cylindrical part 4. The elastic ring 6 which is inserted into the ring-shaped groove 5 of the cylindrical part and cut at one point By being fitted, the periphery of the center hole of the stator 2 is fixed to the cylindrical portion 4. this In this case, since the elastic ring 6 has a circular cross section, the stator 2 and the elastic ring 6 There is a circumferential line contact with the stator 2, and the vibration characteristics of the stator 2 are maintained on the substrate 1 side in a good condition. held. Note that the cross-sectional shape of the elastic ring 6 may be square, triangular, etc. other than circular. Any cross-sectional shape that makes line contact with the stator 2 may be used.

【0009】 ロータ3がステータ2の進行波を受けて回転するためには、ロータ3をステー タ2に圧接させる必要があり、ロータ3は摩擦材7を介して皿バネ8によりステ ータ側に押圧される。皿バネ8の中心側の基部は出力軸9の鍔部9aに取付けら れ、ロータ3が回転したときに皿バネ8を介して出力軸9が一体に回転するよう になっている。なお、出力軸9はロータ3とステータ2と基板1の各中央孔を貫 通し、その出力軸9は基板1に設けた軸受け10とロータ3の上部を覆うケーシ ング11に設けたスラスト軸受け12とに保持される。[0009] In order for the rotor 3 to rotate in response to the traveling waves of the stator 2, the rotor 3 must be The rotor 3 needs to be in pressure contact with the rotor 2, and the rotor 3 is held in place by a disc spring 8 via a friction material 7. is pushed towards the data side. The base on the center side of the disc spring 8 is attached to the flange 9a of the output shaft 9. so that when the rotor 3 rotates, the output shaft 9 rotates together via the disc spring 8. It has become. Note that the output shaft 9 passes through each central hole of the rotor 3, stator 2, and substrate 1. The output shaft 9 is connected to a bearing 10 provided on the substrate 1 and a casing covering the upper part of the rotor 3. It is held by a thrust bearing 12 provided in a ring 11.

【0010】 ステータ2は弾性体により形成され、その厚肉外周部は基板1側の面に圧電体 13が接着されている。圧電体13は環状に配置され、それに印加する駆動用高 周波電圧によって生じる弾性波の波長λの1/2ピッチの複数の圧電素子に分極 され、複数の圧電素子は1/4λだけ離れた2組の圧電体部分に分けられる。そ して2組の圧電体部分にそれぞれ90°位相差のある高周波電圧を印加すること により、ステータ2に波長λの進行波を生じさせるようになっていて、その進行 波により前記のようにロータ3を回転する。0010 The stator 2 is made of an elastic material, and its thick outer circumference is made of a piezoelectric material on the surface facing the substrate 1. 13 is glued. The piezoelectric body 13 is arranged in a ring shape, and the driving height applied to it is Polarization of multiple piezoelectric elements with a pitch of 1/2 of the wavelength λ of the elastic wave generated by a frequency voltage The plurality of piezoelectric elements are divided into two sets of piezoelectric body parts separated by 1/4λ. So applying high frequency voltages with a 90° phase difference to each of the two sets of piezoelectric parts. This causes a traveling wave of wavelength λ to be generated in the stator 2, and the traveling wave is The waves rotate the rotor 3 as described above.

【0011】[0011]

【考案の効果】[Effect of the idea]

本考案の超音波モータではステータの内周側を外周部より薄肉に形成し、その 薄肉部中心の中心孔を基板から突設させた円筒部に挿入して弾性リングとの線接 触により固定しているので、ステータの振動特性が良好に保たれ、モータ効率が 向上する。またステータの固定あるいは取り外しは、弾性リングを基板側の円筒 部のリング状凹溝に嵌合したり、外したりするだけでよく、組立て性のよいもの となり、特に小型モータに適した構造となる。 In the ultrasonic motor of this invention, the inner circumference of the stator is formed thinner than the outer circumference, and Insert the center hole at the center of the thin part into the cylindrical part protruding from the board and make a line tangent to the elastic ring. Since the stator is fixed by contact, the vibration characteristics of the stator are maintained well and the motor efficiency is improved. improves. To fix or remove the stator, insert the elastic ring into the cylinder on the board side. It is easy to assemble by simply fitting it into and removing it from the ring-shaped groove in the part. This makes the structure especially suitable for small motors.

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

【図1】本考案の超音波モータの部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an ultrasonic motor according to the present invention.

【図2】ステータの固定構造の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of a stator fixing structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 ステータ 3 ロータ 4 円筒部 5 凹溝 6 弾性リング 1 board 2 stator 3 Rotor 4 Cylindrical part 5 Groove 6 Elastic ring

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 ステータの一方の面に接着された2組の
圧電体部分に互いに90°位相差のある駆動用高周波を
印加して進行波を発生させ、ステータの他の面に圧接し
たロータを進行波により回転させるようにした超音波モ
ータにおいて、ステータは外周の圧電体接着部を厚肉に
形成するとともに中心孔側を薄肉に形成し、ステータを
取付ける基板の中央に円筒部を突設し、円筒部の先端部
は基部側より小径に形成するとともに円筒部の小径部の
基部側近く外周に凹溝を設け、ステータの中心孔を円筒
部小径部に挿入するとともに円筒部の凹溝に一端が切離
してある弾性リングを嵌合して、ステータを円筒部に固
定したことを特徴とする超音波モータ。
Claim 1: A traveling wave is generated by applying a driving high frequency wave having a phase difference of 90° to two sets of piezoelectric parts bonded to one surface of the stator, and the rotor is brought into pressure contact with the other surface of the stator. In an ultrasonic motor that is rotated by a traveling wave, the stator has a thicker piezoelectric bonding part on the outer periphery, a thinner wall on the center hole side, and a cylindrical part protruding from the center of the board on which the stator is attached. The tip of the cylindrical part is formed to have a smaller diameter than the base side, and a groove is provided on the outer periphery of the small diameter part of the cylindrical part near the base side, and the center hole of the stator is inserted into the small diameter part of the cylindrical part, and An ultrasonic motor characterized in that a stator is fixed to a cylindrical part by fitting an elastic ring with one end cut off.
【請求項2】弾性リングは断面が円、四角形、三角形等
に形成されて、弾性リングがステータと線接触している
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。
2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the elastic ring has a circular, square, or triangular cross section and is in line contact with the stator.
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