JPH04193079A - 振動アクチュエータを備えた機器 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、固定子に進行性振動波を発生させて移動子を
駆動する超音波モータに関する。

Ｂ、従来の技術 この種の超音波モータは、圧電体およびこの圧電体に接
合された弾性体から成る固定子と、上記弾性体の駆動面
に加圧接触される移動子とを有し、上記固定子は支持部
材（支持手段）により支持されている。そして上記圧電
体に駆動信号を人力すると、圧電体が励振されて屈曲振
動が生し、この屈曲振動により弾性体の駆動面に進行性
振動波が生じ、この進行性振動波によって移動子が駆動
される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 ここで上記固定子の支持部材は、従来、黄銅や鋼にて形
成されているが、黄銅の防振係数は０゜２％、鋼のそれ
は０．６％であり、いずれも減衰能が極めて低く、この
ため次のような問題がある。

すなわち移動子は、固定子を構成する弾性体に生じる振
動を重ね合わせることによって駆動されるが、−この弾
性体の振動が減衰能の小さい黄銅や鋼で構成された支持
部材に伝達されると、支持部材が励振され、この励振に
よる支持部材の振動が弾性体に伝達される。そして弾性
体に伝達された振動は、圧電体の励振による弾性体の振
動と重なり合い、このため弾性体駆動面の進行性振動波
に乱れが生じてて固定子の駆動効率が低下する。

また、例えば移動子の駆動量を検出するエンコーダなど
が超音波モータに隣接して設けられている場合、これら
のエンコーダにも支持部材の振動が伝達され、このため
エンコーダの検出精度が低下するおそれがある。

そこで従来は、このような問題を最小に抑えるために、
固定子の支持部材を強度設計値よりも大型化して支持体
が弾性体の振動により励振されないようにしており、こ
のため超音波モータの小型化および軽量化が損なわれる
という問題がある。

また支持部材の励振を防止するためにプラスチックやゴ
ムなどから成る吸振材を固定子や支持部材に圧着する方
向が特開昭６１−２２４８８１号公報に開示されている
が、このような吸振材は温度や摩擦により劣化し易く、
耐久性、信頼性に問題がある。

本発明の目的は、小型化、軽量化を損ねることなく支持
部材の励振を防止し、かつ耐久性、信頼性に富んだ超音
波モータを提供することにある。

０１課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると、本発明は、駆
動信号により励振される圧電体１２、およびこの圧電体
１２に接合され上記励振により駆動面１１ａに通行性振
動波を生しる弾性体１１を有する固定子１０と、弾性体
１１の駆動面１１ａに加圧接触され、上記進行性振動波
によって駆動される移動子２０と、固定子１０を支持す
る支持手段１，２とを備えた超音波モータに適用される
。

そして、支持手段１，２の少なくとも一部分を防振合金
材料で形成し、これにより上記問題点を解決する。

８１作用 支持手段１，２の少なくとも一部分が防振合金材料で形
成されているので、支持手段１，２を大型化することな
く、またプラスチックやゴムなどから成る吸振材を用い
ることなく動弾性体１１の振動による支持手段１，２の
励振を防止することができる。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例 第１図により本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に係る超音波モータの構成図である。ス
テータ１０は、例えばリン青銅、ステンレスまたはイン
バー材等から成るリング状弾性体１１と、この弾性体１
１に接着されたリング状圧電体１２とから構成され、弾
性体１１の外周面にはフランジ１３が一体に形成されて
いる。このフランジ１３は、弾性体１１の外周面に連接
される薄板部１３ａと、この薄板部１３ａの外縁に連接
される肉厚部１３ｂとから成る。肉厚部１３ｂは。

固定筒１と、この固定筒１に螺合される押え環２とによ
って上下から挟持され、これによりステータ１０が固定
支持される。

ここで固定筒１および押え環２は、防振係数が２５％以
上で、かつ構造物として十分な強度をもつ引張強さ１５
０ＭＰａ以上の防振合金がら成る。

このような防振合金としては、”ｇ　　Ｚｒ合金。

Ｍ　ｇ　−Ｎ　ｉ合金、Ｍ　ｎ　−Ｃｕ合金、Ｃｕ　−
Ｚｎ−Ａ１合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ａｌ−Ｚｎ合
金あるいは形状記憶合金としてのＴｉ−Ｎｉ合金などが
挙げられ、特に、ソノストン合金（５４Ｍｎ−３７Ｃｕ
−４Ａ１−３Ｆｅ−２Ｎｉ）やインクラミュート合金（
４０−４８Ｍｎ−１，４〜２゜２５Ａ１−残部Ｃｕ）な
どが好適に用いられる。

一方、ロータ２０は、リング状のロータ母材２１にリン
グ状のスライダ材２２を接着して成り、ロータ母材２１
の外周面にはフランジ２１ａが形成され、その外縁部に
支持部材３ｏが一体に形成されている。そして、不図示
の加圧部材による加圧力が支持部材３０、すなわちロー
タ２ｏに伝達され、これによりスライダ材２２の下面が
弾性体１１の能動面１１ａに加圧接触される。

３は、ロータ２０の移動量を検出するエンコーダであり
、このエンコーダ３は、支持部材３０の下面に設けられ
た目盛３ａと、この目盛３ａと対向するよう固定筒１上
に設置された測定器３ｂとから成る。

欧に、実施例の動作を説明する。

圧電体１２に交流電圧が印加されると、圧電体１２が励
振されて屈曲振動が生じ、この屈曲振動により弾性体１
１の駆動面１１ａに進行性振動波が発生し、この進行性
振動波によりロータ２０が駆動される。測定器３ｂは、
目盛３ａの移動量からロータ２０の駆動量を検出する。

このとき、固定筒１および押え環２（支持手段）が上述
のような防振合金材料で形成されているので、弾性体１
１の振動より支持手段１，２が励振されることがなく、
支持手段１，２の振動が圧電体１２の励振による弾性体
１１の振動と重なり合うといった不都合はない。したが
って弾性体１１の駆動面１１ａの進行性振動波に乱れが
生しることがなくロータ２０の駆動効率の低下が防止で
きる。また、上記エンコーダ３に支持手段１，２の振動
が伝達されることもないので、エンコーダ３の検呂精度
の低下を防止できる。

以上のように、支持手段１，２に防振合金材料を用いて
支持手段１，２の励振を防止するようにしたので、従来
のように支持手段１，２を強度設計値よりも大型化する
必要がなく、したがって超音波モータの小型化および軽
量化が損なわれることはない。また支持手段１，２の励
振を防止するために劣化し易いプラスチックやゴムなど
の吸振材を用いる必要もないので、耐久性、信頼性の向
上が図れる。

以上の実施例の構成において、ステータ１０が固定子を
、ロータ２０が移動子を、固定筒１および押え環２が支
持手段をそれぞれ構成する。

また第２図は別実施例を示し、これは固定筒３１および
押え環３２の上記フランジ１３に当接する部分３１ａ、
３２ａのみを防振合金材料で構成し、他の部分３１ｂ、
３２ｂを従来の黄銅や鋼で構成したものである。防振合
金材料は、黄銅や鋼と比へて高価であるので、本実施例
の超音波モータは、第１図に示すものに比べて廉価とな
る。さらに固定筒３１と押え環３２において、フランジ
１３に当接しない部分に防振合金材料を用いても、固定
筒３１と押え環３２との励振が防振合金材料によって吸
収され、ある程度の効果が得られる。

さらにまた以上の実施例では、支持手段によって支持さ
れるフランジ１３を弾性体１１の外周面に形成した例を
示したが、例えば第３図に示すように、弾性体１１の内
周面にフランジ１３′を形成し、これを固定筒４１と押
え環４２とで支持するものにも本発明を適用できる。こ
の場合も固定筒４１と押え環４２を防振合金材料で形成
することにより上述と同様の効果が得られる。

さらにまた第４図は、本発明をディスク型の超音波モー
タに適用した別実施例を示している。５０は、リング状
弾性体５１と、この弾性体５１の下面に接着されたリン
グ状圧電体５２とから成るステータ、６０は、円板状の
ロータ母材６１と、このロータ母材６１下面の凹部６１
ａに接着されたリング状のスライダ材６２とから成るロ
ータであり、弾性体５１上に突設された円環状の突起部
５１ａの上面（この面が駆動面である）にスライダ材６
２が加圧接触される。またステータ５０は、防振合金材
料から成るリング状の支持部材（支持手段）７１により
支持されている。なお７２はベアリングである。

圧電体５２に交流電圧が印加されると上述と同様に、圧
電体５２が励振されて屈曲振動が生じ、この屈曲振動に
より弾性体５１の駆動面に進行性振動波が発生し、この
進行性振動波によりロータ６ｏが駆動される。この実施
例においても、支持部材７１が防振合金材料で構成され
ているので、上述と同様の効果が得られる。

なお、支持手段の形状や支持方法は上述のものに限定さ
れない。また実施例では、防振係数２５％で以上で、か
つ引張強さが１５０　Ｍ　Ｐ　ａ以上の防振合金材料を
用いた例を示したが、防振係数２５％未満、あるいは引
張強さが１５０　Ｍ　Ｐ　ａ未満のものでも、防振合金
材料であれはある程度の効果は得られる。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、支持手段の少なくとも一部分を防振合
金材料で形成したので、支持手段を大型化することなく
、また劣化し易い吸振材を用いることなく支持部材の励
振を防止することができる。

したがって、小型化、軽量化を損ねることなく移動子の
駆動効率およびエンコーダ等の検出精度を向上させ　か
つ耐久性、信頼性に富んだ超音波モータを堤供すること
ができる、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す超音波モータの断面図
、第２図〜第４図はそれぞれ別実施例を示す超音波モー
タの断面図である。 １：固定筒　　　　　　２：押え環 ３：エンコーダ　　　１ｏ：ステータ ］】：弾性体　　　　〕１ａ：恥動面 １２：圧電体　　　　　１３：フランジ２０：ロータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）駆動信号により励振される圧電体、およびこの圧電
   体に接合され前記励振により駆動面に進行性振動波を生
   じる弾性体を有する固定子と、前記弾性体の駆動面に加
   圧接触され、前記進行性振動波によって駆動される移動
   子と、 前記固定子を支持する支持手段とを備えた超音波モータ
   において、 前記支持手段の少なくとも一部分は防振合金材料で形成
   されていることを特徴とする超音波モータ。 ２）前記防振合金は、防振係数２５％で以上で、かつ引
   張強さが１５０ＭＰａ以上のものが用いられることを特
   徴とする請求項１に記載の超音波モータ。