JPH07135786A - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
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- JPH07135786A JPH07135786A JP5279705A JP27970593A JPH07135786A JP H07135786 A JPH07135786 A JP H07135786A JP 5279705 A JP5279705 A JP 5279705A JP 27970593 A JP27970593 A JP 27970593A JP H07135786 A JPH07135786 A JP H07135786A
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- rotor
- stator
- spiral spring
- ultrasonic motor
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- Prior art date
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- Pending
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は振動波モータもしくは超
音波モータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration wave motor or an ultrasonic wave motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】圧電素子等の電気−機械エネルギー変換
素子を弾性体に取付けて構成したステータ(振動子)に
循環振動を発生せしめ、該ステータに圧接したロータも
しくは移動体に一方向の連続的な機械運動を生ぜしめる
ように構成された振動波モータもしくは超音波モータは
精密機器用のモータとして本出願人により既に実用化さ
れており、広く知られている。2. Description of the Related Art Circulating vibration is generated in a stator (oscillator) constructed by attaching an electro-mechanical energy conversion element such as a piezoelectric element to an elastic body, so that a rotor or a moving body pressed against the stator is continuously unidirectionally moved. Vibration wave motors or ultrasonic wave motors configured to generate various mechanical movements have already been put to practical use by the applicant of the present invention as motors for precision equipment and are widely known.
【0003】従来公知の超音波モータにおいては、ロー
タをステータに圧接させるためのばねとして、軸心にた
いして放射状に配置した複数の帯状板ばねが使用されて
いる。これは、板ばねを用いると該モータを薄く(軸方
向長さを短く)することができるという理由によるもの
である。In a conventionally known ultrasonic motor, a plurality of strip-shaped leaf springs arranged radially with respect to the axis are used as springs for pressing the rotor against the stator. This is because the motor can be made thinner (axial length can be shortened) by using the leaf spring.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
をステータに圧接させるためのばねとして、軸心にたい
して放射状に配置した板ばねを用いることは該モータの
薄型化に効果はあるものの、板ばねはばね定数が大きい
ので少しの変位量によって加圧力が大きく変動し、その
結果、ロータの出力トルクの変動が大きくなってしまう
という欠点があった。それ故、従来は前記構造の超音波
モータにはロータの出力変動を調整するために調整機構
を必要とし、従って組立コストが高くなるという欠点が
あった。However, although the use of a leaf spring radially arranged with respect to the shaft center as a spring for pressing the rotor to the stator is effective in reducing the thickness of the motor, the leaf spring is a spring. Since the constant is large, there is a drawback in that the applied pressure fluctuates greatly with a small amount of displacement, resulting in a large fluctuation in the output torque of the rotor. Therefore, conventionally, the ultrasonic motor having the above-mentioned structure has a drawback that an adjusting mechanism is required to adjust the output fluctuation of the rotor, resulting in a high assembly cost.
【0005】本発明の目的は、前記調整機構を必要とせ
ず、且つ該モータの大型化を招くことのない、改良され
た超音波モータを提供することである。It is an object of the present invention to provide an improved ultrasonic motor that does not require the adjusting mechanism and does not increase the size of the motor.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】ロータをステータに圧接
させるためのばねとしては種々のものが考えられるが、
本発明者は種々の試みの結果、変位量に対する加圧力の
変化が小さく、且つ該モータの大型化を招かないという
条件に適合するばねとして、円錐台形もしくは円錐形の
スパイラルスプリングを採用することにした。Various springs are conceivable for pressing the rotor to the stator.
As a result of various attempts, the present inventor has adopted a frustoconical or conical spiral spring as a spring that meets the conditions that the change in the applied pressure with respect to the displacement amount is small and the motor does not increase in size. did.
【0007】[0007]
【作用】本発明による改良された超音波モータは従来の
ものよりも組立工数が少なく、従って低コストであり、
しかも大型化を招く恐れがない。The improved ultrasonic motor according to the present invention requires less assembly steps than conventional ones and is therefore low in cost.
In addition, there is no fear of increasing the size.
【0008】[0008]
【実施例】以下に図を参照して本発明による超音波モー
タの実施例について説明する。Embodiments of the ultrasonic motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0009】図1は本発明の第一実施例の超音波モータ
の概略構造を示す縦断面図である。同図において、1は
該モータの端板を構成するベースすなわち基台であり、
該基台1にはモータカバーすなわちケース11がボルト
等により結合され、該基台1及びケース11により該超
音波モータの外部筐体が構成されている。基台1の外面
には軸受装着孔が設けられ、該孔には軸受2が嵌入固定
されており、該軸受2には出力軸8が回転のみ可能に嵌
合し、該軸8はケース11に固定されたもう一つの軸受
9にも回転可能に支持されていて基台1及びケース11
の外側へ突出している。軸受2の裏側の基台内側面には
該軸8の外径より大きな内径の中心孔を有した筒状部1
aが突設され、該筒状部1aの外周面には車輪状のステ
ータ5がその中心の筒状部5aにて嵌着され、該筒状部
1aの先端をかしめることにより固定されている。ステ
ータ5は金属等の弾性体で構成され、その外周部は環状
の肉厚層で構成される振動部となっており、環状の振動
部の一方の端面には耐摩耗被覆層6が形成され、該振動
部の他方の端面には環状に圧電素子4が接着固定されて
いる。また、圧電素子4に駆動電圧を印加するための給
電手段としてのフレキシブルプリント基板3が該圧電素
子4の一部に接着されるとともにケース11の外へ引き
出されている。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic structure of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a base or base that constitutes the end plate of the motor,
A motor cover, that is, a case 11 is coupled to the base 1 by bolts or the like, and the base 1 and the case 11 form an external housing of the ultrasonic motor. A bearing mounting hole is provided on the outer surface of the base 1, and a bearing 2 is fitted and fixed in the hole, and an output shaft 8 is rotatably fitted in the bearing 2 and the shaft 8 is case 11 It is rotatably supported by another bearing 9 fixed to the base 1 and the case 11.
Protruding outside of. A cylindrical portion 1 having a central hole with an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft 8 on the inner surface of the base on the back side of the bearing 2.
a is projected, a wheel-shaped stator 5 is fitted to the outer peripheral surface of the tubular portion 1a at the central tubular portion 5a, and is fixed by caulking the tip of the tubular portion 1a. There is. The stator 5 is made of an elastic material such as metal, and its outer peripheral portion is a vibrating portion constituted by an annular thick layer, and a wear-resistant coating layer 6 is formed on one end surface of the annular vibrating portion. The piezoelectric element 4 is adhesively fixed to the other end surface of the vibrating portion in a ring shape. A flexible printed circuit board 3 as a power feeding means for applying a driving voltage to the piezoelectric element 4 is adhered to a part of the piezoelectric element 4 and is drawn out of the case 11.
【0010】軸受2と軸受9との間の出力軸8にはロー
タ7が嵌着され、該ロータ7の外周縁に沿って形成され
たリム状突部7aがステータ5の耐摩耗被覆層6上に圧
接されている。そして、ロータ7をステータ5の前記耐
摩耗被覆層6に圧接させるためのスパイラルスプリング
10が軸受9とロータ7との間の空間に配置され、該ス
プリング10によりロータ7がステータ5に向って付勢
されている。該スプリング10の最大径部はロータ7と
ステータ5との接触位置と同じ軸線上の位置でロータ7
に接触している。すなわち、該スプリング10とロータ
7との接触位置はロータ7とステータ5との接触位置に
対して軸線方向において整列している。A rotor 7 is fitted on the output shaft 8 between the bearing 2 and the bearing 9, and a rim-shaped projection 7a formed along the outer peripheral edge of the rotor 7 has a wear-resistant coating layer 6 on the stator 5. Pressed on. A spiral spring 10 for bringing the rotor 7 into pressure contact with the wear-resistant coating layer 6 of the stator 5 is arranged in the space between the bearing 9 and the rotor 7, and the spring 10 attaches the rotor 7 toward the stator 5. It is energized. The maximum diameter portion of the spring 10 is at the same axial position as the contact position between the rotor 7 and the stator 5 and
Is in contact with. That is, the contact position between the spring 10 and the rotor 7 is aligned with the contact position between the rotor 7 and the stator 5 in the axial direction.
【0011】以上のように、本実施例の超音波モータで
は、板ばねにくらべてばね定数が小さくて変位量に対す
る加圧力の変化が板ばねよりも小さいスパイラルスプリ
ングをロータの加圧手段として用いているので、従来の
超音波モータで使用されている調整機構を必要とせず、
従って、従来の超音波モータにくらべてコストを低減す
ることができる。As described above, in the ultrasonic motor of this embodiment, the spiral spring, which has a smaller spring constant than the leaf spring and whose change in the applied pressure with respect to the displacement amount is smaller than that of the leaf spring, is used as the pressing means of the rotor. Therefore, it does not require the adjustment mechanism used in conventional ultrasonic motors,
Therefore, the cost can be reduced as compared with the conventional ultrasonic motor.
【0012】次に、図2を参照して本発明の第二実施例
の超音波モータの構造について説明する。Next, the structure of the ultrasonic motor of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0013】本実施例では第一実施例のスパイラルスプ
リングに代えて、細長い帯状の板材を渦巻き状に巻いて
構成した渦巻き板ばね12を用いた点が第一実施例の構
造とは異なっており、それ以外の構造は第一実施例の構
造と同じである。従って、図2において第一実施例の構
成要素と同じものは図1と同じ符号で表示するとともに
説明を省略する。The present embodiment is different from the structure of the first embodiment in that the spiral spring of the first embodiment is replaced with a spiral leaf spring 12 formed by spirally winding a strip-shaped plate material. The other structure is the same as that of the first embodiment. Therefore, in FIG. 2, the same components as those of the first embodiment are indicated by the same reference numerals as those in FIG. 1 and the description thereof will be omitted.
【0014】本実施例で使用する渦巻き板ばね12も従
来の超音波モータで使用している板ばねにくらべてばね
定数が小さくて前記スパイラルスプリングと同じ特性を
有しているので本実施例の超音波モータも第一実施例の
ものと同じ効果を達成することができ、更に、本実施例
で使用されているばね12はプレス加工で製作できるた
め、第一実施例のモータよりも更にコスト低減が可能と
なる。The spiral leaf spring 12 used in this embodiment also has a smaller spring constant than the leaf spring used in the conventional ultrasonic motor and has the same characteristics as the spiral spring. The ultrasonic motor can also achieve the same effect as that of the first embodiment, and since the spring 12 used in this embodiment can be manufactured by press working, it is more cost-effective than the motor of the first embodiment. It is possible to reduce.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明による改
良された超音波モータでは、ロータをステータに圧接さ
せるためのばねとして、従来の板ばねの代りにスパイラ
ルスプリングもしくは渦巻き板ばねを用いたので、ばね
変位に対する加圧力変化が小さくなり、その結果、従来
の超音波モータで必要としていた調整機構が不要とな
り、従来の超音波モータよりも安価なコストで製造でき
る超音波モータが提供できる。As described above, in the improved ultrasonic motor according to the present invention, a spiral spring or a spiral leaf spring is used instead of the conventional leaf spring as a spring for pressing the rotor against the stator. Therefore, the change in the pressing force with respect to the spring displacement becomes small, and as a result, the adjustment mechanism required in the conventional ultrasonic motor becomes unnecessary, and the ultrasonic motor that can be manufactured at a lower cost than the conventional ultrasonic motor can be provided.
【図1】本発明の第一実施例の超音波モータの概略構造
を示す縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic structure of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第二実施例の超音波モータの概略構造
を示す縦断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view showing a schematic structure of an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention.
1…基台 2,9…軸受 3…フレキシブルプリント基板 4…圧電素子 5…ステータ 6…耐摩耗被覆層 7…ロータ 8…出力軸 10…スパイラルスプリング 11…ケース 12…渦巻き板ばね DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base 2, 9 ... Bearing 3 ... Flexible printed circuit board 4 ... Piezoelectric element 5 ... Stator 6 ... Wear-resistant coating layer 7 ... Rotor 8 ... Output shaft 10 ... Spiral spring 11 ... Case 12 ... Spiral leaf spring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井義夫 東京都目黒区中根2−4−19 キヤノン精 機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshio Sakai, Canon Seiki Co., Ltd. 2-4-19 Nakane, Meguro-ku, Tokyo
Claims (2)
該励振素子によって励振されることにより一方の端面に
周方向の進行波振動を発生するステータと、該ステータ
の該端面に圧接されている回転可能なロータとを有する
超音波モータにおいて、 該ロータを該ステータに圧接させるための加圧手段とし
て円錐台形もしくは円錐形の渦巻きばねが設けられ、該
渦巻きばねはそれ自身の最大径部において該ロータに接
触しており、該渦巻きばねと該ロータとの接触部が該ロ
ータと該ステータとの接触部に対して軸線方向において
整列していることを特徴とする超音波モータ。1. A stator in which an exciting element such as a piezoelectric element is fixed and which is excited by the exciting element to generate a traveling wave vibration in a circumferential direction on one end face, and is pressed against the end face of the stator. In the ultrasonic motor having a rotatable rotor, a frustoconical or conical spiral spring is provided as a pressurizing means for pressing the rotor to the stator, and the spiral spring has its own maximum diameter portion. An ultrasonic motor, wherein the ultrasonic motor is in contact with the rotor, and a contact portion between the spiral spring and the rotor is axially aligned with a contact portion between the rotor and the stator.
き成形したものであることを特徴とする請求項1の超音
波モータ。2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the spiral spring is formed by punching out a plate-shaped spring material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5279705A JPH07135786A (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5279705A JPH07135786A (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Ultrasonic motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07135786A true JPH07135786A (en) | 1995-05-23 |
Family
ID=17614735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5279705A Pending JPH07135786A (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07135786A (en) |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP5279705A patent/JPH07135786A/en active Pending
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