JPH0640746B2 - Piezoelectric motor using rollers - Google Patents

Piezoelectric motor using rollers

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JPH0640746B2
JPH0640746B2 JP60031615A JP3161585A JPH0640746B2 JP H0640746 B2 JPH0640746 B2 JP H0640746B2 JP 60031615 A JP60031615 A JP 60031615A JP 3161585 A JP3161585 A JP 3161585A JP H0640746 B2 JPH0640746 B2 JP H0640746B2
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Japan
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piezoelectric motor
rotor
vibration
rollers
stator
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明生 熊田
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Hitachi Maxell Energy Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001Driving devices, e.g. vibrators
    • H02N2/0045Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear modes

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野および発明の目的〕 本発明は圧電モータの摺動機構の改良に係り、耐摩耗性
に優れた圧電モータを提供することを目的とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field and Object of the Invention] The present invention relates to an improvement in a sliding mechanism of a piezoelectric motor, and an object thereof is to provide a piezoelectric motor having excellent wear resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の圧電モータは、超音波振動をしている固定子の端
面に移動子の摺動面を直接圧着することにより、移動子
に移動トルクを与えるのが普通である。このとき、移動
子は超音波のミクロン程度の振幅に伴って一周期ごとに
一方向に移動する。つまり固定子との接触個所が超音波
振動の半周期ごとに一方向に運動し、それらの接触個所
は次の半周期には移動子から離れ、逆方向に運動して元
に戻るのであり、このとき移動子の動きは休止する。言
いかえれば移動子は超音波振動に同期した間歇運動を繰
り返しているのである。
In the conventional piezoelectric motor, it is usual to apply a moving torque to the moving element by directly crimping the sliding surface of the moving element to the end surface of the stator that is vibrating ultrasonically. At this time, the mover moves in one direction every cycle with the amplitude of ultrasonic waves of about micron. That is, the contact point with the stator moves in one direction for each half cycle of ultrasonic vibration, and those contact points move away from the mover in the next half cycle and move in the opposite direction to return to the original state. At this time, the movement of the mover is stopped. In other words, the mover repeats intermittent movements synchronized with ultrasonic vibrations.

従って接触個所は同時に動き、同時に離れねばならない
が、固定子端面の振動の周期は同じでも振幅が一様でな
いため、或る接触個所は早く、大きく動こうとし、別の
個所は遅く、小さくしか動けないので互にブレーキがか
かり摩耗の原因となるだけでなく、時には大きなきしみ
音さえ発生する。
Therefore, the contact points must move at the same time and move away from each other at the same time.However, because the vibration period of the stator end face is the same, the amplitude is not uniform, so that one contact point tries to move fast and large, and another point is slow and small. Not being able to move, they brake each other and cause wear, and sometimes even a loud squeaking noise is produced.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
移動子を固定子に直接圧着して、固定子の端面に発生し
ている超音波振動により、移動子が所望の方向に移動可
能な圧電モータにおいて、移動トルクの発生および伝達
の手段として、固定子端面と移動子の対向面間にころを
用いたことを特徴とする圧電モータによって目的を達成
したものである。
This invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art.
In a piezoelectric motor in which the moving element can be moved in a desired direction by ultrasonic vibration generated on the end surface of the moving element, the moving element is fixed as a means for generating and transmitting moving torque. The object is achieved by a piezoelectric motor characterized by using rollers between the child end surface and the facing surface of the moving element.

なお、本発明者は先願において、ねじり屈曲モードの波
数nが2以上の定在波が発生している円筒状固定子の周
面にロータすなわちころを介在させて移動子を移動させ
る構造の圧電モータを提案した。この場合円筒状固定子
の円周を2n等分した個所に定在波振動の腹ができてお
り、それぞれ最大振幅で、しかも隣り合う腹同志が互い
に逆位相で振動しているため、発生する移動トルクも互
いに逆向きで相殺しあうので、ころを介せず移動子を周
面に直接圧着しても移動できない。したがってこの先願
は本発明には含まれないことは言うまでもない。
In the prior application, the inventor of the present invention has a structure in which the rotor, that is, the roller is interposed on the peripheral surface of the cylindrical stator in which the standing wave having the wave number n of the torsion bending mode is 2 or more is moved. A piezoelectric motor was proposed. In this case, antinodes of standing wave vibrations are formed at portions where the circumference of the cylindrical stator is equally divided into 2n, and the antinodes are generated because they have the maximum amplitude and the adjacent antinodes vibrate in mutually opposite phases. Since the moving torques cancel each other out in the opposite directions, they cannot move even if the moving element is directly pressed against the peripheral surface without using rollers. Therefore, it goes without saying that this prior application is not included in the present invention.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施例1 本発明に係るころを用いた圧電モータの一実施例を第1
図に示す。第1図の実施例は、第3図に示した従来の圧
電モータの固定子端面とロータ6の間にころとしてボー
ルベアリング8および8′を置き、超音波振動体1の端
面に圧着され発生した回転トルクをロータ6に伝達する
機構である。このころを介在させる構造を採用すること
によって、ロータ6とステータとの摺動面の摩耗が著し
く改善できたのである。
Example 1 Example 1 of a piezoelectric motor using a roller according to the present invention
Shown in the figure. In the embodiment shown in FIG. 1, ball bearings 8 and 8'are placed between the stator end surface of the conventional piezoelectric motor shown in FIG. This is a mechanism for transmitting the rotating torque to the rotor 6. By adopting the structure in which the rollers are interposed, the wear of the sliding surface between the rotor 6 and the stator can be remarkably improved.

第1図の実施例の説明に先立って、本発明の理解を容易
にするため第3図に示した従来例について述べる。従来
の圧電モータには様々な型式・構造のものがあるが、ロ
ータ26をステータに圧着し、圧着面に発生させた超音波
振動によってロータ26に移動トルクを与える機構である
から、共通した特徴は移動子を固定子に圧着する構造か
らなっていることである。すなわち移動トルクは超音波
振動に伴う摺動であるため、負荷に大きな移動トルクを
伝達するには移動子と固定子の間の摩擦が不可欠であ
り、摩擦を大きくするには大きな圧着力を必要とする。
したがって圧電モータには摺動面が摩耗する宿命にある
と言う誤った考え方は容易に理解される。
Prior to the description of the embodiment shown in FIG. 1, the conventional example shown in FIG. 3 will be described to facilitate understanding of the present invention. Although there are various types and structures of conventional piezoelectric motors, they have a common feature because they are a mechanism that crimps the rotor 26 to the stator and gives moving torque to the rotor 26 by ultrasonic vibration generated on the crimping surface. Is a structure in which the mover is crimped to the stator. That is, since the moving torque is a sliding movement due to ultrasonic vibration, friction between the mover and the stator is indispensable for transmitting a large moving torque to the load, and a large crimping force is required to increase the friction. And
Therefore, the erroneous idea that the sliding surface is destined to wear in the piezoelectric motor is easily understood.

一般に物体を動かすとき、辷らせるよりはころを介在さ
せる方が摩擦が少なく、摩耗しないことも良く知られて
いる。当然、圧電モータにもころを使った方が良いと言
えそうだ。しかし、ころを使うと摩擦が大幅に減るので
大きなトルクが伝達できないという欠点も伴うのであ
る。そこで最も合理的な手段を選ぶには圧電モータにお
ける摺動面の摩耗の機構を考察する必要がある。本発明
のポイントはこの点にあるのであって、先づ上述した圧
電モータの摺動機構に関する誤った考え方を正し、この
発明の基本が単にころを使えば良いという単純な思い付
きではないことを述べよう。
It is well known that, when an object is moved, it is less frictional and less abraded when the object is moved than when it is rolled. Of course, it seems better to use rollers for the piezoelectric motor. However, when using rollers, friction is greatly reduced, and a large torque cannot be transmitted. Therefore, in order to select the most rational means, it is necessary to consider the mechanism of wear of the sliding surface in the piezoelectric motor. The point of the present invention lies in this point, and the above-mentioned erroneous idea regarding the sliding mechanism of the piezoelectric motor is corrected, and the basic point of the present invention is not a simple idea that only the use of rollers is necessary. Let me tell you.

従来の圧電モータの代表例として、第3図に示した片持
梁状超音波モータの動作について説明する。この圧電モ
ータは、圧電セラミツクからなるドーナツ状の厚み振動
子23および24を円板状の金属座金22,25を介してボルト
30で片持梁の支持円板21の底のボルト孔に向って締め付
けることにより一体構成したものである。
As a typical example of the conventional piezoelectric motor, the operation of the cantilever ultrasonic motor shown in FIG. 3 will be described. In this piezoelectric motor, doughnut-shaped thickness oscillators 23 and 24 made of piezoelectric ceramic are bolted through disc-shaped metal washers 22 and 25.
It is integrally constructed by tightening at 30 toward the bolt hole at the bottom of the support disk 21 of the cantilever.

圧電振動子23および24は共に電極が付いており、分極処
理されているので、同極性面同志対向させ、リード線2
3′,24′のついた端子板と重ねて締め付けられてい
る。リード線23′および24′の間に正弦波電圧を印加す
ると、圧電振動子によって機械的振動に変えられ、超音
波振動が発生する。この振動はボルト30の長さに沿った
たて振動であるが、ボルト30を介して片持梁21の支持板
に屈曲振動が励振される。支持板に屈曲振動が生ずるの
は支持板のボルト孔のある底面に溝が刻まれているから
である。すなわち、支持円板の底面は円周に沿った2個
所だけ三ケ月形に残す幅広の平行な浅い溝が掘られてお
り、ボルト30で締め付けられると、三ケ月部が支持個所
となり、ボルト30に作用するたて振動のため2つの支持
部に対して円板が屈曲運動を行う。
Since the piezoelectric vibrators 23 and 24 both have electrodes and are polarized, they are made to face each other with the same polarity, and the lead wire 2
It is tightened by stacking with the terminal plate with 3'and 24 '. When a sinusoidal voltage is applied between the lead wires 23 'and 24', it is converted into mechanical vibration by the piezoelectric vibrator and ultrasonic vibration is generated. Although this vibration is vertical vibration along the length of the bolt 30, bending vibration is excited on the support plate of the cantilever 21 via the bolt 30. The bending vibration occurs in the support plate because the groove is formed on the bottom surface of the support plate where the bolt holes are formed. That is, the bottom surface of the support disk has a wide parallel shallow groove left in a crescent shape at only two places along the circumference, and when tightened with a bolt 30, the crescent part becomes a support point and acts on the bolt 30. Due to the vertical vibration, the disc makes a bending motion with respect to the two supporting portions.

円板の上部には矩形板状の梁が円板を固定端として片持
梁状に直立しているが、梁の幅方向は溝に平行ではな
く、可成りの角度をなしているため、円板が屈曲振動を
すると梁にはねじり振動が生じ、梁の先端の両幅は第4
図に示したように互いに逆位相で振動し、正弦波の周波
数をこの振動の固有振動数と一致させると共振状態とな
り、激しく振動する。
At the top of the disc, a rectangular plate-shaped beam stands upright like a cantilever with the disc as the fixed end, but since the width direction of the beam is not parallel to the groove and forms a considerable angle, When the disk vibrates flexurally, torsional vibration occurs in the beam, and the width of both ends of the beam is
As shown in the figure, they vibrate in opposite phases, and when the frequency of the sine wave is matched with the natural frequency of this vibration, a resonance state occurs and violent vibration occurs.

この振動はたて振動に寄生した振動であるから、梁の先
端の両幅部は、振動の軌跡が端面に垂直な面内の楕円運
動になる。しかもこの楕円運動の向きは梁と溝との傾斜
角の正負に依存しており、基本状態における運動の向き
は傾斜角が正の場合は右まわり、負の場合は左まわりに
なる。
Since this vibration is parasitic to the vertical vibration, both width portions at the tip of the beam have an elliptical motion in the plane where the locus of vibration is perpendicular to the end face. Moreover, the direction of this elliptical motion depends on the positive / negative of the tilt angle between the beam and the groove, and the motion direction in the basic state is clockwise when the tilt angle is positive and counterclockwise when the tilt angle is negative.

したがって、この端面にロータ26を圧着すれば、楕円振
動の成分が上向きのときはロータ26を支えながら横向き
に移動し、楕円振動成分が下向きになるとロータ26は車
軸のボールベアリングで支えられているため、一緒に下
へさがることはできず片持梁21の端面から離れ置き去り
になる。この間に片持梁21の端面先端は下へさがりつ
つ、横成分は前とは逆に動いて、再び上向きに上がって
来てロータ26に接するまで戻り、ロータ26に接すると再
び前進する。
Therefore, if the rotor 26 is crimped to this end face, it moves laterally while supporting the rotor 26 when the elliptical vibration component is upward, and when the elliptical vibration component is downward, the rotor 26 is supported by the ball bearing of the axle. Therefore, they cannot be lowered together, and they are left away from the end surface of the cantilever 21. During this time, the tip of the end surface of the cantilever 21 moves downward, while the lateral component moves in the opposite direction to the previous one, rises upward again and returns until it contacts the rotor 26, and when it contacts the rotor 26, it advances again.

この運動で注目すべきことは、ロータとステータの接触
面は互に静止したままである。大きな負荷を移動させる
には、強い圧着力に抗する強い振動が必要であることは
当然だが、どこにも擦れる場所はない。ロータとステー
タの面は相対的には接触時には静止しており、移動トル
クを支える力は静止摩擦力である。それ故摺動面(この
摺動という言葉さえ妥当ではないが)が摩耗する筈がな
いのである。このことが圧電モータの原理的に重要なポ
イントである。
It should be noted in this movement that the rotor and stator contact surfaces remain stationary with respect to each other. Of course, to move a large load, strong vibration that resists a strong crimping force is required, but there is no place to rub. The surfaces of the rotor and the stator are relatively stationary when they are in contact with each other, and the force that supports the moving torque is static frictional force. Therefore, the sliding surface (even the word "sliding" is not valid) should not wear out. This is an important point in principle of the piezoelectric motor.

一方、実際に寿命テストを行ってみると、無負荷運転の
ときですら摺動面は実際激しく摩耗し、時にはきしみ音
すら発する。静止している物体同志の間では絶対に起り
得ないことである。この理由は固定子端面の振動を考察
することから解明された。上述した静止摩擦説は梁の振
動が一様なねじり振動の場合であり、梁の端面の振幅は
中心を軸とした径の長さに比例した大きさ、つまり中心
から一定の角度に振れるものであろう、ことに先端にロ
ータが付いていない自由振動の場合は当然このようにな
るものと想定された。
On the other hand, when actually performing a life test, the sliding surface is actually severely worn even at no load operation, and sometimes even a squeak noise is emitted. It is something that cannot happen between stationary objects. The reason for this has been clarified by considering the vibration of the end face of the stator. The above-mentioned static friction theory is the case where the vibration of the beam is a uniform torsional vibration, and the amplitude of the end face of the beam is proportional to the length of the diameter with the center as the axis, that is, it swings at a constant angle from the center. In particular, it was supposed that this would be the case for free vibration, especially without a rotor at the tip.

しかし、実測した振幅は第4図に示したように複雑であ
り、決して一様ではなかった。振幅の測点を根元として
振幅の向きと大きさとを矢印で示したものである。注目
すべきことは中心から同じ距離だけ離れた同一円周上で
すら振幅が違うことであり、一般に端面上の矢印の先の
方ほど振幅が大きくなる傾向があるようである。その理
由は不明であるが、もしもこれが解明され、一様な振幅
の超音波楕円振動が実現できたならば摺動面に摩耗はな
くなるであろう。
However, the measured amplitude was complicated as shown in FIG. 4 and was never uniform. The direction and magnitude of the amplitude are indicated by arrows with the measurement point of the amplitude as the root. What should be noticed is that the amplitudes are different even on the same circumference separated by the same distance from the center, and in general, the amplitude tends to increase toward the end of the arrow on the end face. The reason for this is unknown, but if this is clarified and ultrasonic elliptical vibration of uniform amplitude can be realized, the sliding surface will not be worn.

一定の速さで回転するロータから見たとき、固定子との
接触面が同時に一定の角速度を与えるトルクで駆動され
ているならば摩耗は無い。摩耗が生じるのは接触部の角
速度が場所によって異なるためであり、ひどい場合はき
しみ音さえ生じる。
When viewed from the rotor that rotates at a constant speed, there is no wear if the contact surface with the stator is simultaneously driven with a torque that gives a constant angular velocity. The wear occurs because the angular velocity of the contact portion varies from place to place, and in severe cases, even a squeak noise occurs.

角速度の分布は同一周上で見ると一様ではないが、同一
径上では径の長さに比例してほぼ一様であり、径によっ
て角速度が異る現象を見出した。このことから摩耗をさ
けるにはロータをステータに面接触させるのは好ましく
なく、さらに従来の片持梁型の圧電モータのように周に
沿った帯状(同心円の帯状)に線接触をさせると最悪の
事態を招くことが判明した。一方摩耗の点に関するかぎ
り、径に沿った線接触が最適であろうと考えられる。そ
こで本発明のころを用いる構造が生まれた。
We found that the distribution of angular velocities was not uniform when viewed on the same circumference, but it was almost uniform on the same diameter in proportion to the length of the diameter, and the angular velocity varied depending on the diameter. For this reason, it is not preferable to bring the rotor into surface contact with the stator in order to avoid wear, and it is worst to make line contact in a strip shape (concentric strip shape) along the circumference like the conventional cantilever type piezoelectric motor. Was found to cause the situation. On the other hand, as far as the point of wear is concerned, it is considered that the line contact along the diameter may be optimal. Therefore, a structure using the time of the present invention was born.

先ず最初にもっとも簡単な実施例として第1図を説明す
る。第3図に示した従来の圧電モータの片持梁1とロー
タ6の間に直径10mm,厚さ3mm,内径4mmのボールベア
リング8,8′を配した。これらのベアリング8,8′
は片持梁先端面と一本の径に沿って接するようシヤフト
9で支えられており、さらにシヤフト9はこの径を離れ
てまわらないようにシヤフト7に固定されている。シヤ
フト7は4mmのキヤツプボルトで、ロータ6のシヤフト
6′の内部中空部に通っており、ロータ6をそれの円板
の底中心部に圧入されたベアリング8,8′で支えてい
る。このキヤツプボルト7の頭はロータ6のシヤフト部
6′の中にあって、頭とベアリングの間にコイルスプリ
ングが挿入されている。
First, FIG. 1 will be described as the simplest embodiment. Ball bearings 8 and 8'having a diameter of 10 mm, a thickness of 3 mm and an inner diameter of 4 mm are arranged between the cantilever 1 and the rotor 6 of the conventional piezoelectric motor shown in FIG. These bearings 8, 8 '
Is supported by a shaft 9 so as to be in contact with the tip surface of the cantilever along a diameter, and the shaft 9 is fixed to the shaft 7 so as not to turn around this diameter. The shaft 7 is a 4 mm cap bolt which passes through the inner hollow part of the shaft 6'of the rotor 6 and supports the rotor 6 by bearings 8 and 8'pressed into the center of the bottom of the disk. The head of the cap bolt 7 is in the shaft 6'of the rotor 6, and a coil spring is inserted between the head and the bearing.

キヤツプボルト7の先端を片持梁1における端面の中心
の孔(第4図の孔21a参照)に嵌め、ロータ6が片持梁
1の端面の所望の径に接するまで締めつけたあと、キヤ
ツプボルト7の先端部に回り止めのピンを通す。このと
き、ベアリング8,8′はロータ6を通してコイルスプ
リングの力で、片持梁1の先端に強く圧着されていなけ
ればならない。
The tip of the cap bolt 7 is fitted into the hole at the center of the end face of the cantilever 1 (see hole 21a in FIG. 4), and the rotor 6 is tightened until it comes in contact with the desired diameter of the end face of the cantilever 1, and then the cap bolt. Insert the rotation stop pin through the tip of 7. At this time, the bearings 8 and 8'must be strongly pressed to the tip of the cantilever 1 by the force of the coil spring through the rotor 6.

なお、図中の2は円板座金、3,4は圧電厚み振動子、
5はキヤツプボルト用座金、3′,4′はリード線であ
る。
In the figure, 2 is a disk washer, 3 and 4 are piezoelectric thickness oscillators,
5 is a cap bolt washer, and 3'and 4'are lead wires.

このようにして本発明に係るころを用いた圧電モータの
一実施例が完成したのであり、電源に接続すると音もな
く軽快に、きわめてスムーズに回転し摩耗もなく長時間
寿命テストにも耐えた。この場合の寿命はベアリングそ
のものの寿命になるといって過言ではなかろう。しかも
意外なことに案外大きな強いトルクの出力が得られた。
Thus, one embodiment of the piezoelectric motor using the rollers according to the present invention was completed, and when connected to a power supply, it smoothly operated without noise, and it was extremely smooth and did not wear and withstand a long life test. . It is no exaggeration to say that the life in this case is the life of the bearing itself. Surprisingly, a surprisingly strong torque output was obtained.

実施例2 実施例1では最も単純な例としてベアリングを用いた
が、通常のボールベアリングでは外径の太さが同じであ
るため肉厚が厚くなると不都合を来たす。すなわち、片
持梁の端面における振動の角速度は径に沿ってほぼ一様
であるため線速度は外周に向かうほど大きくなる。肉厚
のベアリングを使うと周速が一定のため内周と外周とで
回転速度にずれを生じ摩耗の原因となる。径に沿って配
置されたころが一定の速度で回転するためには径の内側
に向ってころの直径が細くなるようテーパーが付いてい
なければならない。第2図はテーパー付きの紡錘形ころ
18および18′を用いた実施例を図示したものである。
Example 2 In Example 1, a bearing was used as the simplest example. However, since a normal ball bearing has the same outer diameter, it becomes inconvenient if the wall thickness increases. That is, since the angular velocity of vibration at the end surface of the cantilever is substantially uniform along the diameter, the linear velocity increases toward the outer circumference. If a thick bearing is used, the peripheral speed is constant, so that the rotational speed is deviated between the inner circumference and the outer circumference, causing wear. In order for the rollers arranged along the diameter to rotate at a constant speed, they must be tapered so that the diameter of the roller becomes smaller toward the inside of the diameter. Fig. 2 shows spindle-shaped rollers with taper
Figure 9 illustrates an embodiment using 18 and 18 '.

この図において11は片持梁、12は円板座金、13,14は圧
電厚み振動子、15はキヤツプボルト用座金、16はロー
タ、17はキヤツプボルト、18,18′はころ、13′,14′
はリード線である。
In this figure, 11 is a cantilever, 12 is a disk washer, 13 and 14 are piezoelectric thickness oscillators, 15 is a washer for cap bolts, 16 is a rotor, 17 is cap bolts, 18 and 18 'are rollers, 13', 14'
Is a lead wire.

片持梁11の先端にもころ18,18′の径より一まわり太い
テーパーの付いた溝が雨樋のように刻まれており、ロー
タ16の底面も水平でなく、コーン状にテーパーが付いて
いるので、ロータ16ところ18,18′との接触も大きなト
ルクを伝達するに十分である。片持梁11における先端の
雨樋状溝のためころ18,18′は軸を固定しなくとも溝か
らとび出すことなく、常に振動の角速度が一定の接線上
に接触した状態で転がるのであるが、ころ18,18′の細
い先の部分にはくびれがあり、これに対応する溝には溝
の丸みに沿った帯状の凸部があり、ころ18,18′のくび
れがこれに枕状に嵌るので、転がりながら径方向にとび
出すこともない。なお、ころのテーパーは必らずしも直
線と限らず、線速度を合わせるため曲面状にすることも
ある。以上の例はいづれも片持梁状圧電モータのロータ
とステータの間にころを介在させた代表例を示したが、
他の型の回転モータ,リニアモータの場合もころを介在
させることにより摩耗,きしみのないスムーズな回転が
得られることは言うまでもない。
At the tip of the cantilever 11, a tapered groove that is slightly thicker than the diameter of the rollers 18 and 18 'is also carved like a rain gutter, and the bottom of the rotor 16 is not horizontal but has a cone-shaped taper. Therefore, the contact with the rotor 16, 18 and 18 'is also sufficient to transmit a large torque. Because of the gutter-shaped groove at the tip of the cantilever 11, the rollers 18 and 18 'do not jump out of the groove even if the shaft is not fixed, and always roll in a state in which the angular velocity of vibration is in contact with a tangent line. , The rollers 18,18 'have a narrowed end, and the corresponding groove has a strip-shaped convex part along the roundness of the roller. Because it fits, it does not protrude in the radial direction while rolling. In addition, the taper of the roller is not always limited to a straight line, and may be a curved face in order to match the linear velocity. Each of the above examples shows a typical example in which rollers are interposed between the rotor and the stator of the cantilever piezoelectric motor.
Needless to say, in the case of other types of rotary motors and linear motors as well, intervening rollers provide smooth rotation without wear or squeaking.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、移動子を固定子に直接圧
着して、固定子の端面に発生している超音波振動によ
り、移動子が所望の方向に移動可能な圧電モータにおい
て、移動トルクの発生および伝達の手段として、固定子
端面と移動子の対向面間にころを用いたことを特徴とす
る圧電モータの構成にしたから、移動子が一定速度で滑
らかに移動できるようになり、ころを介在させず移動子
を直接圧着した従来のモータのような移動速度のむらに
よるきしみあるいは摩耗などが生じる原因を除去でき、
滑らかな移動と長寿命のモータを作ることができるとい
う実用上きわめて重要な効果が得られた。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the moving torque is directly applied to the stator, and in the piezoelectric motor in which the moving element can move in a desired direction by the ultrasonic vibration generated on the end surface of the stator, the moving torque is reduced. As a means for generating and transmitting, the piezoelectric motor is characterized by using rollers between the stator end surface and the facing surface of the moving element, so that the moving element can move smoothly at a constant speed. It is possible to eliminate the cause of squeak or wear due to uneven movement speed, which occurs in conventional motors that directly crimp the mover without rollers.
The practically extremely important effect of being able to make a smooth movement and a long-life motor was obtained.

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

第1図は本発明の実施例1に係る圧電モータの正面図、
第2図は本発明の実施例2に係る圧電モータの正面図、
第3図は従来の圧電モータの正面図、第4図は片持梁状
圧電モータの固定子端面に発生する超音波ねじり振動を
示す説明図である。 1,11……片持梁、6,16……ロータ、8,8′,18,
18′……ころ。
FIG. 1 is a front view of a piezoelectric motor according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a front view of a piezoelectric motor according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a front view of a conventional piezoelectric motor, and FIG. 4 is an explanatory view showing ultrasonic torsional vibration generated on the end face of a stator of a cantilever piezoelectric motor. 1, 11 ...... cantilever, 6, 16 ...... rotor, 8, 8 ', 18,
18 '... around.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】移動子を固定子に直接圧着して固定子の端
面に発生している超音波振動により移動子が所望の方向
に移動可能な圧電モータにおいて、移動トルクの発生お
よび伝達の手段として、固定子端面と移動子の対向面間
にころを用いたことを手段とする圧電モータ。
1. A means for generating and transmitting a moving torque in a piezoelectric motor in which a moving element can be moved in a desired direction by ultrasonic vibration generated on an end surface of the fixing element by directly crimping the moving element to the stator. As a piezoelectric motor, a roller is used between the end surface of the stator and the facing surface of the mover.
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