JPH04344181A - 振動波モータ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動波、特に進行性振動
波により移動体と振動体とを相対的に駆動させる振動波
モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、振動波モータは、特開平１−３０
３０７２号公報及び特開平２−１５５４８０号公報等で
提案されている。そして該モータでは図７に示される様
な環状のロータ６またはステータ７を、前記ロータ又は
ステータ本体から径方向または斜めに突設された複数の
支持子により支持している。かかる従来のモータについ
て図７を用いて更に説明をする。図７は従来例の振動波
モータの縦断面図であり、図８は斜視図である。

【０００３】図において弾性体１と圧電素子２は一体的
に接着されてステータ３を構成している。一方ロータ６
は、ロータリング４とスライダ５によって構成され、図
示しない加圧部材によってステータ３に加圧接触されて
いる。

【０００４】ステータ用支持部材９は弾性を有し、環状
本体９−ｂからラジアル方向で、内側に突出した支持子
９−ａを円周方向に等間隔に複数個設けてある。

【０００５】その形状を図９に示す。支持子９−ａは、
弾性体１の外周部に設けられたフランジ部１−ａの下面
に接着されている。そして、支持部材９は、その円環状
本体９−ｂによって、図示しない固定部材に固定されて
いる。

【０００６】ロータ６は、ロータリング４と一体の支持
子７−ａと、ロータ支持部材本体７−ｂから成るロータ
支持部材７により支持されている。ステータ支持部材９
と同様に、ロータ支持子７−ａは弾性を有し、円周方向
に等間隔で、かつラジアル方向に延在して設けられてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のような従来の振動波モータにおいては、ステータ支持
子９−ａの一端は、不図示の固定部材に固定された円環
状本体９−ｂと一体になっており、また他端はステータ
３のフランジ部１−ａに接着されているので、ステータ
支持子９−ａは径方向に拘束されている。また同様にロ
ータ６の支持子７−ａの一端はロータリング４と一体に
なっており、他端はロータ支持部材７に支持されており
、ロータ支持子７−ａも径方向に拘束されている。その
為、ロータ６とステータ３とを相互に圧接する方向にお
ける支持子の弾性変位は、支持子をラジアル方向に突出
させた場合はもちろんのこと、斜め方向に配しても大き
くならず、各構成部品の寸法精度や組立て誤差によって
ロータ６とステータ３との間の加圧力に加圧むらを生じ
たり、各部品の経時的寸法変化により加圧力が変化し、
モータ特性の劣化を招いたりする欠点があった。

【０００８】更には、前記支持部材と、該支持部材に固
定されている他の部材との線膨張係数が異なる場合はも
ちろんのこと、同一の場合においても、温度環境の変化
により、各部材の温度が変化したり、各部材間で温度勾
配を生ずると、加圧状態においては、図１０のようには
りが変形しているので、支持子７−ａまたは７−ｂがは
りの長手方向に引張力を受ける場合には引張力の加圧力
分力が生じ、加圧力の増大を招き、逆に長手方向に圧縮
力を受ける場合にはその反対に加圧力の減少をまねくこ
とになり、モータ特性の変化を来たすことになり、極端
な場合、支持子９−ａのステータフランジ部１−ａとの
接着部がはがれたりする危険があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段（及び作用）】上記従来例
の欠点を解決するために、本発明は振動体または該振動
体に接触した被駆動体を支持している弾性を有する弾性
板は、被駆動体用の場合は、該弾性板の一端を出力部材
に固定し他端を被駆動体に直接または中間部材を介して
固定し、両方の固定部を結ぶ平面に対して、たて方向に
曲げ部を設け、この曲げ部により径方向の寸法変化を吸
収する構成としたものである。一方、振動体用の場合に
も、同様に弾性板の一端を固定部材に固定し、他端を振
動体に固定し、両方の固定部間を結ぶ平面に対してたて
方向に曲げ部を設け、この曲げ部により径方向の寸法変
化を吸収する構成としたものである。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示し、図２〜
図４は本発明の特徴とする図１記載の弾性板及び弾性平
板の実施例の平面図を示す。

【００１１】以下図１に従って本発明を説明する。尚、
図１において、従来例と同じ機能を有する部材には同一
の符号を付してその説明を省く。

【００１２】環状の金属性弾性体１には例えばＰＺＴか
らなる圧電素子２が固着されており、振動体（以下ステ
ータと称す）３を構成しており、ステータ３はハウジン
グ２１にビス１８により固定されている。４はステータ
３に生じた振動波によって駆動される被駆動体としての
ロータの本体であり、５はロータ４の表面に接着された
スライダーであり、これら４、５によってロータ６を構
成している。１５は出力軸であり、ハウジング２１に装
着された玉軸受１９及び２０に回転自在にかつ玉軸受１
９、２０の内輪に対しては、図の上下方向にすべり移動
可能に軸支されており、出力軸１５に固着されたディス
ク１６の上面１６−ａと、予圧カラー２２の下面２２−
ａに適正な圧力を加えて、予圧カラー２２のセットビス
２３を締めつけることにより、２個の玉軸受１９、２０
に予圧を与えている。弾性板としての加圧スプリング７
は図２、図３に示すように中央の円環部７−ｄから放射
状に複数のハリ７−ａが突出した形状をしており、中央
の円環部７−ｄはディスク１６にビス１２により固定さ
れ、ハリ７−ａの外周端７−ｅは中間リング２５に固定
リング部材１０と共にビス１１により固定されており、
更に、両方の固定部の間に少なくとも１つの曲げ部７−
ｃを有している。加圧スプリング７に於ては図３の部分
断面図に示すようにハリ７−ａの外周端部７−ｅと、円
環部７−ｄは同一平面にあるが、取り付け時には、図１
に示すように弾性変形し、ロータ６を中間リング２５と
ゴム体２４を介してステータ３に圧接させる。

【００１３】１３は、図４にその平面図を示す弾性平板
であり、取付け前もまた、取付けた状態においてもロー
タの加圧方向に変位しておらず加圧力は発生せず、中央
円環部１３−ａは、ディスク１６に前記加圧スプリング
７とともに、ビス１２により固定されており、その外周
端１３−ｂは中間リング２４の一端面２４−ａにビス１
４により固定されており、出力軸１５とロータ６の間に
発生する回転トルクのみを受ける。１７はスペーサであ
り、加圧スプリング７及び弾性平板１３の高さを調整す
るためのスペーサであり、加圧力が適正な値になるよう
に、または弾性平板１３が加圧方向に変形しないように
適当な厚さのスペーサを挿入する。図１では弾性平板１
３とディスク１６との間のみにスペーサを挿入したが、
上記目的を達成するために、加圧スプリング７と弾性平
板１３の間に挿入しても良い。

【００１４】かかる構成のモータにおいて、公知の不図
示の駆動回路により圧電素子２に位相差のある超音波の
電気信号が供給されると、弾性体１上には弾性体１上を
巡環する進行性振動波が公知の原理に従って発生するの
で、該振動波を受けるロータ６は出力軸と共に回転して
、出力軸から不図示の負荷を駆動する駆動力が取り出さ
れる。

【００１５】この様なモータの場合、ロータ用弾性支持
部材を構成する加圧スプリング７には、両固定部を結ぶ
平面より突出した曲げ部７−ｃが設けられ、その結果と
して、両固定端を結ぶ方向に弾性変形が可能となる。

【００１６】従って移動体（ロータ）と振動体（ステー
タ）との圧接方向に従来例より大きな弾性変位をとるこ
とができ、各構成部品の寸法精度や組立て誤差があった
としても、それらを吸収し、加圧むらの減少及び部品の
経時的寸法変化によるモータ特性の劣化を防止できるも
のである。

【００１７】また、温度環境の変化や部材間の温度勾配
等により支持部材の両端固定部の寸法が変化し、はりの
長手方向に寸法変化を生じてもはりに設けた曲げ部の弾
性変形でこれを吸収するので、加圧方向に分力を生じる
ことはなく環境変化に対して安定したモータ特性が得ら
れるものである。

【００１８】（他の実施例）図５、図６に示す実施例は
本発明の他の実施例で、図５は前述の加圧スプリング７
と弾性平板１３を一体的に形成した弾性支持部材の平面
図を示す。また図６は該弾性支持部材をモータに組付け
た状態の要部断面図を示す。加圧スプリング７と回転ト
ルクを受け持つ弾性平板部１３は中央の円環部１３−ａ
ａに一体となっており、第一の実施例と同様に、ハリ７
−ａａの外周端７−ｅｅは中間リング２５に固定リング
部材１０と共にビス１１により固定されており、両方の
固定部の間に曲げ部７−ｃｃを有している。また弾性平
板部１３はビス１４により中間リング２５に固定されて
おり、支持部材は組立後図６に示すような状態に弾性変
形して第一の実施例と同様に作用する。

【００１９】尚、以上の実施例において、中間リング２
５の凸部２５ａの外径面２５ｃとロータの本体４の内径
面４ａとの隙間が例えば１０μｍ〜２０μｍ程度しかな
い場合はこれらの面が組立不良により、また経時的な寸
法変化により接触する為、次の様な問題が発生する。

【００２０】すなわち、 １）振動体の振動により励振された移動体と支持体がぶ
つかり、鳴き（金属部）が発生する。 ２）励振された移動体と支持体の接触部でフレッチング
摩耗が生じ、微細な摩耗粉が発生し、移動体と振動体と
の摺動面に摩耗粉が入って性能を劣化させたり、摺動面
の異常摩耗を引き起こすという問題が発生する恐れがあ
る。

【００２１】そこで上述の実施例では凸部２５ａの外径
面と、ロータ本体４の内径面４ａとの隙間はこれらの問
題が発生しない程度に設定されている。

【００２２】図１１に示す本発明の他の実施例は、中間
リング２５の外径面２５ｃとロータ本体４の内径面４ａ
との間にゴムリング１００を挟んだ例でこれにより、ロ
ータ本体４と中間リング２５との接触を防止し、前述の
問題を防止した例である。

【００２３】図１２は図１１に示すゴムリング１００を
上述個所に挟む代わりに、図１に示すゴム体２４に立下
り部２４ａを形成し、前述の隙間に該立下り部２４ａを
挟み込み、図１１と同様な効果を得る様にした例である
。

【００２４】尚、図１１、図１２に示す実施例では、隙
間に挟まれたゴムリング１００、立下り部２４ａ（図１
２）の減衰作用により、図１１に示す実施例よりすぐれ
た鳴き防止効果がある。

【００２５】図１１、図１２の実施例では、隙間にゴム
部材を挟んだが、中間リング２５とロータ本体４の嵌合
面の片方の面、または両方の面に弾性塗料のようなもの
を塗布しても同様な効果が得られる。

【００２６】尚上述の実施例では、被駆動体としてのロ
ータの支持部材として、はり状弾性支持部材を用いた例
を説明したが、本発明にかかるはり状弾性部材は振動体
の支持部材としても用いることができロータに用いた場
合と同様な効果を奏するものである。

【００２７】また被駆動体が固定され、振動体が移動す
る振動波モータにも本発明は適用可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加圧手段となるはり状弾性支持部材のはりの両端固定部
の間に曲げ部を設けることにより、はりの両端が固定さ
れ径方向に両端が拘束されていても、曲げ部がはりの長
手方向に弾性変形可能となるので、移動体と振動体との
圧接方向に従来例より大きな弾性変位をとることができ
、各構成部品の寸法精度や組立て誤差を吸収し、加圧む
らの減少及び部品の経時的寸法変化によるモータ特性の
劣化を防止できる。また、温度環境の変化や部材間の温
度勾配等により支持部材の両端固定部の寸法が変化しは
りの長手方向に寸法変化を生じてもはりに設けた曲げ部
の弾性変形で吸収するので、加圧方向に分力を生じるこ
とはなく、環境変化に対して安定したモータ特性が得ら
れる。

【００２９】一方、支持部材の径方向寸法変化を吸収す
るために設けた曲げ部は回転トルクに対してはねじれを
発生して、ねじり剛性を低下させる欠点があるが、一実
施例によれば加圧方向に変位しないように配置した弾性
平板に回転トルクを受け持たせるように構成したので、
ねじれ剛性の向上も同時に達成できるものである。

【００３０】更には他の実施例によれば前述した様に構
成したのでモータ回転時の騒音を減少させることもでき
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動波モータの実施例の縦断面図であ
る。

【図２】図１に示す加圧スプリングの平面図である。

【図３】図１に示す加圧スプリングの断面図である。

【図４】図１に示す弾性平板の平面図である。

【図５】加圧スプリングと弾性平板とが一体化された部
材の平面図である。

【図６】図５に示す部材をモータに組付けた時に於ける
部分断面図である。

【図７】従来の振動波モータの断面図である。

【図８】図７に示すモータの斜視図である。

【図９】図７に示すモータに用いられた支持部材の平面
図である。

【図１０】図７に示すロータ支持部材の変形状態におけ
る断面図である。

【図１１】他の実施例の縦断面図である。

【図１２】更に他の実施例の縦断面図である。

【符号の説明】

３　　ステータ ４　　ロータ ７　　はり状弾性支持部材 １６　　ディスク ２５　　中間リング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　供給される電気信号に応答して振動波
   を発生する振動体と、前記振動体に接触して設けられた
   接触部材と、該接触部材と前記振動体との間に所定方向
   の圧接力を付与する加圧部材とを設け、前記振動波によ
   り前記振動体と接触体とを相対的に移動させる振動波モ
   ータにおいて、少なくとも一部分が前記圧接力付与方向
   に弾性変位した弾性支持部材を設け、該部材によって前
   記振動体及び前記接触体の少なくとも一方が支持されて
   いることを特徴とする振動波モータ。
2. 【請求項２】　　前記弾性支持部材の一端は所定部材に
   固定され、他端は前記接触体に作用的に固定され、また
   両固定端の間であって、両固定端を結ぶ平面に対して縦
   方向に前記支持部材の変位部は設けられることを特徴と
   する請求項１記載の振動波モータ。
3. 【請求項３】　　前記支持部材の一端はモータ出力部材
   に固定され、他端は前記接触体に作用的に固定されてお
   り、前記変位部は両固定端の間に前記圧接力付与方向に
   略直交する方向に曲げられた曲げ部として構成されたこ
   とを特徴とする請求項２記載の振動波モータ。
4. 【請求項４】　　前記圧接力付与方向に加圧力を生じな
   い様に設けられた弾性平板を設け、該平板の一端を所定
   部材に固定し、他端を前記接触体に作用的に固定したこ
   とを特徴とする請求項１記載の振動波モータ。