JPH04150781A - Ultrasonic vibrator - Google Patents

Ultrasonic vibrator

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JPH04150781A
JPH04150781A JP2271961A JP27196190A JPH04150781A JP H04150781 A JPH04150781 A JP H04150781A JP 2271961 A JP2271961 A JP 2271961A JP 27196190 A JP27196190 A JP 27196190A JP H04150781 A JPH04150781 A JP H04150781A
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JP
Japan
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vibrator
piezoelectric element
ultrasonic
electrode plate
metal block
Prior art date
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Application number
JP2271961A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Tamai
淳 玉井
Ichiro Okumura
一郎 奥村
Tetsuya Nishio
哲也 西尾
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To get a vibrator of such structure that the tightening torque is needless and that it maintains symmetry about axis by caulking the shaft members arranged between opposed metallic blocks by temporary fastening method, and fixing these metallic blocks, by means of a fixing means. CONSTITUTION:A block member 1 and a block member 4 are fixed, holding a piezoelectric element 3 and an electrode plate 2, by the caulking of a large diameter part 7-a. A spring washer member 5 is provided for giving proper pressure contact force to the piezoelectric plate 0.5mm thick and for preventing the pressure contact force from changing by vibration. On the other hand, four sheets of electrode plates 2 are made of bronze, for example, 0.4mm thick, and out of them, the third electrode plate from the bottom in the figure is in contact, on the inside, with the shaft member 7 for junction, and it is electrically grounded together with the lowermost electrode plate in the figure.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波モータや超音波洗浄機等における超音
波発生源として用いられる振動子の構造に関するもので
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the structure of a vibrator used as an ultrasonic generation source in an ultrasonic motor, an ultrasonic cleaner, or the like.

(従来の技術〕 従来、この種の振動子としては、例えば第8図に示すボ
ルト締めランジェバン振動子(以下BLTと略す)が提
案されている。
(Prior Art) Conventionally, as this type of vibrator, for example, a bolted Langevin vibrator (hereinafter abbreviated as BLT) shown in FIG. 8 has been proposed.

第8図に示すBLTは、金属製のブロック部材1と金属
製の押えブロック部材4との間に2枚の圧電素子板3を
配置し、これらブロック部材1.4の軸央部に螺着され
る植込ボルト12により、これら圧電素子板3を挟持す
るようにブロック部材1.4を一体的に固定する。なお
、ブロック部材1と圧電素子3との間には電極板2が介
挿されている。
In the BLT shown in FIG. 8, two piezoelectric element plates 3 are arranged between a metal block member 1 and a metal presser block member 4, and are screwed onto the central axis of these block members 1.4. The block member 1.4 is integrally fixed with the stud bolt 12 so as to sandwich the piezoelectric element plates 3 therebetween. Note that an electrode plate 2 is inserted between the block member 1 and the piezoelectric element 3.

引張応力に弱い圧電素子には、上記した植込ボルト12
の締付けにより圧縮力のバイアスが付与されていて、該
各圧電素子3に交流電界を印加して厚み方向に伸縮変形
させる動作時において、大きな引張応力が加わることが
ないようにしている。
For piezoelectric elements that are weak against tensile stress, the stud bolt 12 described above is used.
A compressive force bias is applied by tightening the piezoelectric elements 3 to prevent large tensile stress from being applied when an alternating current electric field is applied to each piezoelectric element 3 to cause it to expand and contract in the thickness direction.

(発明が解決しようとする課M) ところで、この様な構造の振動子では、ボルト締め時に
、強大な締め付はトルクを必要とするため、金属ブロッ
ク側にレンチ等の工具を装着する二面取り部1−C及び
4−C等を設けて締め付は時の保持の為の回り止めとし
ている。
(Problem M to be solved by the invention) By the way, in a vibrator with such a structure, when tightening the bolts, a strong tightening torque is required, so a two-sided chamfer with a tool such as a wrench attached to the metal block side is used. Parts 1-C and 4-C are provided to prevent rotation for tightening to maintain time.

二面取り部1−C14−C等の回り止めは、モータとし
ての振動機能上不必要なだけでなく、余計な振動モード
まで励起してしまう虞れがある。
The rotation stopper, such as the two-chamfered portion 1-C14-C, is not only unnecessary for the vibration function of the motor, but may also excite unnecessary vibration modes.

さらに、近年提案されているこのような振動子を用いた
超音波モータにおいては、第4図にその分解図を示すが
、圧電素子3−A、3−Bの中心軸を境界線3−A−a
、 3−B−aとして、1枚の圧電素子の中で分極方向
を逆転させているものがある。これは該圧電素子(以下
A相用圧電素子と記す)と前記境界線が直角な圧電素子
(以下B相用圧電素子と記す)とに、第5図のような電
圧を印加することにより、第7図に示すような振動を与
えるものであり、これは振動子9の軸心りを中心とした
縄飛び振動であり、該振動子に圧接したロータ8を回転
させる構造の超音波モータである。なお、第6図は低電
圧入力化を計って圧電素子を4枚使用した例である。
Furthermore, in an ultrasonic motor using such a vibrator that has been proposed in recent years, an exploded view of which is shown in FIG. -a
, 3-B-a, there is one in which the polarization direction is reversed within one piezoelectric element. This can be done by applying a voltage as shown in FIG. 5 to the piezoelectric element (hereinafter referred to as the A-phase piezoelectric element) and the piezoelectric element whose boundary line is perpendicular (hereinafter referred to as the B-phase piezoelectric element). It gives vibrations as shown in FIG. 7, which is rope-jumping vibration centered around the axis of the vibrator 9, and is an ultrasonic motor configured to rotate a rotor 8 that is in pressure contact with the vibrator. . Incidentally, FIG. 6 shows an example in which four piezoelectric elements are used to achieve low voltage input.

ところで、超音波モータでは、A相用圧電素子と、B相
用圧電素子は各々の前記境界線3−A−aと3−B−a
が互い直角になっていない場合、前述した縄飛び振動が
軸心に垂直な面内で真円ではなく楕円運動を起こしてし
まい、効率の低いモータになる。しかし、BLTの様に
ボルトで圧電素子と金属ブロック及び電極板を締め付は
固定するタイプのものでは、その強大な締め付はトルク
のため、圧電素子間に回転トルクを与えてしまい、前記
境界線の直角という位置関係にずれを生じてしまう。
By the way, in the ultrasonic motor, the A-phase piezoelectric element and the B-phase piezoelectric element are connected to the boundary lines 3-A-a and 3-B-a, respectively.
If they are not perpendicular to each other, the above-mentioned rope-jumping vibration will cause an elliptical motion instead of a perfect circle in a plane perpendicular to the axis, resulting in a motor with low efficiency. However, in the type of BLT where the piezoelectric element, metal block, and electrode plate are tightened and fixed with bolts, the strong tightening causes rotational torque between the piezoelectric elements, causing the boundary between them. This will cause a shift in the perpendicular positional relationship of the lines.

また、前記回り止めの様な、非軸対称部が存在すると、
A相用圧電素子による振動とB相月圧電素子による振動
が縮退(A相とB相の共振周波数が一致すること)せず
、これもまた効率の低いモータになってしまう。
In addition, if there is a non-axisymmetric part such as the rotation stopper,
The vibrations caused by the A-phase piezoelectric element and the B-phase piezoelectric element do not degenerate (the resonant frequencies of the A phase and B phase match), which also results in a motor with low efficiency.

本発明の目的は、前述した問題を生じる締め付はトルク
が不要で、また軸対称を保持した構造の振動子を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a vibrator which does not require torque for tightening which causes the above-mentioned problem, and which maintains axial symmetry.

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

本発明の目的を実現するための構成は、対向する金属ブ
ロック部材間に、電気−機械エネルギー変換素子を介挿
し、これら金属ブロックを固定手段により一体的に固定
して該電気−機械エネルギー変換素子を挟持した超音波
振動子において、該固定手段は、該対向する金属ブロッ
ク間に設けられた軸部材を加締め法により加締めてこれ
ら金属ブロックを固定したことを特徴とする。
In order to achieve the object of the present invention, an electro-mechanical energy conversion element is inserted between opposing metal block members, these metal blocks are integrally fixed by a fixing means, and the electro-mechanical energy conversion element is In the ultrasonic vibrator sandwiching the metal blocks, the fixing means is characterized in that the metal blocks are fixed by crimping a shaft member provided between the opposing metal blocks using a crimping method.

(作   用) 上記した構成の超音波振動子は、金属ブロック部材間の
固定を行なう際、金属ブロック部材にその軸回り方向の
回転力が与えられないので、金属ブロック部材間に挟持
される、例えば2枚の圧電素子等の電気−機械エネルギ
ー変換素子間にずれが生じることがない。
(Function) The ultrasonic transducer having the above configuration is sandwiched between the metal block members because no rotational force is applied to the metal block members in the direction around their axis when fixing the metal block members. For example, no misalignment occurs between two electro-mechanical energy conversion elements such as piezoelectric elements.

〔実 施 例〕〔Example〕

図1は本発明の振動子を有効に実施することができる超
音波モータの実、施例1の断面図である。なお、本実施
例のモータは、全長が取り付は用フランジ部材をいれて
28mm+、振動子の直径は10mmである。4枚の圧
電素子は第6図に示す構成になっており、第5図の電圧
を圧電素子に印加することで振動子全体が第7図に示す
様な縄飛び運動を行なう。
FIG. 1 is a sectional view of Example 1 of an ultrasonic motor in which the vibrator of the present invention can be effectively implemented. The motor of this example has a total length of 28 mm+ including the mounting flange member, and a diameter of the vibrator of 10 mm. The four piezoelectric elements have the configuration shown in FIG. 6, and by applying the voltage shown in FIG. 5 to the piezoelectric elements, the entire vibrator performs a rope-jumping motion as shown in FIG. 7.

振動子の端面には、45°のテーバになっている摩擦摺
動部1−eが45°のテーバ形状に形成され、該摩擦摺
動部の任意の1点は、該テーパ面と略垂直な方向に運動
し振動子の軸心方向から見てそれは円運動で、KN−5
ICメツキした該摩擦摺動部と接する硬買アルマイト処
理したロータ8に回転運動を与える。13はポリアセタ
ール樹脂製のギヤ部材で、ロータ8の回転力は摩擦クラ
ッチ部8−aを介してギヤ部材に伝達される仕組みにな
っている。該摩擦クラッチ部で発生する最大の摩擦回転
力は、振動静止時に前記摩擦摺動部が発生する摩擦回転
力より小さく設定されているため、ロータが振動子の縄
飛び運動によって回転する時の起動トルクは、前記摩擦
クラッチ部の最大の摩擦回転力によって決まる。逆に、
振動静止時にギヤ部材13側から回転力を受けると、該
摩擦クラッチ部ですべりが起こる構造になっている。ベ
アリング部材14はギヤ部材13の相手ギア(不図示)
とのかみ合いによって発生するラジアル方向の力と、前
記摩擦摺動部1”eに適切な圧接力を与えるよう設けら
れたバネ部材15の圧縮力に応じたスラスト方向の反力
を同時に受けている。離隔接触用部材16はポリアセタ
ール樹脂製で、ベアリング部材の内径に嵌合されて配置
され、バネ部材の反力を受けると同時に黄銅製金属ブロ
ック1の内径側に、20μ−程度のクリアランスで嵌合
されている。
A friction sliding portion 1-e having a 45° taper is formed on the end face of the vibrator, and any one point of the friction sliding portion is approximately perpendicular to the tapered surface. When viewed from the axial direction of the vibrator, it is circular motion, and KN-5
A rotary motion is applied to the hard alumite-treated rotor 8 which is in contact with the IC-plated friction sliding part. 13 is a gear member made of polyacetal resin, and the rotational force of the rotor 8 is transmitted to the gear member via a friction clutch portion 8-a. The maximum friction torque generated by the friction clutch section is set to be smaller than the friction torque generated by the friction sliding section when the vibration is stationary, so that the starting torque when the rotor rotates due to the skipping motion of the vibrator is determined by the maximum frictional rotational force of the friction clutch portion. vice versa,
The structure is such that when a rotational force is applied from the gear member 13 side when the vibration is stationary, the friction clutch portion slips. The bearing member 14 is a mating gear (not shown) of the gear member 13.
It simultaneously receives a force in the radial direction generated by the engagement with the friction sliding part 1"e, and a reaction force in the thrust direction corresponding to the compressive force of the spring member 15 provided to apply an appropriate pressure contact force to the frictional sliding part 1"e. The separation contact member 16 is made of polyacetal resin, and is arranged to fit on the inner diameter of the bearing member, and receives the reaction force of the spring member, and at the same time, is fitted on the inner diameter side of the brass metal block 1 with a clearance of about 20 μ-. are combined.

離隔接触用部材16の役割はロータの軸心を略決めるも
ので、本実施例の場合それ自身は回転しない。つまり、
前記摩擦摺動部1−eは円錐のテーバ形状を呈している
わけであるが、この狭いテーバ部分だけで接していては
ロータの軸心はすりこぎ運動(円錐の母線形状を軌跡と
する運動)を起こしてしまい、ロータは安定した回転を
しない。そのため、離隔接触内部材16の離隔接触部1
6−aが本実施例の場合金属ブロックの内径側に接触す
ることで、ロータの倒れに応じて復元力を与え、ロータ
の軸心が振動子の軸心に対して大きく倒れることを防止
し、その結果前述した、すりこぎ運動も極力抑えるよう
になっている。17は振動子を不図示の固定部材に取付
けるための取付は用フランジで、接合用軸部材7の先端
部に形成された軸ねじ部7−bに締付けられている。接
合用部材7は、図示の如くブロック部材1.4等を貫通
するように挿着されていて、その軸方向中央部には小径
軸部7−cが形成され、また軸ねじ部ツーbの反対端部
側である大径軸部7−aにはブロック部材1の内径軸部
に形成された段付部1−gと当合するフランし部7−d
が形成されている。
The role of the separation contact member 16 is to approximately determine the axis of the rotor, and in this embodiment, it does not rotate itself. In other words,
The friction sliding portion 1-e has a tapered conical shape, but if it is in contact with only this narrow tapered portion, the rotor axis will undergo a precession motion (a motion whose locus is the generatrix shape of the cone). ), and the rotor does not rotate stably. Therefore, the separation contact portion 1 of the separation contact inner member 16
In this embodiment, 6-a contacts the inner diameter side of the metal block to provide a restoring force in response to the fall of the rotor, thereby preventing the rotor axis from falling significantly relative to the axis of the vibrator. As a result, the grinding motion mentioned above is also suppressed as much as possible. Reference numeral 17 denotes a mounting flange for mounting the vibrator to a fixing member (not shown), which is fastened to a shaft threaded portion 7-b formed at the tip of the joining shaft member 7. The joining member 7 is inserted so as to pass through the block member 1.4, etc., as shown in the figure, and has a small diameter shaft portion 7-c formed in the axial center thereof, and a shaft threaded portion two b. The large diameter shaft portion 7-a on the opposite end side has a flanged portion 7-d that comes into contact with the stepped portion 1-g formed on the inner diameter shaft portion of the block member 1.
is formed.

小径軸部7−cは、振動子の振動を絶縁し、取付は用フ
ランジ部材1フに振動が殆ど伝達されないようになって
いる。
The small-diameter shaft portion 7-c insulates the vibration of the vibrator, and is mounted so that almost no vibration is transmitted to the flange member 1f.

大径軸部7−aの先端部にははブロック部材4の凹部4
−d内において、接合用カラ一部材6とスプリングワッ
シャ一部材5が装着されている。この大径軸部7−aの
先端部は、図中破線で示す形状に形成され、その端面に
設けられたV字溝7−hに加締め用の治具(不図示)を
当て、該V字溝7−hを拡開するように加締めることで
該先端部を押し潰して突起部7−iを張り出す。
A recess 4 of the block member 4 is provided at the tip of the large diameter shaft portion 7-a.
-d, a joining collar member 6 and a spring washer member 5 are attached. The tip of this large-diameter shaft portion 7-a is formed in the shape shown by the broken line in the figure, and a crimping jig (not shown) is applied to the V-shaped groove 7-h provided on the end surface. By tightening the V-shaped groove 7-h so as to expand it, the tip portion is crushed and the projection 7-i is extended.

したがって、ブロック部材1とブロック部材4とは、大
径軸部7−aの加締めにより、圧電素子3及び電極板2
を挟持して固定される。
Therefore, the block member 1 and the block member 4 are connected to each other by crimping the large diameter shaft portion 7-a, so that the piezoelectric element 3 and the electrode plate 2
is clamped and fixed.

スプリングワッシャ一部材5は、本実施例において、厚
さ0.5Hの圧電素子に適切な圧接力を与えるためと、
振動によってその圧接力が変化しないようにするために
設けられている。
In this embodiment, the spring washer member 5 is used to apply an appropriate pressure contact force to the piezoelectric element having a thickness of 0.5H;
This is provided to prevent the pressure contact force from changing due to vibration.

一方、これらの4枚の電極板2は、例えば厚さが0.4
mmのリン青銅にて形成されていて、その中の図中下か
ら3番目の電極板は内径側で接合用軸部材7に接してお
り、図中1番下側の電極板と共に電気的に接地状態とし
ている。
On the other hand, these four electrode plates 2 have a thickness of, for example, 0.4
The third electrode plate from the bottom in the figure is in contact with the joining shaft member 7 on the inner diameter side, and is electrically connected to the bottom electrode plate in the figure. It is in a grounded state.

なお、ブロック部材1の外周面に形成されているくびれ
た凹形状の周溝1−fは、振動子の1次曲げ振動モード
の共振周波数を低下させ、摩擦摺動部の変位を拡大する
効果がある。
The concave circumferential groove 1-f formed on the outer peripheral surface of the block member 1 has the effect of lowering the resonance frequency of the primary bending vibration mode of the vibrator and increasing the displacement of the friction sliding part. There is.

すなわち、本実施例によれば、ブロック部材1とブロッ
ク部材4とにより圧電素子3及び電極板2を挟持固定す
る際、接合用軸部材フを加締めにより固定するので、こ
れら圧電素子や電極板はずれなく固定される。
That is, according to this embodiment, when the piezoelectric element 3 and the electrode plate 2 are clamped and fixed by the block member 1 and the block member 4, the joining shaft member is fixed by crimping, so that these piezoelectric elements and the electrode plate It is fixed without coming off.

このように構成した本実施例の振動子と他の部材は全く
同じで接合用軸部材、ブツシュ部材及びスプリングワッ
シャ一部材の代わりに、ボルトを用い、金属ブロック部
材1の内径にネジを切り、圧電素子を挟持固定した従来
タイプの振動子とを駆動してその性能を比較した。この
場合、従来タイプの振動子は、共振動周波数frが約3
4KHzであった。このとき、A相とB相のfr差、す
なわち△f「は最大130Hzであった。その結果、ロ
ータ加圧力350gf、60Vp−p駆動条件で最大効
率40%、最大起動トルク60 gf−c+aだった。
The other members of the vibrator of this example configured in this way are exactly the same, and instead of the connecting shaft member, bushing member, and spring washer, bolts are used, and threads are cut on the inner diameter of the metal block member 1. The performance was compared by driving a conventional type vibrator in which a piezoelectric element was clamped and fixed. In this case, the conventional type vibrator has a resonant frequency fr of approximately 3
It was 4KHz. At this time, the fr difference between A phase and B phase, that is, △f'', was a maximum of 130 Hz.As a result, the maximum efficiency was 40% and the maximum starting torque was 60 gf-c+a under the rotor pressurizing force of 350 gf and 60 Vp-p driving conditions. Ta.

一方、本実施例の振動子を用いた超音波モータでは、振
動子のΔfrは最大50Hzに減少し、同一駆動条件で
最大効率60%、次第起動トルク80 gf−cmに向
上した。
On the other hand, in the ultrasonic motor using the vibrator of this example, the Δfr of the vibrator was reduced to a maximum of 50 Hz, the maximum efficiency was 60%, and the starting torque gradually improved to 80 gf-cm under the same driving conditions.

第2図は本発明による振動子の実施例2の断面図である
。2は電極板、4は押さえ用金属ブロックである。軸部
1−aは金属ブロック1と一体になフており、その先端
部にはスリット1−dがあり、接合用カラー6を該軸部
に通してから、前記スリットを押し広げてかしめている
。その時圧電素子3に過度な圧力が及ばない様、スプリ
ングワッシャ5が入れである。つまり、該スプリングワ
ッシャ5があるため、カラー6が押し下げられた時に軸
方向で下死点位置が多少ずれても、圧電素子3にはスプ
リングワッシャ5のばね強さによって決まる適切な圧接
力が加わることになる。
FIG. 2 is a sectional view of Example 2 of the vibrator according to the present invention. 2 is an electrode plate, and 4 is a holding metal block. The shaft portion 1-a is integral with the metal block 1, and has a slit 1-d at its tip.After passing the joining collar 6 through the shaft portion, the slit is pushed out and caulked. There is. At this time, a spring washer 5 is inserted to prevent excessive pressure from being applied to the piezoelectric element 3. In other words, because of the spring washer 5, even if the bottom dead center position is slightly shifted in the axial direction when the collar 6 is pushed down, an appropriate pressing force determined by the spring strength of the spring washer 5 is applied to the piezoelectric element 3. It turns out.

なお、該振動子の寸法は全長130 mm、直径50m
mになっており、材買は炭素鋼である。その結果、共振
周波数は約20 K)Izになりていた。また、圧電素
子3に加わる圧接力が小さ過ぎると、振動子のQ値(=
内部損失を示す数値で、値が小さいと損失が大きい)と
アトミツセンスが小さくなるので、スプリングワッシャ
6のばね強さは適切なものを選定する必要がある。又、
スプリングワッシャは与えた変位が少しくらい変化して
も、発生力はあまり変わらない特性のあるものが使いや
すい。
The dimensions of the vibrator are 130 mm in total length and 50 m in diameter.
m, and the material purchased is carbon steel. As a result, the resonant frequency was approximately 20 K) Iz. Also, if the pressure force applied to the piezoelectric element 3 is too small, the Q value of the vibrator (=
This is a numerical value indicating internal loss, and the smaller the value, the greater the loss), and the smaller the atomic sense, so it is necessary to select an appropriate spring strength for the spring washer 6. or,
It is easy to use spring washers that have the characteristic that the generated force does not change much even if the applied displacement changes slightly.

第3図は実施例3の断面図である。このタイプはかしめ
用軸7の先端部7−aをつぶして(アップセット)、圧
電素子3と電極板2と押さえ金属ブロック4及び金属ブ
ロック1の4者を圧接固定するリベット締めと類似の構
造になっている。押さえ用金属ブロック4には切り欠き
4−bが設けであるため、つば部4−aがばねとして働
き、圧電素子3に適切な圧接力を与える。なお、アップ
セットという加工法は蝦造成形では一般に使われる加工
法である。
FIG. 3 is a sectional view of Example 3. This type has a structure similar to riveting in which the tip 7-a of the caulking shaft 7 is crushed (upset) and the piezoelectric element 3, electrode plate 2, presser metal block 4, and metal block 1 are fixed by pressure. It has become. Since the holding metal block 4 is provided with a notch 4-b, the collar portion 4-a acts as a spring and applies an appropriate pressure contact force to the piezoelectric element 3. Note that the processing method called upset is a processing method commonly used in shrimp molding.

第9図は′M1図に示す振動子を用いた超音波モータを
使用して光学レンズの鏡筒を駆動する場合の構成例であ
る。22はロータ8と同軸的に接合された歯車で、回転
出力を歯車23に伝達し、歯車23と噛み合う歯車をも
った鏡筒24を回転させる。ロータ8および鏡筒24の
回転位置、回転速度を検出するために、光学式エンコー
ダスリット板25が歯車23と同軸に配置され、フォト
カブラ26で位置速度を検出する。
FIG. 9 shows an example of a configuration in which an ultrasonic motor using a vibrator shown in FIG. 'M1 is used to drive the barrel of an optical lens. A gear 22 is coaxially connected to the rotor 8 and transmits rotational output to the gear 23, thereby rotating a lens barrel 24 having a gear that meshes with the gear 23. In order to detect the rotational position and rotational speed of the rotor 8 and the lens barrel 24, an optical encoder slit plate 25 is arranged coaxially with the gear 23, and a photocoupler 26 detects the positional speed.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば金属ブロック部材
に治具等を取り付ける二面取り等の回り止めが不要なた
め、加工費が安い上、曲げ振動を合成して前述した縄飛
び振動を起こす振動を利用する振動子としては、軸心に
対して対称性が保たれるのですぐれた振動子が得られる
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, there is no need for a rotation stopper such as a double chamfer to attach a jig to a metal block member, so the processing cost is low, and bending vibrations are synthesized to achieve the above-mentioned effect. As a vibrator that utilizes vibrations that cause rope-jumping vibrations, an excellent vibrator can be obtained because it maintains symmetry with respect to the axis.

また、非軸対象なリード部を有するボルトを用いないこ
とも、上記したことと同じ効果が得られる。
Furthermore, the same effect as described above can be obtained by not using a bolt having a non-axially symmetrical lead portion.

さらに、圧電素子や電極板に位置決めが必要な振動子に
対しても、ボルト締めの様な回転トルクを与えないので
、ずれの心配がない。その上、本発明の軸かしめは加工
が短時間で済んで、工程が大幅に簡略化できる効果があ
る。
Furthermore, since rotational torque such as bolt tightening is not applied to the piezoelectric element or the vibrator that requires positioning to the electrode plate, there is no fear of misalignment. Moreover, the shaft crimping of the present invention requires only a short time to process, and has the effect of greatly simplifying the process.

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

第1図は本発明の振動子を用いた超音波モータの実施例
1を示す断面図、第2図は本発明の実施例2を示す断面
図、第3図は本発明の実施例3を示す断面図、第4図は
従来の超音波モータの分解斜視図、第5図は縄飛び振動
する振動子の圧電素子に印加する交流電源の波形図、第
6図は従来の他の超音波モータの分解斜視図、第7図(
a) 、 (b)は縄飛び振動を説明する正面図及び平
面図、′s8図(a) 、 (b)はボルト締めランジ
ュバン振動子の平面図及び正面断面図、第9図は本発明
の振動子を用いた超音波モータの出力装置を示す概略図
である。 1・・・金属ブロック部材 1−a・・・軸1−b・・
・軸先端部   1−c・・・二面取り部1−d・・・
スリット   1−e・・・摩擦摺動部1−f・・・く
びれ    2・・・電極板部材3・・・圧電素子部材 4・・・押さえ用金属ブロック部材 4−a・・・つば部    4−b・・・切り欠き4−
c・・・二面取り部 5・・・スプリングワッシャ部材 6・・・接合用カラ一部材 7・・・接合用軸部材7−
a・・・軸先端部   7−b・・・軸ねじ部7−c・
・・小径軸部   8・・・ロータ部材8−a・・・摩
擦クラッチ部9・・・振動子10・・・絶縁部材   
 11・・・ボルト部材12・・・植込みボルト部材1
3−・・ギヤ部材14・・・ベアリング部材 15−・
・バネ部材16・・・離隔接触用部材 16−a・・・
離隔接触部17・・・取り付は用フランジ 他4名 第 図 第2 図 −d 第3図 7−a 第7図 (a) (b) 第8図 (b) 第9 図
Fig. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an ultrasonic motor using a vibrator of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view of a conventional ultrasonic motor, FIG. 5 is a waveform diagram of the AC power applied to the piezoelectric element of the vibrator that vibrates the rope, and FIG. 6 is a diagram of another conventional ultrasonic motor. Exploded perspective view of Figure 7 (
a) and (b) are a front view and a plan view illustrating the rope jumping vibration, 's8 figures (a) and (b) are a plan view and a front cross-sectional view of a bolted Langevin vibrator, and Fig. 9 is a vibration of the present invention. 1 is a schematic diagram showing an output device of an ultrasonic motor using a motor. 1... Metal block member 1-a... Shaft 1-b...
・Shaft tip part 1-c...Double chamfer part 1-d...
Slit 1-e...Frictional sliding portion 1-f...Constriction 2...Electrode plate member 3...Piezoelectric element member 4...Metal block member for holding 4-a...Brim portion 4 -b...notch 4-
c... Double-chamfered portion 5... Spring washer member 6... Joining collar member 7... Joining shaft member 7-
a... Shaft tip 7-b... Shaft threaded part 7-c.
...Small diameter shaft portion 8...Rotor member 8-a...Friction clutch portion 9...Vibrator 10...Insulating member
11... Bolt member 12... Studded bolt member 1
3-... Gear member 14... Bearing member 15-...
・Spring member 16... Separation contact member 16-a...
Separate contact portion 17... Installation is done by flange and 4 other people.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  1 対向する金属ブロック部材間に、電気−機械エネ
ルギー変換素子を介挿し、これら金属ブロックを固定手
段により一体的に固定して該電気−機械エネルギー変換
素子を挟持した超音波振動子において、  該固定手段は、該対向する金属ブロック間に設けられ
た軸部材を加締め法により加締めてこれら金属ブロック
を固定したことを特徴とする超音波振動子。  2 請求項1において、固定手段を構成する軸部材は
、対向する金属ブロック部材を貫通していることを特徴
とする超音波振動子。  3 請求項1において、固定手段を構成する軸部材は
、対向する金属ブロック部材のいずれか一方から延出さ
れていることを特徴とする超音波振動子。  4 請求項1乃至3に記載の超音波振動子と、該振動
子に励起される振動により回転駆動される移動部材とか
らなる超音波モータ。  5 請求項4に記載の超音波モータを含む装置におい
て、超音波モータの移動部材からの出力を取り出す出力
部材を有することを特徴とする装置。
[Claims] 1. An electro-mechanical energy conversion element is inserted between opposing metal block members, these metal blocks are integrally fixed by a fixing means, and the ultrasonic wave is generated by sandwiching the electro-mechanical energy conversion element. An ultrasonic transducer characterized in that the fixing means fixes the metal blocks by crimping a shaft member provided between the opposing metal blocks using a crimping method. 2. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the shaft member constituting the fixing means passes through opposing metal block members. 3. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the shaft member constituting the fixing means extends from either one of the opposing metal block members. 4. An ultrasonic motor comprising the ultrasonic vibrator according to claim 1 and a moving member rotationally driven by vibrations excited by the vibrator. 5. An apparatus including an ultrasonic motor according to claim 4, further comprising an output member for extracting an output from a moving member of the ultrasonic motor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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