JPH05292763A

JPH05292763A - 超音波モータ

Info

Publication number: JPH05292763A
Application number: JP4094397A
Authority: JP
Inventors: Ko Yamazaki; 皇山崎
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1992-04-14
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】組み立てが簡単で、薄型な超音波モータを得
る。【構成】圧電振動子１の振動を振動体２のくし歯部21
が増幅し、移動体３に伝える。支持部材８は、移動体３
の出力軸34を保持する軸受部材85と、振動体２を保持す
る振動体固定部84がある。支持部材８の振動体固定部84
は、移動体３の振動体案内部35に挿入される。支持部材
８は、弾性体押さえ５を介して弾性体４を押さえる。弾
性体４は、振動体２と移動体３とを加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加圧手段と振動増幅
手段とを支持する支持手段とを有する超音波モータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図13は、従来の超音波モータの縦断面図
である。図13に示すように、外部の電子回路（図示しな
い）から出力される信号を導電体11が、圧電振動子１に
伝達する。圧電振動子１は、外部からの信号で超音波振
動を発振する。圧電振動子１の振動を振動体２が増幅す
る。振動体２の中央部には、円環状に並んだくし歯部21
がある。振動体２のくし歯部21が振動をより増幅して、
移動体３に伝える。

【０００３】移動体３には、振動体２のくし歯部21と圧
接する摺動部31が設けてある。移動体３の摺動部31が、
振動体２のくし歯部21の振動を効率よく移動体３の動作
に導く。移動体３には、出力軸34が設けられているため
に、移動体３の動作が超音波モータの外部へ出力され
る。さらに、移動体３は軸部32が設けられており、支持
部材７の振動体固定部74を貫通して、弾性体４の加圧力
を受ける。

【０００４】支持部材７のプレート71を挟んで移動体３
のある側とは反対側に、弾性体４が設けられている。弾
性体４は、弾性体案内部材６に案内され、弾性体押さえ
５で押さえられている。弾性体押さえ５は、移動体３の
軸部32に設けた嵌合部33で固定されている。このため、
弾性体４の弾性力は、移動体３に作用し、振動体２と移
動体３とを加圧する。

【０００５】支持部材７は、振動体２と移動体３とをカ
バーするケース72と、弾性体４をカバーするケース73が
ある。支持部材７のケース72には、移動体３の出力軸34
を保持する軸受部材76が設けられてある。さらに、支持
部材７のプレート71に移動体３の軸部32を保持する軸受
部材75が設けられてある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の超音波
モータは、支持部材７のプレート71を挟んで片側に振動
体２と移動体３を設け、プレート71のもう片方に弾性体
４を設けた構造である。この構造では、組み立て途中、
上下に置き換えが必要なため、組み立てが困難であると
いう課題があった。また、振動体２と移動体３とをカ
バーするケース72と、弾性体４をカバーするケース73と
必要なため超音波モータが厚くなってしまう課題があっ
た。

【０００７】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するために、組み立てが簡単で、薄型な
超音波モータとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、超音波モータにおいて、外部の電子回路
から出力される信号により振動する振動発生手段と、振
動発生手段の振動を増幅する振動増幅手段と、振動増幅
手段に圧接して摩擦力により動作する移動手段と、記振
動増幅手段と移動手段とを所定の圧力で加圧する加圧手
段と、移動手段の出力を外部へ伝える出力手段と、振動
増幅手段を支持し移動手段を移動可能に保持するととも
に、加圧手段を保持する支持手段とを有する構成とし
た。

【０００９】そして、組み立てが簡単で、薄型な超音波
モータの提供が図れるようにした。

【００１０】

【作用】本発明の超音波モータにおいては、支持部材
に、移動体の出力軸を保持する軸受部材と、振動体を支
持する支持部材の振動体固定部を設ける。さらに、支持
部材の振動体固定部に、移動体を案内する移動体の振動
体案内部35を設ける。さらに、移動体に圧接し、移動体
と振動体との間に摩擦力を発生させる弾性体を設ける。
移動体の上部に弾性体を案内する弾性体案内部材を設け
る。弾性体を押さえる弾性体押さえも設ける。弾性体押
さえは、支持部材の軸受部材で位置決めとする。これに
より、弾性体の弾性力は、移動体に作用し、振動体と移
動体とを加圧する。

【００１１】そして、支持部材の振動体固定部に、振動
体を結合させ、移動体を置き、弾性体案内部材、弾性
体、弾性体押さえと置き、ケースを被せるこのため、組
み立てが簡単で、薄型な超音波モータの提供が図れる。

【００１２】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。（実施例１）図１は、本発明の超音波モータの実施例１
の縦断面図である。図１において、超音波モータの外部
の電子回路（図示しない）から出力される信号を導電体
11が、支持部材８の穴部83を貫通して、圧電振動子１に
伝達する。圧電振動子１は、外部からの信号で超音波振
動を発振する。圧電振動子１は、振動体２に接合されて
いる。圧電振動子１の振動を振動体２が増幅する。振動
体２の中央部には、円環状に並んだくし歯部21がある。
振動体２のくし歯部21が振動をより増幅して、移動体３
に伝える。

【００１３】移動体３には、振動体２のくし歯部21と圧
接する摺動部31が設けてある。移動体３の摺動部31が、
振動体２のくし歯部21の振動を効率よく移動体３の動作
に導く。移動体３の出力軸34が設けられているために、
移動体３の動作が超音波モータの外部へ出力される。支
持部材８には、移動体３の出力軸34を保持する軸受部材
85と、振動体２を支持する支持部材８の振動体固定部84
がある。さらに、支持部材８の振動体固定部84は、移動
体３の振動体案内部35に挿入され、移動体３を案内す
る。

【００１４】さらに、移動体３に圧接し、移動体３と振
動体２との間に摩擦力を発生させる弾性体４がある。弾
性体４は移動体３の上部に弾性体案内部材６によって案
内されている。また、弾性体４は、弾性体押さえ５で押
さえられている。弾性体押さえ５は、支持部材８の軸受
部材85で位置決めされている。弾性体４の弾性力は、移
動体３に作用し、振動体２と移動体３とを加圧する。

【００１５】支持部材８の振動体固定部84に、振動体２
を結合させ、移動体３を置き、弾性体案内部材６、弾性
体４、弾性体押さえ５と置き、ケース82を被せる。さら
に、ケース82をプレート81と嵌合させることで、超音波
モータを容易に組み立てることができる。（実施例２）図２は、本発明の超音波モータの実施例２
の縦断面図である。

【００１６】図２は、支持部材８の振動体固定部84の凹
部と、移動体３の振動体案内部35の凹部との間にボール
91を設けている。さらに、弾性体押さえ５に凹部を設
け、支持部材８の軸受部材85の凹部との間にボール92を
設けている。このようにすることで、移動体３の動作を
滑らかにできる。（実施例３）図３は、本発明の超音波モータの実施例３
の振動体の振動を示す概略図である。図４は、本発明の
超音波モータの実施例３の縦断面図である。

【００１７】図３は、圧電振動子１の振動における振動
モードが二次の場合を示した概略図である。この場合、
圧電振動子１の振動は、圧電振動子１の中央部と、さら
に、圧電振動子１の中央部と外周の間で、上下にあまり
動作しない箇所22が存在する。振動体２も、箇所22にお
いて、あまり動作しない。このため、振動体２の箇所22
に、支持部材８の突起87を接合させても、超音波モータ
の性能に問題がない。

【００１８】図４において、振動体２の不動作部22に支
持部材８の突起87を設けている。移動体３の出力軸34に
外部より過大な負荷がかかると、移動体３の摺動部31か
ら振動体２に力がかかり、振動体２本体を曲げようとす
る。振動体２の不動作部22に、支持部材８の突起87を設
けているので、振動体２の曲がりが起きにくい。このた
め、超音波モータの性能に問題なく、安定した性能が引
き出せる。

【００１９】（実施例４）図５は、本発明の超音波モー
タの実施例４の縦断面図である。支持部材８に、振動体
２の外周を保持する振動体外周保持部88を設けている。
移動体３の出力軸34に外部より過大な負荷がかかると、
移動体３の摺動部31から振動体２を曲げようとする力が
発生する。支持部材８の振動体外周保持部88で、振動体
２の外周を保持することで、振動体２の曲がりを小さく
できる。このため、振動体は、安定した振動を励振する
ことが可能となる。

【００２０】（実施例５）図６は、本発明の超音波モー
タの実施例５の縦断面図である。弾性体４を案内する弾
性体案内部材６が、移動体３の摺動部31上面部を押す振
動体接触部62とした構造になっている。超音波モータの
出力トルクを高めるためには、弾性体４の加圧力が大き
い必要がある。弾性体４の加圧力は、弾性体案内部材６
から移動体３に伝えられる。弾性体案内部材６の振動体
接触部61が、移動体３の中央部を押すこととなり、移動
体３全体がたわむ。超音波モータの性能が劣化しないよ
うに、弾性体案内部材６の移動体３との接触部を、移動
体３の摺動部31上面部を押さえる構造とした。

【００２１】移動体３の摺動部31は、振動体２のくし歯
部21と接合している。移動体３の摺動部31上面部を押さ
えた弾性体案内部材６の振動体接触部62は、移動体３を
たわませることがない。このため、移動体３は、安定し
た動作を行うことが可能となる。（実施例６）図７は、本発明の超音波モータの実施例６
の縦断面図である。従来の弾性体４、と弾性体押さえ５
と、弾性体案内部材６とを廃止した。その代わりに、移
動体３を加圧する加圧部4013と、移動体３の出力軸34に
軸支され、支持部材８の軸受部材85に保持される案内部
4012と、弾性部4011とを有する弾性部材401 を設ける。

【００２２】これにより、部品点数が減少することから
組み立てが容易で、かつ、薄型な超音波モータを提供で
きる。（実施例７）図８は、本発明の超音波モータの実施例７
の縦断面図である。図９は、本発明の超音波モータの実
施例７の振動体の保持部の平面図である。図10は、本発
明の超音波モータの実施例７に使用する弾性部材の平面
図である。

【００２３】図８において、超音波モータの外部の電子
回路（図示しない）から出力される信号を導電体11が、
圧電振動子１に伝達する。圧電振動子１は、外部からの
信号で超音波振動を発振する。圧電振動子１は、振動体
２に接合されている。圧電振動子１の振動を振動体２が
増幅する。振動体２の中央部には、円環状に並んだくし
歯部21がある。振動体２のくし歯部21が振動をより増幅
して、移動体３に伝える。振動体２の外周には、振動体
２を保持する支持部材８の振動体外周保持部88を有す
る。

【００２４】移動体３には、振動体２のくし歯部21と圧
接する摺動部31が設けてある。移動体３の摺動部31が、
振動体２のくし歯部21の振動を効率よく移動体３の動作
に導く。振動体２には、移動体３に設けた軸受部材86に
案内される出力軸34が貫通している。移動体３の出力軸
34が軸受部材86より、超音波モータより外部へ飛び出て
いる。このため、移動体３の動作が超音波モータの外部
へ出力される。支持部材８には、移動体３の外周を保持
する振動体外周保持部88と、弾性部材401 を保持するケ
ース82がある。

【００２５】ここで、図９において、移動体３の外周を
保持する支持部材８の振動体外周保持部88の平面形状を
示す。圧電振動子１は、電極12と、電極13とがあり、電
極12と電極13を分ける絶縁層14が設けられている。超音
波モータの外部の電子回路から出力される信号で、圧電
振動子１が、振動を発振するが、振動の波は、圧電振動
子１の絶縁層14と重なって発振する。従って、支持部材
８の振動体外周保持部88は、圧電振動子１の絶縁層14と
対向する箇所に設けられる。また、支持部材８の振動体
外周保持部88の本数は、圧電振動子１の振動の波数と同
じか、もしくは、振動の波数の整数倍の数とする。

【００２６】さらに、支持部材８のケース82によって保
持される案内部4012と、移動体３と振動体２との間に摩
擦力を発生させる弾性部4011と、移動体３の接触部36に
加圧接触する加圧部4013がある。このため、弾性体401
の弾性力は、移動体３に作用し、振動体２と移動体３と
を加圧するものである。また、図１０に示すように、弾
性部4011は安定した加圧力を移動体３に与えるために、
窓部4014によって形成された腕形状とした弾性部4011に
なっている。支持部材８の振動体外周保持部88に保持さ
れた振動体２に、移動体３と、弾性部材401 とを置き、
ケース82を被せる。さらに、ケース82を振動体外周保持
部88を有するプレート81と嵌合させることで、超音波モ
ータを容易に組み立てることができるとともに、薄型の
超音波モータができる。

【００２７】（実施例８）図11は、本発明の超音波モー
タの実施例８の縦断面図である。支持部材８は、振動体
２の外周を保持する振動体外周保持部88と、移動体３に
所定の加圧力を与える弾性部材402 を保持するケース82
を有する。弾性部材402 は、金属材料もしくは、シリコ
ンに代表される多結晶部材より成る。ここで、支持部材
８のケース82によって保持される案内部4022と、移動体
３と振動体２との間に摩擦力を発生させる弾性部4021
と、移動体３の接触部36に加圧接触する加圧部4023があ
る。このため、弾性体402 の弾性力は、移動体３に作用
し、振動体２と移動体３とを加圧するものである。弾性
部材402 は、厚みの薄い弾性部4021と、厚みの厚い案内
部4022とを有する。

【００２８】そして、弾性部材401 の安定した加圧力を
得るために、弾性部4021の厚みか、もしくは、弾性部40
21の面積を任意に設定することで、所定の加圧力を得
る。これにより、超音波モータを容易に組み立てること
ができるとともに、薄型の超音波モータができる。（実施例９）図12は、本発明の超音波モータの実施例９
の縦断面図である。

【００２９】超音波モータの外部の電子回路（図示しな
い）から出力される信号を圧電振動子１に伝達する導電
体11を廃止する。その代わり、圧電振動子１の電極12お
よび電極13と、超音波モータの外部の電子回路である基
板93の電極94とを接合する接合部材12を設ける。これに
より、導電体11が不要となるだけでなく、超音波モータ
の外部の電子回路との接触が確実となり、超音波モータ
の信頼性を高める。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、本発明は、超音波モータにお
いて、外部の電子回路から出力される信号により振動す
る振動発生手段と、振動発生手段の振動を増幅する振動
増幅手段と、振動増幅手段に圧接して摩擦力により動作
する移動手段と、振動増幅手段と移動手段とを所定の圧
力で加圧する加圧手段と、移動手段の出力を外部へ伝え
る出力手段と、振動増幅手段を支持し移動手段を移動可
能に保持するとともに、加圧手段を保持する支持手段と
を有する構成としたので、組み立てが簡単で、薄型な超
音波モータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波モータの実施例１の縦断面図で
ある。

【図２】本発明の超音波モータの実施例２の縦断面図で
ある。

【図３】本発明の超音波モータの実施例３の振動体の振
動を示す概略図である。

【図４】本発明の超音波モータの実施例３の縦断面図で
ある。

【図５】本発明の超音波モータの実施例４の縦断面図で
ある。

【図６】本発明の超音波モータの実施例５の縦断面図で
ある。

【図７】本発明の超音波モータの実施例６の縦断面図で
ある。

【図８】本発明の超音波モータの実施例７の縦断面図で
ある。

【図９】本発明の超音波モータの実施例７の振動体の保
持部の平面図である。

【図10】本発明の超音波モータの実施例７に使用する弾
性体の平面図である。

【図11】本発明の超音波モータの実施例８の縦断面図で
ある。

【図12】本発明の超音波モータの実施例９の縦断面図で
ある。

【図13】従来の超音波モータを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１圧電振動子２振動体３移動体４弾性体７、８支持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部の電子回路から出力される信号により
振動する振動発生手段と、前記振動発生手段の振動を増幅する振動増幅手段と、前記振動増幅手段に圧接して摩擦力により動作する移動
手段と、前記振動増幅手段と前記移動手段とを所定の圧力で加圧
する加圧手段と、前記移動手段の出力を外部へ伝える出力手段と、前記振動増幅手段を支持し、前記移動手段を移動可能に
保持するとともに、前記加圧手段を保持する支持手段
と、を有することを特徴とする超音波モータ。