JPH07143771A - Ultrasonic motor and its manufacture - Google Patents
Ultrasonic motor and its manufactureInfo
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- JPH07143771A JPH07143771A JP5308619A JP30861993A JPH07143771A JP H07143771 A JPH07143771 A JP H07143771A JP 5308619 A JP5308619 A JP 5308619A JP 30861993 A JP30861993 A JP 30861993A JP H07143771 A JPH07143771 A JP H07143771A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、棒状弾性体に楕円運動
を発生させて駆動力を得る超音波モータに関し、特に、
縦振動モードと屈曲振動モードを2相駆動する超音波モ
ータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor for producing a driving force by generating an elliptical motion in a rod-shaped elastic body, and more particularly,
The present invention relates to an ultrasonic motor that drives a longitudinal vibration mode and a bending vibration mode in two phases.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、リニア型超音波モータの従来例
を示す図である。従来のリニア型超音波モータは、棒状
弾性体101の一端側に加振用の変成器102が配置さ
れ、他端側に制振用の変成器103が配置されている。
各変成器102,103には、振動子102a,103
aが接合されている。加振用の振動子102aに発振器
102bから交流電圧を印加して棒状弾性体101を振
動させ、この振動が棒状弾性体101を伝播することに
より進行波となる。この進行波により、棒状弾性体10
1に加圧接触された移動体104が駆動される。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram showing a conventional example of a linear ultrasonic motor. In a conventional linear ultrasonic motor, a vibrating transformer 102 is arranged on one end side of a rod-shaped elastic body 101 and a vibrating transformer 103 is arranged on the other end side.
Each of the transformers 102, 103 includes a vibrator 102a, 103
a is joined. An alternating voltage is applied from the oscillator 102b to the vibrator 102a for vibration to vibrate the rod-shaped elastic body 101, and this vibration propagates through the rod-shaped elastic body 101 to become a traveling wave. Due to this traveling wave, the rod-shaped elastic body 10
The moving body 104 that is brought into pressure contact with 1 is driven.
【0003】一方、棒状弾性体101の振動は、制振用
の変成器103を通じて振動子103aに伝えられ、こ
の振動子103aによって振動エネルギーが電気エネル
ギーに変換される。この振動子103aに接続された負
荷103bにより電気エネルギーを消費することにより
振動を吸収する。この制振用の変成器103により、棒
状弾性体101の端面の反射を抑制して、棒状弾性体1
01の固有モードの定在波の発生を防いでいる。On the other hand, the vibration of the rod-shaped elastic body 101 is transmitted to the vibrator 103a through the vibration damping transformer 103, and the vibrator 103a converts the vibration energy into electric energy. The load 103b connected to the vibrator 103a consumes the electric energy to absorb the vibration. This vibration damping transformer 103 suppresses the reflection of the end surface of the rod-shaped elastic body 101, and the rod-shaped elastic body 1
The generation of standing waves of 01 eigenmodes is prevented.
【0004】図4のリニア型超音波モータは、移動体1
04の移動範囲だけ、棒状弾性体101の長さが必要で
あり、その棒状弾性体101の全体を加振しなければな
らず、装置が大型化するとともに、固有モードの定在波
の発生を防止するために、制振用の変成器103などが
必要となる、という問題があった。The linear type ultrasonic motor shown in FIG.
The length of the rod-shaped elastic body 101 is required only for the moving range of 04, and the whole of the rod-shaped elastic body 101 has to be vibrated, so that the device becomes large and the standing wave of the eigenmode is generated. In order to prevent this, there has been a problem that the vibration damping transformer 103 and the like are required.
【0005】このような問題を解決するために、自走式
の超音波モータが種々提案されており、例えば、「第5
回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文
集」の「222 光ピックアップ移動を目的とした圧電
リニアモータ」に記載されている「異形縮退縦L1−屈
曲B4モード・平板モータ」が知られている。In order to solve such problems, various self-propelled ultrasonic motors have been proposed.
The "degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor" described in "222 Piezoelectric linear motor for moving optical pickup" in "Proceedings of Dynamics Symposium on Electromagnetic Force" is known.
【0006】図5は、異形縮退縦L1−屈曲B4モード
・平板モータの従来例を示す模式図であって、図5
(A)は正面図、図5(B)は側面図、図5(C)は平
面図である。弾性体1は、矩形平板状の基礎部1aと、
その基礎部1aの一方の面に形成された突起部1b,1
cとから構成されている。圧電素子2,3は、弾性体1
の基礎部1aの他方の面に貼付され、縦振動L1モード
と屈曲振動B4モードを発生させる素子である。弾性体
1の突起部1b,1cは、基礎部1aに発生する屈曲振
動B4モードの腹の位置に設けられており、ガイドレー
ル(不図示)に押し付けられる。FIG. 5 is a schematic view showing a conventional example of a modified degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor.
5A is a front view, FIG. 5B is a side view, and FIG. 5C is a plan view. The elastic body 1 includes a rectangular flat plate-shaped base portion 1a,
Protrusions 1b, 1 formed on one surface of the base 1a
and c. The piezoelectric elements 2 and 3 are elastic bodies 1.
Is an element that is attached to the other surface of the base portion 1a to generate a longitudinal vibration L1 mode and a bending vibration B4 mode. The protrusions 1b and 1c of the elastic body 1 are provided at antinodes of the bending vibration B4 mode generated in the base portion 1a, and are pressed against a guide rail (not shown).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した図5
のモータは、弾性体1の一部に駆動力を取り出すための
突起部1b,1cを一体に形成する構造であったので、
製作段階における機械加工によって突起部1b,1c以
外の部分を大きく削り取る必要があり、加工によるスト
レスが使用中に加工歪みとして発生する等して性能が低
下する、という問題点があった。However, the above-mentioned FIG.
The motor has a structure in which the protrusions 1b and 1c for taking out the driving force are integrally formed on a part of the elastic body 1.
There is a problem in that the parts other than the protrusions 1b and 1c need to be largely shaved off by mechanical processing in the manufacturing stage, and the stress due to processing is generated as processing strain during use and the performance is reduced.
【0008】本発明の目的は、前述の課題を解決し、加
工歪みに起因する性能低下が使用中に発生しないような
構造の超音波モータを提供することである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an ultrasonic motor having a structure in which performance deterioration due to processing strain does not occur during use.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による超音波モータの第1の解決手段は、弾
性体(11)と、前記弾性体に結合して、その弾性体に
縦振動モードと屈曲振動モードとを調和的に発生させる
電気機械変換素子(12,13)と、前記弾性体との間
で相対的な運動を行う相対運動部材(16)と、前記弾
性体と前記相対運動部材との間に位置し、前記弾性体に
接合され、前記縦振動モードと前記屈曲振動モードとの
合成振動により生ずる楕円運動によって、前記弾性体と
前記相対運動部材との間に相対運動を生じさせる、1又
はそれ以上の出力取出部材(14,15)とを有するこ
とを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the first means for solving the problems of the ultrasonic motor according to the present invention is an elastic body (11) and the elastic body which is connected to the elastic body. An electromechanical conversion element (12, 13) that harmonically generates a longitudinal vibration mode and a bending vibration mode, a relative motion member (16) that performs relative motion between the elastic body, and the elastic body. Relative movement between the elastic body and the relative movement member is caused by an elliptical movement that is located between the relative movement member and is joined to the elastic body and is generated by a combined vibration of the longitudinal vibration mode and the bending vibration mode. And one or more output extraction members (14, 15) for causing movement.
【0010】本発明による超音波モータの第2の解決手
段は、第1の解決手段の超音波モータにおいて、前記出
力取出部材は、前記屈曲振動モードの腹の位置に配置さ
れることを特徴とすることができる。A second solving means of the ultrasonic motor according to the present invention is characterized in that, in the ultrasonic motor of the first solving means, the output extracting member is arranged at an antinode position of the bending vibration mode. can do.
【0011】本発明による超音波モータの第3の解決手
段は、第1又は第2の解決手段の超音波モータにおい
て、前記出力取出部材は、前記弾性体と異なる材質であ
ることを特徴とすることができる。A third solving means of the ultrasonic motor according to the present invention is characterized in that, in the ultrasonic motor of the first or second solving means, the output extracting member is made of a material different from that of the elastic body. be able to.
【0012】本発明による超音波モータの第4の解決手
段は、第1〜第2の解決手段の何れか1つの超音波モー
タにおいて、前記出力取出部材は、複数個設けられてお
り、それらの全部又は一部が異なる材質であることを特
徴とすることができる。A fourth solving means of the ultrasonic motor according to the present invention is the ultrasonic motor according to any one of the first and second solving means, wherein a plurality of the output extracting members are provided. All or part of the material may be different.
【0013】本発明による超音波モータの製造方法の第
1の解決手段は、第1〜第4の解決手段の超音波モータ
を製造する超音波モータの製造方法において、前記弾性
体を棒状又は板状に加工する加工工程と、前記弾性体に
前記出力取出部材を接合する接合工程とを含むことを特
徴とする。A first solution of the method of manufacturing an ultrasonic motor according to the present invention is the method of manufacturing an ultrasonic motor according to any one of the first to fourth solutions, wherein the elastic body is rod-shaped or plate-shaped. And a joining step of joining the output extracting member to the elastic body.
【0014】本発明による超音波モータの製造方法の第
2の解決手段は、第1の解決手段の超音波モータの製造
方法において、前記出力取出部材の寸法及び/又は材質
の異なるものを複数種類用意し、前記弾性体に選択的に
取り付けることを特徴とすることができる。A second solution of the method for manufacturing an ultrasonic motor according to the present invention is the method for manufacturing an ultrasonic motor according to the first solution, wherein a plurality of types of the output extracting member having different dimensions and / or materials are used. It can be characterized in that it is prepared and selectively attached to the elastic body.
【0015】[0015]
【作用】本発明によれば、弾性体と出力取出部材とを別
部材としたので、加工歪みに起因する出力低下が使用中
に発生することはなくなる。According to the present invention, since the elastic body and the output extracting member are separate members, output reduction due to processing strain does not occur during use.
【0016】[0016]
【実施例】以下、図面等を参照して、実施例につき、さ
らに詳細に説明する。図1は、本発明による超音波モー
タの第1の実施例を示した模式図である。弾性体11に
は、縦振動L1モードと屈曲振動B4モードとを発生さ
せるための圧電素子12,13が配置されている。各要
素の機能は、前述した図5に示したものと同様である。
この実施例では、圧電素子12,13は、図1(C)の
ように、分極されており、後述する図2(A)のような
2相の入力電圧A,Bが印加される。Embodiments Embodiments will be described in more detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention. Piezoelectric elements 12 and 13 for generating a longitudinal vibration L1 mode and a bending vibration B4 mode are arranged in the elastic body 11. The function of each element is similar to that shown in FIG. 5 described above.
In this embodiment, the piezoelectric elements 12 and 13 are polarized as shown in FIG. 1C, and two-phase input voltages A and B as shown in FIG.
【0017】また、弾性体11の下面には、2つの出力
取出部材14,15が配置されている。この実施例で
は、出力取出部材14,15の材質は、弾性体11と同
じ金属であって、弾性体11と出力取出部材14,15
とは、図1(A)に示すように、別々に機械加工し(加
工工程)、図1(B)に示すように、エポキシ系の接着
剤によって接合されている(接合工程)。これにより、
図5の超音波モータのように、製作段階における機械加
工によって突起部以外の部分を大きく削り取る必要がな
くなり、加工によるストレスが使用中に加工歪みとして
発生して、性能が低下することはなくなった。また、出
力取出部材14,15の材質が、弾性体11と同じ金属
であるので、温度変化に対する変形はない。On the lower surface of the elastic body 11, two output extracting members 14 and 15 are arranged. In this embodiment, the material of the output extracting members 14 and 15 is the same metal as the elastic body 11, and the elastic body 11 and the output extracting members 14 and 15 are the same.
1A is machined separately as shown in FIG. 1A (processing step), and is joined with an epoxy adhesive as shown in FIG. 1B (joining step). This allows
Unlike the ultrasonic motor of FIG. 5, it is not necessary to largely scrape off parts other than the protrusions by machining in the manufacturing stage, and the stress due to machining does not occur as processing distortion during use and the performance does not deteriorate. . Moreover, since the material of the output extraction members 14 and 15 is the same metal as the elastic body 11, there is no deformation due to temperature change.
【0018】図1に示すように、この超音波モータは、
2つの圧電素子12,13に高周波電圧A,Bを印加す
ることによって、屈曲振動と縦振動との複合振動を起こ
し、これにより出力取出部材14,15との先端に楕円
運動を発生させ、駆動力を発生させる構成になってい
る。ここで、Gはグランドである。また、2つの圧電素
子12,13は、互いに極性が同一方向になるように分
極され、高周波電圧A,Bは、π/2の時間的位相差を
有している。なお、2つの圧電素子12,13の分極は
互いに逆方向であってもよい。As shown in FIG. 1, this ultrasonic motor is
By applying high-frequency voltages A and B to the two piezoelectric elements 12 and 13, a composite vibration of bending vibration and longitudinal vibration is caused, thereby causing elliptical motion at the tips of the output extracting members 14 and 15, and driving. It is configured to generate force. Here, G is the ground. The two piezoelectric elements 12 and 13 are polarized so that the polarities thereof are in the same direction, and the high frequency voltages A and B have a temporal phase difference of π / 2. The polarizations of the two piezoelectric elements 12 and 13 may be opposite to each other.
【0019】図2(A)は、超音波モータに入力される
2相の高周波電圧A,Bの時間的変化をt1〜t9で示
している。図2(A)の横軸は、高周波電圧の実効値を
示している。図2(B)は、超音波モータの断面の変形
の様子を示し、超音波モータに発生する屈曲振動の時間
的変化(t1〜t9)を示している。図2(C)は、超
音波モータの断面の変形の様子を示し、超音波モータに
発生する縦振動の時間的変化(t1〜t9)を示してい
る。図2(D)は、超音波モータの出力取出部材14,
15とに発生する楕円運動の時間的変化(t1〜t9)
を示している。FIG. 2A shows changes with time of the two-phase high frequency voltages A and B input to the ultrasonic motor at t1 to t9. The horizontal axis of FIG. 2A shows the effective value of the high frequency voltage. FIG. 2B shows how the cross section of the ultrasonic motor is deformed, and shows a temporal change (t1 to t9) of the bending vibration generated in the ultrasonic motor. FIG. 2C shows how the cross section of the ultrasonic motor is deformed, and shows the temporal changes (t1 to t9) of the longitudinal vibration generated in the ultrasonic motor. FIG. 2D shows the output extracting member 14 of the ultrasonic motor,
Change of elliptic motion generated at 15 and 15 (t1 to t9)
Is shown.
【0020】次に、この実施例の超音波モータの動作
を、時間的変化(t1〜t9)ごとに説明する。時間t
1において、図2(A)に示すように、高周波電圧Aは
正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Bは同一の正の電
圧を発生する。図2(B)に示すように、高周波電圧
A,Bによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Y1
とZ1とが振幅零となる。また、図2(C)に示すよう
に、高周波電圧A,Bによる縦振動は伸張する方向に発
生する。質点Y2とZ2とは矢印で示されるように、節
Xを中心にして最大の伸長を示す。その結果、図2
(D)に示すように、上記両振動が複合され、質点Y1
とY2との運動の合成が質点Yの運動となり、また、質
点Z1とZ2との運動の合成が質点Zの運動となる。Next, the operation of the ultrasonic motor of this embodiment will be described for each time change (t1 to t9). Time t
2, the high frequency voltage A generates a positive voltage, and the high frequency voltage B similarly generates the same positive voltage, as shown in FIG. As shown in FIG. 2B, the bending motions due to the high frequency voltages A and B cancel each other out, and the mass point Y1
And Z1 have zero amplitude. Further, as shown in FIG. 2C, the longitudinal vibrations due to the high frequency voltages A and B are generated in the extending direction. The mass points Y2 and Z2 show the maximum elongation around the node X, as indicated by the arrow. As a result,
As shown in (D), the above-mentioned both vibrations are combined, and the mass point Y1
The synthesis of the motion of Y and Y2 becomes the motion of the mass point Y, and the synthesis of the motion of the mass points Z1 and Z2 becomes the motion of the mass point Z.
【0021】時間t2において、図2(A)に示すよう
に、高周波電圧Bは零となり、高周波電圧Aは正の電圧
を発生する。図2(B)に示すように、高周波電圧Aに
よる屈曲運動が発生し、質点Y1が正方向に振幅し、質
点Z1が負方向に振幅する。また、図2(C)に示すよ
うに、高周波電圧Aによる縦振動が発生し、質点Y2と
質点Z2とが時間t1のときよりも縮む。その結果、図
2(D)に示すように、上記両振動が複合され、質点Y
とZとが時間t1のときよりも右回りに移動する。At time t2, as shown in FIG. 2 (A), the high frequency voltage B becomes zero and the high frequency voltage A generates a positive voltage. As shown in FIG. 2 (B), a bending motion is generated by the high frequency voltage A, the mass point Y1 oscillates in the positive direction, and the mass point Z1 oscillates in the negative direction. Further, as shown in FIG. 2 (C), longitudinal vibration due to the high frequency voltage A occurs, and the mass points Y2 and Z2 contract more than at time t1. As a result, as shown in FIG. 2D, the above-mentioned both vibrations are combined, and the mass Y
And Z move clockwise relative to the time t1.
【0022】時間t3において、図2(A)に示すよう
に、高周波電圧Aは正の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Bは同一の負の電圧を発生する。図2(B)に示すよ
うに、高周波電圧A及びBによる屈曲運動が合成されて
増幅され、質点Y1が時間t2のときよりも正方向に増
幅され、最大の正の振幅値を示す。質点Z1が時間t2
のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示
す。また、図2(C)に示すように、高周波電圧A及び
Bによる縦振動が互いに打ち消しあい、質点Y2とZ2
とが元の位置に戻る。その結果、図2(D)に示すよう
に、上記両振動が複合され、質点YとZとが時間t2の
ときよりも右回りに移動する。At time t3, as shown in FIG. 2 (A), the high frequency voltage A generates a positive voltage, and the high frequency voltage B similarly generates the same negative voltage. As shown in FIG. 2 (B), the bending motions due to the high frequency voltages A and B are combined and amplified, and the mass point Y1 is amplified in the positive direction more than at the time t2, showing the maximum positive amplitude value. Mass point Z1 is time t2
It is amplified in the negative direction more than, and shows the maximum negative amplitude value. Further, as shown in FIG. 2C, the longitudinal vibrations due to the high frequency voltages A and B cancel each other out, and the mass points Y2 and Z2
And return to their original positions. As a result, as shown in FIG. 2D, both of the above vibrations are combined, and the mass points Y and Z move clockwise relative to the time t2.
【0023】時間t4において、図2(A)に示すよう
に、高周波電圧Aは零となり、高周波電圧Bは負の電圧
を発生する。図2(B)に示すように、高周波電圧Bに
よる屈曲運動が発生し、質点Y1は時間t3のときより
も振幅が低下し、質点Z1時間t3のときよりも振幅が
低下する。また、図2(C)に示すように、高周波電圧
Bによる縦振動が発生し、質点Y2とZ2が収縮する。
その結果、図2(D)に示すように、上記両振動が複合
され、質点YとZとが時間t3のときよりも右回りに移
動する。At time t4, as shown in FIG. 2A, the high frequency voltage A becomes zero, and the high frequency voltage B generates a negative voltage. As shown in FIG. 2 (B), a bending motion is generated by the high frequency voltage B, and the amplitude of the mass point Y1 is lower than that at the time t3, and the amplitude is lower than that at the mass point Z1 time t3. Further, as shown in FIG. 2C, longitudinal vibration due to the high frequency voltage B is generated, and the mass points Y2 and Z2 contract.
As a result, as shown in FIG. 2 (D), both of the above vibrations are combined, and the mass points Y and Z move clockwise relative to the time t3.
【0024】時間t5において、図2(A)に示すよう
に、高周波電圧Aは負の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Bは同一の負の電圧を発生する。図2(B)に示すよ
うに、高周波電圧A,Bによる屈曲運動は互いに打ち消
し合い、質点Y1とZ1とが振幅零となる。また、図2
(C)に示すように、高周波電圧A,Bによる縦振動は
収縮する方向に発生する。質点Y2とZ2とは矢印で示
されるように、節Xを中心にして最大の収縮を示す。そ
の結果、図2(D)に示すように、上記両振動が複合さ
れ、質点YとZとが時間t4のときよりも右回りに移動
する。At time t5, as shown in FIG. 2 (A), the high frequency voltage A generates a negative voltage, and similarly, the high frequency voltage B generates the same negative voltage. As shown in FIG. 2B, the bending motions due to the high frequency voltages A and B cancel each other out, and the masses Y1 and Z1 have zero amplitude. Also, FIG.
As shown in (C), the longitudinal vibration due to the high frequency voltages A and B is generated in the contracting direction. The mass points Y2 and Z2 show the maximum contraction around the node X, as indicated by the arrow. As a result, as shown in FIG. 2 (D), both of the above vibrations are combined, and the mass points Y and Z move clockwise relative to the time t4.
【0025】時間t6〜t9に変化するにしたがって、
上述の原理と同様に屈曲振動及び縦振動が発生し、その
結果、図2(D)に示すように、質点Y及び質点Zが右
回りに移動し、楕円運動をする。以上の原理により、こ
の超音波モータは、出力取出部材11a,11bとの先
端に楕円運動を発生させ、駆動力を発生させる構成とな
っている。従って、出力取出部材14,15の先端を固
定子19に加圧すると、弾性体11は、固定部19に対
して自走する。As the time t6 to t9 changes,
Flexural vibrations and longitudinal vibrations are generated in the same manner as the above-described principle, and as a result, as shown in FIG. 2D, the mass points Y and Z move clockwise and make an elliptic motion. Based on the above principle, this ultrasonic motor is configured to generate an elliptic motion at the tips of the output extracting members 11a and 11b to generate a driving force. Therefore, when the tips of the output extraction members 14 and 15 are pressed against the stator 19, the elastic body 11 is self-propelled with respect to the fixed portion 19.
【0026】図3は、本発明による超音波モータの第2
の実施例を示した模式図である。なお、前述した第1の
実施例と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付
して重複する説明は省略する。第2の実施例では、出力
取出部材14,15は、弾性体11と別の材質にしてあ
る。ここでは、弾性体11をアルミニウム合金にし、出
力取出部材14,15をニッケルにしてある。このた
め、軽量で摺動面の硬い超音波モータが得られる。FIG. 3 shows a second ultrasonic motor according to the present invention.
It is a schematic diagram showing an example of. The parts having the same functions as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. In the second embodiment, the output extracting members 14 and 15 are made of a material different from that of the elastic body 11. Here, the elastic body 11 is made of an aluminum alloy, and the output extraction members 14, 15 are made of nickel. Therefore, a lightweight ultrasonic motor having a hard sliding surface can be obtained.
【0027】また、出力取出部材15(出力取出部材1
4も同様である)には、凸部15aが設けられており、
弾性体11に形成された凹部11aと嵌合するようにし
てある。このとき、図3(B)に示す出力取出部材15
Aのように、高さの異なるものを用意しておき、組み込
む装置に応じて、出力取出部材を選択して取り付けるよ
うにしてもよい。Further, the output extracting member 15 (the output extracting member 1
4 is also the same), the convex portion 15a is provided,
It is adapted to fit into the recess 11a formed in the elastic body 11. At this time, the output extraction member 15 shown in FIG.
It is also possible to prepare those having different heights such as A, and select and attach the output extraction member according to the device to be incorporated.
【0028】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。弾性体11と出力取出部材14,15の材質は、前
述のものに限られず、例えば、弾性体11をステンレス
にし、出力取出部材14,15を耐磨耗性の高い樹脂に
することができる。このようにすれば、耐久性のよい超
音波モータが得られる。耐磨耗性の高い樹脂としては、
例えば、四フッ化エチレンを80%(W)、ガラス繊維
を15%(W)、二硫化モリブデンを5%(W)含んだ
材料があげられる。The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, which are also included in the present invention. The materials of the elastic body 11 and the output extracting members 14 and 15 are not limited to those described above. For example, the elastic body 11 can be made of stainless steel and the output extracting members 14 and 15 can be made of resin having high abrasion resistance. In this way, an ultrasonic motor with good durability can be obtained. As a resin with high abrasion resistance,
For example, a material containing 80% (W) of tetrafluoroethylene, 15% (W) of glass fiber, and 5% (W) of molybdenum disulfide can be given.
【0029】また、出力取出部材14,15の材質は、
同一である必要はなく、例えば、往路は精密位置決めの
ためにゆっくり進み、復路は復帰のために速く戻る場合
など進む方向によって速度が異なるような場合には、出
力取出部材14,15の材質を異ならせることが好まし
い。さらに、出力取出部材14,15の弾性体11への
接合は、接着、嵌合の他に、ねじ止め等であってもよ
い。The material of the output extracting members 14 and 15 is
It is not necessary to use the same material. For example, when the forward path travels slowly for precise positioning, and the return path returns quickly for recovery, when the speeds differ depending on the direction of travel, the material of the output extraction members 14 and 15 should be changed. It is preferable to make them different. Further, the output extraction members 14 and 15 may be joined to the elastic body 11 by screwing or the like, in addition to adhesion and fitting.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、弾性体と出力取出部材とを別部材としたので、加
工歪みに起因する出力低下が使用中に発生することはな
くなる、という効果がある。As described above in detail, according to the present invention, since the elastic body and the output extracting member are separate members, the output reduction due to the processing strain does not occur during use. effective.
【図1】本発明による超音波モータの第1の実施例を示
した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.
【図2】第1の実施例の超音波モータの駆動動作を説明
する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a driving operation of the ultrasonic motor according to the first embodiment.
【図3】本発明による超音波モータの第2の実施例を示
した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a second embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention.
【図4】リニア型超音波モータの従来例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a conventional example of a linear ultrasonic motor.
【図5】異形縮退縦L1−屈曲B4モード・平板モータ
の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a modified degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor.
11 弾性体 12、13 圧電素子 14、15 出力取出部材 16 固定部 11 Elastic Body 12, 13 Piezoelectric Element 14, 15 Output Extraction Member 16 Fixed Part
Claims (6)
曲振動モードとを調和的に発生させる電気機械変換素子
と、 前記弾性体との間で相対的な運動を行う相対運動部材
と、 前記弾性体と前記相対運動部材との間に位置し、前記弾
性体に接合され、前記縦振動モードと前記屈曲振動モー
ドとの合成振動により生ずる楕円運動によって、前記弾
性体と前記相対運動部材との間に相対運動を生じさせ
る、1又はそれ以上の出力取出部材とを有することを特
徴とする超音波モータ。1. An elastic body, an electromechanical conversion element which is coupled to the elastic body, and which causes a longitudinal vibration mode and a bending vibration mode in the elastic body in a harmonic manner, and a relative amount between the elastic body. Relative motion member performing a different motion, located between the elastic body and the relative motion member, joined to the elastic body, by the elliptic motion caused by the combined vibration of the longitudinal vibration mode and the bending vibration mode, An ultrasonic motor, comprising: one or more output extracting members that cause relative movement between the elastic body and the relative movement member.
て、 前記出力取出部材は、前記屈曲振動モードの腹の位置に
配置されることを特徴とする超音波モータ。2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the output extracting member is arranged at an antinode position of the bending vibration mode.
ータにおいて、 前記出力取出部材は、前記弾性体と異なる材質であるこ
とを特徴とする超音波モータ。3. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the output extracting member is made of a material different from that of the elastic body.
の超音波モータにおいて、 前記出力取出部材は、複数個設けられており、それらの
全部又は一部が異なる材質であることを特徴とする超音
波モータ。4. The ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the output extraction members are provided, and all or some of them are different materials. Ultrasonic motor characterized by.
の超音波モータを製造する超音波モータの製造方法にお
いて、 前記弾性体を棒状又は板状に加工する加工工程と、 前記弾性体に前記出力取出部材を接合する接合工程と を含むことを特徴とする超音波モータの製造方法。5. An ultrasonic motor manufacturing method for manufacturing the ultrasonic motor according to claim 1, further comprising a processing step of processing the elastic body into a rod shape or a plate shape, A joining step of joining the output extracting member to an elastic body.
法において、 前記出力取出部材の寸法及び/又は材質の異なるものを
複数種類用意し、前記弾性体に選択的に取り付けること
を特徴とする超音波モータの製造方法。6. The method of manufacturing an ultrasonic motor according to claim 5, wherein a plurality of types of the output extraction member having different dimensions and / or different materials are prepared and selectively attached to the elastic body. Method of manufacturing ultrasonic motor.
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---|---|---|---|
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US08/595,450 US5698930A (en) | 1993-11-15 | 1996-02-05 | Ultrasonic wave motor and method of manufacture |
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Country | Link |
---|---|
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- 1993-11-15 JP JP30861993A patent/JP3279021B2/en not_active Expired - Lifetime
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