JPH0678569A - Ultrasonic actuator - Google Patents
Ultrasonic actuatorInfo
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- JPH0678569A JPH0678569A JP4226271A JP22627192A JPH0678569A JP H0678569 A JPH0678569 A JP H0678569A JP 4226271 A JP4226271 A JP 4226271A JP 22627192 A JP22627192 A JP 22627192A JP H0678569 A JPH0678569 A JP H0678569A
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- bearings
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は圧電素子または電歪素
子の伸縮運動を利用した超音波振動により、移動体を摩
擦駆動させる超音波アクチュエータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic actuator for frictionally driving a moving body by ultrasonic vibration utilizing expansion / contraction motion of a piezoelectric element or an electrostrictive element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、図2に示すように円板型の振動体
を用いた進行波型モータが知られていた。固定部材1に
は中心軸10が取り付けられ、振動体4には圧電素子3
が設けられている。突起部5とライナー8は移動体6に
取り付けられたバネ9によって加圧接触している。例え
ば、特開昭59−96881号公報、特開昭60−17
4073号公報にはこのような構造が開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a traveling wave type motor using a disc type vibrator as shown in FIG. 2 has been known. The central shaft 10 is attached to the fixed member 1, and the piezoelectric element 3 is attached to the vibrating body 4.
Is provided. The protrusion 5 and the liner 8 are in pressure contact with each other by a spring 9 attached to the moving body 6. For example, JP-A-59-96881 and JP-A-60-17
Japanese Patent No. 4073 discloses such a structure.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構造で
は、移動体6に設けた歯車6aから出力をとる場合はよ
いが中心軸10の先端部から出力を取り出すには、移動
体6が中心軸10の先端部に取り付けられたネジ、バネ
等により保持される構造であるから、中心軸10の先端
部から出力が取り出しにくい構造になっているという欠
点があった。However, in the conventional structure, the output from the gear 6a provided on the moving body 6 is good, but in order to take the output from the tip portion of the central shaft 10, the moving body 6 is the center. Since the structure is held by screws, springs, etc. attached to the tip of the shaft 10, there is a drawback that the output is difficult to take out from the tip of the central shaft 10.
【0004】そこで、この発明は、従来のこのような欠
点を解決するため、移動体の中心軸の先端部から出力を
取り出す構造を持つ超音波アクチュエータを得ることを
目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the conventional drawbacks described above, an object of the present invention is to obtain an ultrasonic actuator having a structure in which an output is taken out from the tip of the central axis of a moving body.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は超音波アクチュエータにおいて、移動体
内部にベアリングを2個内蔵する構造とした。更に以下
のようにした。2個のベアリングの代わりに2個の含油
軸受け、または滑り軸受けとし、一つの含油軸受の内径
は中心軸に圧入、外径は移動体にすきまばめ、もう一方
の含油軸受の内径は中心軸にすきまばめ、外径は移動体
に圧入とし、また加圧バネのスラスト受けとして摩擦の
少ない座を設ける構成とした。In order to solve the above problems, the present invention has a structure in which two bearings are built in a moving body in an ultrasonic actuator. Further, the following was done. Instead of two bearings, use two oil-impregnated bearings or sliding bearings. One oil-impregnated bearing has an inner diameter press-fitted into the center shaft, the outer diameter fits into the moving body, and the other oil-impregnated bearing has an inner diameter. With a clearance fit, the outer diameter was press-fitted into the moving body, and a seat with less friction was provided as the thrust receiver of the pressure spring.
【0006】一方をボールベアリング、他方を含油軸受
け、または滑り軸受けとし、含油軸受けの内径は中心軸
に圧入、外輪は移動体にすきまばめ、ボールベアリング
の内輪は中心軸にすきまばめ、外輪は移動体に圧入する
構成とした。加圧バネのスラスト受けにマグネット2枚
を同極で向き合わせたことを固定された円筒中心軸内
に、引っ張りバネを設け、移動体を振動体に加圧する構
成とした。One is a ball bearing and the other is an oil-impregnated bearing, or a sliding bearing. The inner diameter of the oil-impregnated bearing is press-fitted into the central shaft, the outer ring is loosely fitted to the moving body, and the inner ring of the ball bearing is loosely fitted to the central shaft. Is configured to be pressed into a moving body. A tension spring is provided in the center axis of the cylinder fixed to face the two magnets facing each other with the same pole to the thrust receiver of the pressure spring, and the movable body is pressed against the vibrating body.
【0007】[0007]
【作用】上記のように構成された超音波モータにおいて
は、移動体の中心軸方向から出力を取り出す場合でも移
動体と中心軸構造は剛性があることとなる。In the ultrasonic motor configured as described above, the moving body and the central axis structure have rigidity even when the output is taken out from the central axis direction of the moving body.
【0008】[0008]
【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図1において、固定部材1には振動支持部材2
があり、電極パターン部を有する分極された圧電素子3
は振動体4の下面に接着固定されている。振動支持部材
2は固定部材1と一体でも別体でもかまわない。振動体
4には突起部5がある、移動体6の中心部は軸方向へ円
筒状の突起7があり、ここから回転出力を取り出すこと
ができる、また移動体6の内径部の下端にはボールベア
リング11があり、この内輪11aは中心軸10にすき
まばめされ、外輪11bは移動体6に圧入されている。
移動体6の内径部上端のボールベアリング12の内輪1
2aは中心軸に圧入され、外輪12bは移動体6の内径
にすきまばめされている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a vibration support member 2 is attached to the fixed member 1.
And a polarized piezoelectric element 3 having an electrode pattern portion
Are bonded and fixed to the lower surface of the vibrating body 4. The vibration supporting member 2 may be integrated with the fixed member 1 or may be a separate member. The vibrating body 4 has a projection 5, the center of the moving body 6 has a cylindrical projection 7 in the axial direction, from which the rotational output can be taken out, and at the lower end of the inner diameter of the moving body 6, There is a ball bearing 11, the inner ring 11a of which is closely fitted to the central shaft 10 and the outer ring 11b of which is press-fitted to the moving body 6.
Inner ring 1 of ball bearing 12 at the upper end of the inner diameter of moving body 6
2a is press-fitted into the central shaft, and the outer ring 12b is loosely fitted to the inner diameter of the moving body 6.
【0009】上端のボールベアリング内輪12aと下端
ボールベアリング内輪11aの間に加圧バネ9が負荷状
態でセットされている。なお、×印は圧入を示す。ま
た、移動体6にはライナー8が固定されており振動体4
の突起部5と移動体6のライナー8がバネ圧により加圧
接触している。中心軸10は固定部材1に固定支持され
ている。中心軸10には振動体4が圧入固定され一体と
なっている。中心軸10にはベアリング11と12を介
して移動体6が回転自在に取り付けられている。A pressure spring 9 is set between the upper end ball bearing inner ring 12a and the lower end ball bearing inner ring 11a in a loaded state. In addition, the symbol x indicates press fitting. The liner 8 is fixed to the moving body 6 and
The protrusion 5 and the liner 8 of the moving body 6 are in pressure contact with each other by the spring pressure. The central shaft 10 is fixedly supported by the fixed member 1. The vibrating body 4 is press-fitted and fixed to the central shaft 10 to be integrated. The movable body 6 is rotatably attached to the central shaft 10 via bearings 11 and 12.
【0010】固定部材1の外周部には円筒ハウジング1
5が固定されており、また円筒ハウジング15の上端面
にはエンドプレート16が固定されている。図3は、図
1に示す2つのベアリング11と12の代わりとして含
油軸受け、または滑り軸受け17aと17bとし、含油
軸受17aの内径は中心軸に圧入、外径は移動体6にす
きまばめ、含油軸受17bの内径は中心軸10にすきま
ばめ、外径は移動体6に圧入とし、また加圧バネ9のス
ラスト受けとして摩擦の少ない座18を設けた。A cylindrical housing 1 is provided on the outer periphery of the fixing member 1.
5 is fixed, and an end plate 16 is fixed to the upper end surface of the cylindrical housing 15. FIG. 3 shows oil-impregnated bearings or sliding bearings 17a and 17b in place of the two bearings 11 and 12 shown in FIG. 1. The inner diameter of the oil-impregnated bearing 17a is press-fitted into the central shaft, and the outer diameter is loosely fitted into the moving body 6, The oil-impregnated bearing 17b has a clearance fit to the central shaft 10, the outer diameter is press-fitted to the moving body 6, and a seat 18 having less friction is provided as a thrust receiver of the pressure spring 9.
【0011】図4は、一方をボールベアリング11、他
方を含油軸受け、または滑り軸受け17とし、含油軸受
け17の内径は中心軸に圧入、外径は移動体6にすきま
ばめ、もう一方のボールベアリング11の内輪は中心軸
10にすきまばめ、外輪は移動体6に圧入とした。In FIG. 4, one is a ball bearing 11 and the other is an oil-impregnated bearing, or a slide bearing 17, the inner diameter of the oil-impregnated bearing 17 is press-fitted into the central shaft, the outer diameter is loosely fitted in the moving body 6, and the other ball is The inner ring of the bearing 11 was fitted in the central shaft 10 with a clearance, and the outer ring was press-fitted into the moving body 6.
【0012】図5は、加圧バネのスラスト受けにマグネ
ット19と20の2枚を同極で向き合わせた例である。
図6は、移動体6の円筒状突起7にギア23を取り付け
ている。またベアリングの圧入された外輪、内輪の軸方
向固定のため、ベアリング受け21、ベアリング受け2
2を備えている例である。FIG. 5 shows an example in which two magnets 19 and 20 are opposed to each other with the same pole on the thrust receiver of the pressure spring.
In FIG. 6, the gear 23 is attached to the cylindrical protrusion 7 of the moving body 6. Further, the bearing holder 21 and the bearing holder 2 are used to fix the outer ring and the inner ring in which the bearings are press-fitted in the axial direction.
This is an example including 2.
【0013】図7は、移動体6の円筒状突起7に出力チ
ップ24を圧入、ネジ止め等で固定した例である。図8
は、移動体6の円筒状突起7に出力チップ25を圧入、
ネジ止め等で固定した例である。FIG. 7 shows an example in which the output tip 24 is press-fitted into the cylindrical projection 7 of the moving body 6 and fixed by screwing or the like. Figure 8
Is press-fitting the output tip 25 into the cylindrical protrusion 7 of the moving body 6,
This is an example of fixing with screws or the like.
【0014】図9は、中心軸を円筒中心軸29とし移動
体6の円筒状突起部7の天井部分を設けて、引っかけピ
ン26を固定し、円筒中心軸29下方にはベアリング外
輪固定で内輪に引っかけピンb27を固定し、この引っ
かけピン26、27に引っ張りバネ28をセットするこ
とにより移動体6を振動体4に加圧接触できる構造とな
る。このとき、円筒中心軸29の外形部と円筒状突起部
7の内径部はジャーナル軸受けとなるし、出力取り出し
には剛性の高い構造となる。In FIG. 9, the central axis is the cylindrical central axis 29, the ceiling portion of the cylindrical projection 7 of the moving body 6 is provided, the hooking pin 26 is fixed, and the bearing outer ring is fixed to the inner ring below the cylindrical central axis 29. By fixing the hooking pin b27 to and the tension spring 28 is set on the hooking pins 26 and 27, the moving body 6 can be brought into pressure contact with the vibrating body 4. At this time, the outer shape of the cylindrical center shaft 29 and the inner diameter of the cylindrical protrusion 7 serve as journal bearings, and the structure has high rigidity for taking out the output.
【0015】図10は、図9をよりコンパクトにまと
め、出力軸の径を自由に設定できるようにした例であ
る。なお、本発明の超音波アクチュエータの応用として
は、例えば、電子時計のモータに用いれば、磁気の影響
を受けない、低速高トルクのため、輪列歯車数の削減、
保持トルクが強いために外乱の影響を受けにくい等の従
来にない可能性が生じることになる。また、従来では不
可能であった医療器分野等での応用も可能となり、体内
で動作する超音波モータも実現できる。FIG. 10 shows an example in which FIG. 9 is more compactly arranged and the diameter of the output shaft can be freely set. As an application of the ultrasonic actuator of the present invention, for example, when it is used in a motor of an electronic timepiece, it is not affected by magnetism, and because of low torque and high torque, reduction of the number of gear trains
Since the holding torque is strong, there is a possibility that it will not be affected by disturbance, which is not possible in the past. In addition, it can be applied in the field of medical devices and the like, which has been impossible in the past, and an ultrasonic motor that operates inside the body can also be realized.
【0016】[0016]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように移動体
内部にベアリングを2個内蔵する構造としたことによ
り、また引っ張りバネを円筒中心軸内に取り入れたこと
により、移動体の中心軸方向から出力を取り出す場合で
も移動体と中心軸構造は剛性が保てるという効果があ
る。As described above, the present invention has a structure in which two bearings are built in the moving body, and a tension spring is incorporated in the central axis of the cylinder. Even when the output is taken out from, the moving body and the central shaft structure have the effect of maintaining rigidity.
【図1】本発明の超音波アクチュエータの断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of an ultrasonic actuator of the present invention.
【図2】従来の進行波型超音波モータの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional traveling wave type ultrasonic motor.
【図3】含油軸受けまたは滑り軸受けを用いた場合の本
発明の実施例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an embodiment of the present invention when an oil-impregnated bearing or a sliding bearing is used.
【図4】ボールベアリングと含油軸受けまたは滑り軸受
けを用いた場合の本発明の実施例の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of the present invention when a ball bearing and an oil-impregnated bearing or a sliding bearing are used.
【図5】スラスト受けにマグネットを使用した場合の本
発明の実施例の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an embodiment of the present invention when a magnet is used for the thrust receiver.
【図6】ギアとベアリング受けをつけた本発明の実施例
の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention including a gear and a bearing receiver.
【図7】出力チップを取り付けた本発明の実施例の断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention with an output chip attached.
【図8】他の出力チップを取り付けた本発明の実施例の
断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention with another output chip attached.
【図9】引っ張りバネを使用した場合の本発明の実施例
の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention when a tension spring is used.
【図10】引っ張りバネを使ってよりコンパクトにした
場合の本発明の実施例の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention when it is made more compact by using a tension spring.
1 固定部材 2 振動支持部材 3 圧電素子 4 振動体 5 突起部 6 移動体 7 円筒状の突起 8 ライナー 9 バネ 10 中心軸 11、12 ベアリング 11a、12a ベアリング内輪 11b 12b ベアリング外輪 15 円筒ハウジング 16 エンドプレート 17 含油軸受けまたは滑り軸受け 18 座 19、20 マグネット 21、22 ベアリング受け 23 ギア 24、25 出力チップ 26、27 引っかけピン 28 引っ張りバネ 29 円筒中心軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed member 2 Vibration support member 3 Piezoelectric element 4 Vibrating body 5 Projection part 6 Moving body 7 Cylindrical projection 8 Liner 9 Spring 10 Central shaft 11, 12 bearing 11a, 12a Bearing inner ring 11b 12b Bearing outer ring 15 Cylindrical housing 16 End plate 17 Oil-impregnated bearing or sliding bearing 18 Seat 19, 20 Magnet 21, 22 Bearing receiver 23 Gear 24, 25 Output chip 26, 27 Hooking pin 28 Tension spring 29 Cylindrical central shaft
Claims (1)
心部に取り付けられた中心軸と、前記中心軸に取り付け
られ、かつ下面に設けられている圧電素子または電歪素
子を介して、前記固定部材の上面に設けられている振動
支持部材上に設置される円板状の振動体と、前記中心軸
に取り付けられ、かつ下面外周部分に設けられているラ
イナーを介して前記振動体の表面外周部分に設けられて
いる突起部上に設置される筒カナ状の移動体とからな
り、前記移動体の内部に2個のベアリングを内蔵して前
記2個のベアリングの間に加圧バネを保持し、前記移動
体の下部に設けられる前記一方のベアリングの内輪は前
記中心軸にすきまばめされると共に、外輪は前記移動体
に圧入され、さらに前記他方のベアリングの内輪は前記
中心軸に圧入されると共に、外輪は前記移動体にすきま
ばめされて前記ライナーと前記突起部とが加圧接触する
ことを特徴とする超音波アクチュエータ。1. A disc-shaped fixing member, a central axis attached to a central portion of the fixing member, and a piezoelectric element or an electrostrictive element attached to the central axis and provided on a lower surface of the fixing element. A disc-shaped vibrating body installed on a vibration supporting member provided on the upper surface of the fixed member, and the vibrating body via a liner attached to the central axis and provided on an outer peripheral portion of the lower surface. It is composed of a cylindrical kana-shaped moving body installed on a protrusion provided on the outer peripheral part of the surface, and two bearings are built in the inside of the moving body and pressure is applied between the two bearings. The inner ring of the one bearing that holds the spring and is provided in the lower part of the moving body is loosely fitted to the central shaft, the outer ring is press-fitted into the moving body, and the inner ring of the other bearing is the center. When pressed into the shaft The ultrasonic actuator is characterized in that the outer ring is closely fitted to the moving body so that the liner and the protrusion come into pressure contact with each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22627192A JP3164906B2 (en) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | Ultrasonic actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22627192A JP3164906B2 (en) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | Ultrasonic actuator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0678569A true JPH0678569A (en) | 1994-03-18 |
JP3164906B2 JP3164906B2 (en) | 2001-05-14 |
Family
ID=16842595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22627192A Expired - Fee Related JP3164906B2 (en) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | Ultrasonic actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3164906B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006129606A (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Seiko Instruments Inc | Ultrasonic motor and electronic equipment using the same |
JP2006230140A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Seiko Instruments Inc | Ultrasonic motor and electronic equipment using it |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP22627192A patent/JP3164906B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006129606A (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Seiko Instruments Inc | Ultrasonic motor and electronic equipment using the same |
JP4610993B2 (en) * | 2004-10-28 | 2011-01-12 | セイコーインスツル株式会社 | Electronic equipment with ultrasonic motor |
JP2006230140A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Seiko Instruments Inc | Ultrasonic motor and electronic equipment using it |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3164906B2 (en) | 2001-05-14 |
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