JPH0775353A - Vibrating motor - Google Patents
Vibrating motorInfo
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- JPH0775353A JPH0775353A JP5246347A JP24634793A JPH0775353A JP H0775353 A JPH0775353 A JP H0775353A JP 5246347 A JP5246347 A JP 5246347A JP 24634793 A JP24634793 A JP 24634793A JP H0775353 A JPH0775353 A JP H0775353A
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- vibration
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- slit groove
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子の振動によっ
てロータ部の回転駆動を行う振動モータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration motor for rotating a rotor portion by vibrating a piezoelectric element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、ボルト締めランジュバン型の
超音波モータが周知であり、例えば特開昭61−496
70号公報にかかる片持ち梁状捩り超音波振動子を用い
た圧電モータや、特開昭63−217984号公報にか
かる超音波モータ等が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a bolt tightening Langevin type ultrasonic motor is well known, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-496.
There is known a piezoelectric motor using a cantilever torsional ultrasonic transducer according to Japanese Unexamined Patent Publication No. 70, an ultrasonic motor according to Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-217984, and the like.
【0003】しかし、従来この種のモータは、いずれも
ロータを一方向にしか回転できず、しかも構造が複雑で
高価なものとなってしまうという問題があった。However, in the conventional motors of this type, there is a problem that the rotor can rotate only in one direction, and the structure is complicated and expensive.
【0004】図9は、従来のボルト締めランジュバン型
超音波モータの一例を示す図である。同図に示す超音波
モータは、2個の圧電素子100,102の両端に長さ
の異なる金属ブロック体104,106が配置され、両
ブロック体104,106は、その中心においてボルト
108により圧電素子100,102を締めつけるよう
に固定されている。FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional bolted Langevin type ultrasonic motor. In the ultrasonic motor shown in the figure, metal block bodies 104 and 106 having different lengths are arranged at both ends of two piezoelectric elements 100 and 102, and both block bodies 104 and 106 are piezoelectric elements by a bolt 108 at the center thereof. It is fixed so that 100 and 102 are tightened.
【0005】この超音波モータは、交流電源110から
圧電素子100,102に高周波交流電圧を印加する
と、圧電素子100,102の厚み方向への振動により
縦振動が生じるとともに、ボルト108の捩りにより捩
り振動が生じ、ブロック体104,106の端面には縦
振動と捩り振動を合成した楕円振動が発生することにな
り、この楕円振動により回転駆動力を得ることができ
る。In this ultrasonic motor, when a high frequency AC voltage is applied from the AC power supply 110 to the piezoelectric elements 100 and 102, longitudinal vibration occurs due to vibration in the thickness direction of the piezoelectric elements 100 and 102, and torsion occurs due to the twisting of the bolt 108. Vibration is generated, and elliptical vibration, which is a combination of longitudinal vibration and torsional vibration, is generated on the end faces of the block bodies 104 and 106, and a rotational driving force can be obtained by this elliptic vibration.
【0006】上述したブロック体106の端面には、円
板112がバネ114によりブロック体106側へ付勢
されて配設されており、円板112の回転軸116が軸
受118にて支持されている。したがって、円板112
をブロック体106の端面に接触することにより、合成
振動により得られる回転力は円板112に伝達され、回
転軸116から回転出力を取り出すことができるという
ものである。On the end face of the block body 106 described above, a disk 112 is arranged biased toward the block body 106 by a spring 114, and a rotary shaft 116 of the disk 112 is supported by a bearing 118. There is. Therefore, the disk 112
By contacting the end surface of the block body 106, the rotational force obtained by the combined vibration is transmitted to the disk 112, and the rotational output can be taken out from the rotary shaft 116.
【0007】ところで、上述したボルト締めランジュバ
ン型の超音波モータは、ボルトの締め付けによって生じ
る捩り振動を利用して楕円振動を発生させるものである
が、ボルトの締め付けを利用しないで直接楕円振動を発
生させる振動モータも従来から知られており、特開平4
−355679号公報や特開平5−146179号公報
にかかる振動モータがある。By the way, the above-described bolt tightening Langevin type ultrasonic motor generates elliptical vibration by utilizing the torsional vibration generated by tightening the bolt, but directly generates the elliptic vibration without using the tightening of the bolt. A vibration motor for driving is also known in the past, and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
There are vibration motors disclosed in JP-A-355679 and JP-A-5-146179.
【0008】これらの振動モータは、ロータの回転方向
に複数に分割された電圧印加領域をもつ圧電素子を有し
ており、それぞれの領域に位相の異なる高周波交流電圧
を印加する。これにより圧電素子を挟持する金属ブロッ
ク体に直接曲げ振動を発生させ、そのロータ接触面に楕
円振動が生じるというものである。Each of these vibration motors has a piezoelectric element having a plurality of voltage application regions divided in the rotation direction of the rotor, and applies high-frequency AC voltages having different phases to the respective regions. As a result, bending vibration is directly generated in the metal block body sandwiching the piezoelectric element, and elliptical vibration is generated in the rotor contact surface.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図9に示した
従来のボルト締めランジュバン型超音波モータにおいて
は、縦振動と捩り振動との共振点を合わせなければ回転
出力を効果的に発生できない。このため、一方のブロッ
ク体104を短尺状に形成し、他方のブロック体106
を長尺状に形成して共振点を一致させる必要がある。し
かも、捩り振動発生のためにボルト使用してるため、ピ
ッチ,締め付け加重,各種寸法精度を厳しく管理する必
要があり、設計や製造が難しいという問題があった。However, in the conventional bolted Langevin type ultrasonic motor shown in FIG. 9, rotation output cannot be effectively generated unless the resonance points of longitudinal vibration and torsional vibration are matched. Therefore, one block body 104 is formed in a short shape, and the other block body 106 is formed.
Need to be formed in a long shape to match the resonance points. Moreover, since bolts are used to generate torsional vibration, it is necessary to strictly control the pitch, tightening load, and various dimensional accuracy, which makes designing and manufacturing difficult.
【0010】また、ボルトの締め付けを利用して捩り振
動を発生させているため、ブロック体106の端面に一
方向の楕円振動しか発生できず、回転軸116を正転お
よび逆転の両方向駆動できないという問題があった。Further, since the torsional vibration is generated by utilizing the tightening of the bolt, only one-direction elliptical vibration can be generated on the end face of the block body 106, and the rotating shaft 116 cannot be driven in both forward and reverse directions. There was a problem.
【0011】一方、ボルトの締め付けを利用しないで直
接曲げ振動により楕円振動を発生させる従来の振動モー
タにおいては、圧電素子内の各電圧印加領域に位相の異
なる複数の高周波交流電圧を印加する必要があるため、
モータの駆動回路が複雑になり、コスト高につながると
いう問題があった。On the other hand, in a conventional vibration motor which directly generates an elliptical vibration by bending vibration without utilizing bolt tightening, it is necessary to apply a plurality of high frequency AC voltages having different phases to each voltage application region in the piezoelectric element. Because there is
There has been a problem that the drive circuit of the motor becomes complicated, leading to high cost.
【0012】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は、寸法精度が比較的緩やかで
設計および製造が容易であり、ロータ回転方向を比較的
容易に変えることができ、しかも回転効率のよい振動モ
ータを提供することにある。The present invention was created in view of the above points, and its purpose is to have a relatively gentle dimensional accuracy, to facilitate designing and manufacturing, and to change the rotor rotating direction relatively easily. Another object of the present invention is to provide a vibration motor capable of achieving high rotation efficiency.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項1の発明は、ステータ部およびロータ部を
有する振動モータにおいて、前記ステータ部は、前記ロ
ータ部の回転軸方向に分極されており、縦振動を発生さ
せる圧電素子と、前記圧電素子に高周波交流電圧の印加
を行う電極と、前記圧電素子を挟持するようにその両側
に取り付け固定されており、前記縦振動の節を含む位置
に前記回転軸に対して傾斜した1本以上のスリット溝
が、少なくとも一方に形成された第1のブロック体およ
び第2のブロック体と、を備え、前記圧電素子によって
発生させた縦振動と、前記ブロック体のスリット溝部分
によって発生させた捩り振動とが合成され、前記ステー
タ部のロータ接触面に楕円振動を発生させることによ
り、前記ロータ部を回転駆動することを特徴とする。In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a vibration motor having a stator part and a rotor part, wherein the stator part is polarized in the direction of the rotation axis of the rotor part. A piezoelectric element that generates longitudinal vibration, an electrode that applies a high-frequency alternating voltage to the piezoelectric element, and the piezoelectric element are attached and fixed to both sides of the piezoelectric element so as to sandwich the piezoelectric element. A first block body and a second block body, each of which has at least one slit groove that is inclined with respect to the rotation axis and is formed on at least one of the positions; and a longitudinal vibration generated by the piezoelectric element. , The torsional vibration generated by the slit groove portion of the block body is combined, and the elliptical vibration is generated on the rotor contact surface of the stator portion to rotate the rotor portion. And drives.
【0014】また、請求項2の発明は、請求項1の発明
において、前記スリット溝の傾斜方向を変えることによ
り、前記ロータ部の回転駆動方向を変えることを特徴と
する。The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the rotational driving direction of the rotor portion is changed by changing the inclination direction of the slit groove.
【0015】また、請求項3の発明は、請求項1または
2の発明において、前記スリット溝が形成された第1の
ブロック体および第2のブロック体の少なくとも一方
は、さらに前記スリット溝が端部に形成された第3のブ
ロック体と、前記スリット溝を有しない第4のブロック
体とに分割されて構成されており、これら第3のブロッ
ク体および第4のブロック体を組み付けたときに、前記
縦振動の節を含む位置に前記スリット溝が形成されるこ
とを特徴とする。According to a third aspect of the invention, in the invention of the first or second aspect, at least one of the first block body and the second block body in which the slit groove is formed further has the slit groove as an end. It is configured by being divided into a third block body formed in the portion and a fourth block body having no slit groove, and when the third block body and the fourth block body are assembled. The slit groove is formed at a position including the node of the vertical vibration.
【0016】[0016]
【作用】請求項1の振動モータに用いられる圧電素子
は、ロータ部の回転軸方向に分極されているため、この
圧電素子に高周波交流電圧を印加することにより第1お
よび第2ブロック体に縦振動を発生させることができ
る。また、第1あるいは第2のブロック体に形成された
傾斜したスリット溝は、上述した縦振動の節を含む位置
にある。したがって、スリット溝部分が縦振動する場合
には、節を境にして伸縮する方向が反対となる。これに
より、縦振動によってスリット溝の縦方向(回転軸方
向)の長さも伸縮することになり、縦振動によってスリ
ット溝の傾斜も変化し、結果的にスリット溝部分におい
て捩り振動が発生する。このように、縦振動と捩り振動
が発生すると、ステータ部のロータ接触面にはこれらの
振動が合成した楕円振動が生じ、ロータ部が一方向に回
転駆動されることになる。Since the piezoelectric element used in the vibration motor according to claim 1 is polarized in the direction of the rotation axis of the rotor portion, by applying a high frequency AC voltage to this piezoelectric element, the first and second block bodies are longitudinally aligned. Vibration can be generated. Further, the inclined slit groove formed in the first or second block body is located at a position including the node of the vertical vibration described above. Therefore, when the slit groove portion vertically vibrates, the directions of expansion and contraction at the node are opposite. As a result, the length of the slit groove in the vertical direction (rotational axis direction) also expands and contracts due to the vertical vibration, the inclination of the slit groove also changes due to the vertical vibration, and as a result, torsional vibration occurs in the slit groove portion. Thus, when the longitudinal vibration and the torsional vibration are generated, elliptical vibration that is a combination of these vibrations is generated on the rotor contact surface of the stator portion, and the rotor portion is driven to rotate in one direction.
【0017】請求項1の発明においては、スリット溝を
形成することにより、捩り振動を発生させているため、
しかもこの捩り振動は縦振動を利用して発生させている
ため、独立に発生させた縦振動と捩り振動の共振点を合
わせる必要は必ずしもなく、容易に効率のよいモータを
実現することができる。また、ボルトによる締め付けを
利用して捩り振動を発生させているわけではないため、
ピッチ,締め付け荷重および各種寸法精度を厳しく管理
する必要もなく、設計および製造が容易となる。In the invention of claim 1, since the torsional vibration is generated by forming the slit groove,
Moreover, since the torsional vibration is generated by utilizing the longitudinal vibration, it is not always necessary to match the resonance points of the longitudinal vibration and the torsional vibration which are independently generated, and it is possible to easily realize an efficient motor. In addition, since the tightening with bolts is not used to generate torsional vibration,
Design and manufacturing are easy without the need to strictly control the pitch, tightening load and various dimensional accuracy.
【0018】さらに、圧電素子には単相の高周波交流電
圧を印加するだけでよいため、圧電素子やモータ駆動回
路の構造が比較的簡単であり、コストの上昇を招くこと
もない。Furthermore, since it is sufficient to apply a single-phase high-frequency AC voltage to the piezoelectric element, the structure of the piezoelectric element and the motor drive circuit is relatively simple, and the cost does not increase.
【0019】また、請求項2の振動モータにおいては、
上述したスリット溝の傾斜方向を変えることでロータ部
の回転駆動方向を変えている。すなわち、スリット溝が
回転軸方向に伸縮したときに発生する捩り振動は、スリ
ット溝の傾斜方向に依存するものであり、スリット溝の
傾斜方向が反対である2種類のブロック体を用意してお
くことで、ロータ部を正転あるいは逆転駆動することが
できる。Further, in the vibration motor of claim 2,
The rotational driving direction of the rotor portion is changed by changing the inclination direction of the slit groove described above. That is, the torsional vibration generated when the slit groove expands and contracts in the rotation axis direction depends on the inclination direction of the slit groove, and two types of block bodies having opposite inclination directions of the slit groove are prepared. As a result, the rotor portion can be driven in the normal rotation or the reverse rotation.
【0020】請求項2の発明においては、スリット溝の
傾斜方向が異なる2つのブロック体を用意するだけでよ
いため、容易にロータ部の回転方向を変えることができ
る。According to the second aspect of the present invention, since it is only necessary to prepare two block bodies having different slit groove inclination directions, the rotation direction of the rotor portion can be easily changed.
【0021】特に、従来のボルト締めランジュバン型の
超音波モータにおいては、ボルトから変えなければ回転
方向を変えることができなかったのに比べ、本発明にお
いてはブロック体の変更だけで済むため、部品の共用化
が容易であり、その意味でもコストの低減が可能とな
る。Particularly, in the conventional bolted Langevin type ultrasonic motor, the rotation direction cannot be changed unless the bolt is changed, whereas in the present invention, only the block body is changed. It is easy to share and the cost can be reduced.
【0022】また、請求項3の発明においては、スリッ
ト溝が形成されたブロック体をさらに第3のブロック体
と第4のブロック体に分割しており、そのいずれか一方
の端部にスリット溝を形成したものである。したがっ
て、ブロック体の端部を切削加工するだけで上述したス
リット溝を形成することができ、製造が容易となる。Further, in the invention of claim 3, the block body in which the slit groove is formed is further divided into a third block body and a fourth block body, and the slit groove is provided at one of the ends. Is formed. Therefore, the slit groove described above can be formed only by cutting the end portion of the block body, which facilitates manufacturing.
【0023】[0023]
【実施例】次に、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0024】図1は、本発明の振動モータを適用した一
実施例の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall construction of an embodiment to which the vibration motor of the present invention is applied.
【0025】同図に示す本実施例の振動モータは、一定
方向に回転駆動されるロータ部10と、このロータ部1
0を一方の端面であるロータ接触面12に発生する楕円
振動によって回転駆動するステータ部20とを含んで構
成される。このロータ部10は、ロータ接触面12に一
定の圧力で接触する円板14と、この円板14の回転中
心に取り付けられた回転出力軸16とを含んでいる。従
って、ステータ部20のロータ接触面12に楕円振動が
発生すると、ロータ部10の円板14は回転出力軸16
の回りに一方向に回転駆動される。The vibration motor of this embodiment shown in FIG. 1 includes a rotor portion 10 which is rotationally driven in a fixed direction, and a rotor portion 1 of the rotor portion 10.
0 and a stator portion 20 that is rotationally driven by elliptical vibration generated on the rotor contact surface 12 that is one end surface. The rotor portion 10 includes a disc 14 that comes into contact with the rotor contact surface 12 at a constant pressure, and a rotation output shaft 16 attached to the center of rotation of the disc 14. Therefore, when elliptical vibration occurs on the rotor contact surface 12 of the stator portion 20, the disc 14 of the rotor portion 10 causes the rotation output shaft 16 to rotate.
Is driven to rotate in one direction.
【0026】また、ステータ部20は、例えばセラミッ
クス等の圧電体を用いてリング状に形成された圧電素子
22,24と、一方の圧電素子24の両側に全面で接触
するように配置された電極板26,28と、これら圧電
素子22,電極板26,圧電素子24,電極板28を両
側から挟持するように配置された第1の金属ブロック体
30,第2の金属ブロック体32,第3の金属ブロック
体34と、両端に位置する第1の金属ブロック体30お
よび第3の金属ブロック体34を締め付け固定するため
の結合ボルト36とを含んでいる。In addition, the stator portion 20 is formed with ring-shaped piezoelectric elements 22 and 24 using a piezoelectric material such as ceramics, and electrodes arranged so as to be in full contact with both sides of one piezoelectric element 24. The plates 26 and 28, and the first metal block body 30, the second metal block body 32, and the third metal block body 30 arranged so as to sandwich the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 from both sides. And the coupling bolts 36 for fastening and fixing the first metal block body 30 and the third metal block body 34 located at both ends.
【0027】また、第3の金属ブロック体34の一方の
端面は上述したロータ接触面12となるが、他方の端面
は第2の金属ブロック32と接しており、この他方の端
面に端部が一致するように複数の斜めスリット溝38が
形成されている。従って、ステータ部20を組み立てた
後は、第2の金属ブロック体32と第3の金属ブロック
体34とが一体となり、そのほぼ中央部近傍に複数の斜
めスリット溝38が形成されることになる。Further, one end surface of the third metal block body 34 serves as the rotor contact surface 12 described above, but the other end surface is in contact with the second metal block 32, and the other end surface has an end portion. A plurality of diagonal slit grooves 38 are formed so as to coincide with each other. Therefore, after the stator portion 20 is assembled, the second metal block body 32 and the third metal block body 34 are integrated with each other, and a plurality of diagonal slit grooves 38 are formed in the vicinity of the substantially central portion thereof. .
【0028】なお、上述した圧電素子22,24は、分
極の際に電極として使用した、例えば銀,ニッケル面を
分極終了後に研磨して除去したものを用いるものとす
る。The piezoelectric elements 22 and 24 described above are used as electrodes during polarization, for example, those obtained by polishing and removing silver or nickel surfaces after polarization is completed.
【0029】図2は、ステータ部20を組み立てた状態
を示す斜視図である。同図に示すように、組み立てられ
たステータ部20は、第3の金属ブロック体34,第2
の金属ブロック体32,圧電素子22,電極板26,圧
電素子24,電極板28,第1の金属ブロック体30が
連結されて一体化した構造を有しており、一方の電極板
26からは外部接続端子40が、他方の電極板28から
は外部接続端子42がそれぞれ突出した形となってい
る。FIG. 2 is a perspective view showing a state where the stator portion 20 is assembled. As shown in the figure, the assembled stator portion 20 includes a third metal block body 34, a second metal block body 34, and a second metal block body 34.
The metal block body 32, the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, the electrode plate 28, and the first metal block body 30 of FIG. The external connection terminals 40 have a shape in which the external connection terminals 42 project from the other electrode plate 28.
【0030】2つの外部接続端子40,42は、圧電素
子24に対して一定周波数の高周波交流電圧を印加する
ためのものである。また,他方の圧電素子22に対して
は、外部接続端子42に図1に示す結合ボルト36を介
して電気的に接続された第2の金属ブロック体32の端
面が電極板として作用するため、この第2の金属ブロッ
ク体32と外部接続端子40とによって一定周波数の高
周波交流電圧が印加される。The two external connection terminals 40 and 42 are for applying a high frequency AC voltage having a constant frequency to the piezoelectric element 24. Further, with respect to the other piezoelectric element 22, the end surface of the second metal block body 32 electrically connected to the external connection terminal 42 via the coupling bolt 36 shown in FIG. 1 acts as an electrode plate. A high frequency AC voltage having a constant frequency is applied by the second metal block 32 and the external connection terminal 40.
【0031】図3は、ステータ部20の詳細構造および
組み付け状態を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the detailed structure of the stator portion 20 and the assembled state.
【0032】上述した第1の金属ブロック体30および
第3の金属ブロック体34のそれぞれの中心にはネジ孔
が形成されており、結合ボルト36に形成された雄ネジ
溝が螺合するようになっている。また、第2の金属ブロ
ック体32の中心には、結合ボルト36の外径にほぼ等
しい内径を有するボルト挿通孔32aが形成されてい
る。圧電素子22,電極板26,圧電素子24,電極板
28のそれぞれには、結合ボルト36の外径よりも大き
な内径を有するボルト挿通孔22a,26a,24a,
28aが形成されている。これらのボルト挿通孔22
a,26a,24a,28aの内径は、圧電素子22,
電極板26,圧電素子24,電極板28を組み立てる際
に結合ボルト36の外側に挿通されるカラー44の外径
とほぼ一致するように形成されている。A screw hole is formed at the center of each of the first metal block body 30 and the third metal block body 34 described above, so that the male screw groove formed on the coupling bolt 36 is screwed. Has become. Further, a bolt insertion hole 32a having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the coupling bolt 36 is formed at the center of the second metal block body 32. Each of the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 has a bolt insertion hole 22a, 26a, 24a, which has an inner diameter larger than the outer diameter of the coupling bolt 36.
28a is formed. These bolt insertion holes 22
The inner diameters of a, 26a, 24a and 28a are the piezoelectric elements 22,
When the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 are assembled, the outer diameter of the collar 44, which is inserted into the outer side of the coupling bolt 36, is formed to be substantially the same.
【0033】ステータ部20の組み立ては、まず第1の
金属ブロック体30に結合ボルト36の一方端を螺合し
て取付け固定した後、カラー44を挿通し,その後この
カラー44の外周側に電極板28,圧電素子24,電極
板26,圧電素子22のそれぞれを順に挿通する。次
に、第2の金属ブロック体32を結合ボルト36に挿通
し、最後に第3の金属ブロック体34を結合ボルト36
の他方端に螺合させることにより、第1および第3の金
属ブロック体30,34によってそれ以外の部材を締め
付け固定する。To assemble the stator portion 20, first, one end of the coupling bolt 36 is screwed onto the first metal block body 30 to be fixedly mounted, then the collar 44 is inserted, and then the electrode is provided on the outer peripheral side of the collar 44. The plate 28, the piezoelectric element 24, the electrode plate 26, and the piezoelectric element 22 are sequentially inserted. Next, the second metal block body 32 is inserted into the connecting bolt 36, and finally the third metal block body 34 is connected to the connecting bolt 36.
The other members are fastened and fixed by the first and third metal block bodies 30 and 34 by being screwed to the other end.
【0034】なお、本実施例は、この連結固定に際し、
各部材の積層面の固定に接着剤を用いていないため、共
振周波数のモータ毎のばらつきや、Q値の低下を防ぐこ
とができ、これにより振動モータの性能および信頼性の
向上を図ることができる。In this embodiment, when connecting and fixing,
Since no adhesive is used to fix the laminated surface of each member, it is possible to prevent variations in resonance frequency from one motor to another and to prevent the Q value from decreasing, thereby improving the performance and reliability of the vibration motor. it can.
【0035】また、圧電素子22,24は、図3に示す
ように分極方向が異なるように配置されており、同一極
性の高周波交流電圧を印加した場合には一方が伸びる時
は他方が縮むことになる。ところが、電極板26を共通
にして逆極性の高周波交流電圧を印加しているため、一
方の圧電素子22が伸びる場合には他方の圧電素子24
も伸び、一方の圧電素子22が縮む場合には他方の圧電
素子も縮むことになる。これにより、ステータ部20全
体としての縦方向(結合ボルト36の長手方向)の振幅
値を大きく設定することができる。As shown in FIG. 3, the piezoelectric elements 22 and 24 are arranged so that their polarization directions are different from each other. When high-frequency AC voltages of the same polarity are applied, one expands and the other contracts. become. However, since the high frequency AC voltage having the opposite polarity is applied with the electrode plate 26 in common, when one piezoelectric element 22 extends, the other piezoelectric element 24 is applied.
Also extends, and when one piezoelectric element 22 contracts, the other piezoelectric element also contracts. As a result, the amplitude value in the vertical direction (longitudinal direction of the coupling bolt 36) of the entire stator portion 20 can be set to a large value.
【0036】図4は、ステータ部20の第3の金属ブロ
ック体34に形成された斜めスリット溝38の詳細を示
す図である。同図(a)は第3の金属ブロック体34を
側面から見た図を示しており、複数の斜めスリット溝3
8が、第3の金属ブロック体34の下側端面に部分的に
接するように配置された状態が示されている。これらの
斜めスリット溝38は、第3の金属ブロック体34の下
側あるいは横方向から切削することにより形成すること
ができるため、その形成は比較的容易に行うことができ
る。なお、多少切削しにくくなるものの、第2および第
3の金属ブロック体32,34を1つの金属ブロック体
で形成し、その中間付近に横方向から刃を入れることに
より斜めスリット溝38を形成するようにしてもよい。FIG. 4 is a view showing details of the oblique slit groove 38 formed in the third metal block body 34 of the stator portion 20. FIG. 3A shows a side view of the third metal block body 34.
It is shown that 8 is arranged so as to partially contact the lower end face of the third metal block body 34. Since the oblique slit grooves 38 can be formed by cutting from the lower side or the lateral direction of the third metal block body 34, the formation thereof can be performed relatively easily. Although slightly difficult to cut, the second and third metal block bodies 32 and 34 are formed of one metal block body, and a diagonal slit groove 38 is formed by inserting a blade laterally near the middle thereof. You may do it.
【0037】また、同図(b)は第3の金属ブロック体
34を下側から見た図を示しており、一例として直径3
5mmの金属ブロック体34に12個の斜めスリット溝
38が形成された状態が示されている。Further, FIG. 6B shows a view of the third metal block body 34 from the lower side, and as an example, the diameter 3
A state where 12 oblique slit grooves 38 are formed in the 5 mm metal block body 34 is shown.
【0038】図5は、斜めスリット溝38の縦方向、す
なわちロータの回転軸方向の位置を説明するための図で
ある。FIG. 5 is a view for explaining the vertical direction of the oblique slit groove 38, that is, the position of the rotor in the rotation axis direction.
【0039】同図(a)に示すように、斜めスリット溝
38はその中心が同図(b)に示す縦振動の節の位置に
一致するように形成する。同図(b)は縦振動の節およ
び腹の位置を示しており、図中およびが節の位置
を、およびステータ部20の両端面が腹の位置にそれ
ぞれ対応している。そして、一方の節が斜めスリット
溝38の中心となるように、他方の節が圧電素子2
2,24に対応するようにそれぞれなっている。As shown in FIG. 7A, the oblique slit groove 38 is formed so that its center coincides with the position of the vertical vibration node shown in FIG. (B) of the figure shows the positions of the nodes and antinodes of the longitudinal vibration. In the figure, and correspond to the positions of the nodes, and both end surfaces of the stator portion 20 correspond to the antinode positions, respectively. The one node is located at the center of the oblique slit groove 38, and the other node is located at the piezoelectric element 2.
It corresponds to 2 and 24 respectively.
【0040】このように、斜めスリット溝38の中心を
縦振動の節の位置に一致させることにより、斜めスリッ
ト溝38はその中心を境として異なる方向に伸び縮みす
ることになる。しかも、斜めスリット溝38の傾斜方向
と縦振動の振動方向とは異なっているため、このような
伸び縮みが生じると、中心部を回転中心として一定の角
度範囲で回転する方向に歪む現象が生ずる。これによ
り、第3の金属ブロック体34の斜めスリット溝38部
分には捩り方向の振動が発生し、この振動が他の金属ブ
ロック体30,32にも伝搬するため、ステータ部20
の全体に捩り振動が生じることになる。従って、圧電素
子22,24により直接発生させた縦振動と、斜めスリ
ット溝38の作用により発生した捩り振動とが合成さ
れ、ロータ接触面12上には一定方向の楕円振動が生
じ、この楕円振動によってロータ部10が一方向に回転
駆動される。By thus aligning the center of the oblique slit groove 38 with the position of the node of the longitudinal vibration, the oblique slit groove 38 expands and contracts in different directions with the center as a boundary. Moreover, since the inclination direction of the oblique slit groove 38 and the vibration direction of the longitudinal vibration are different, when such expansion and contraction occurs, a phenomenon occurs in which the central portion is rotated in a certain angle range to rotate in a certain angle range. . As a result, vibration in the torsional direction is generated in the oblique slit groove 38 portion of the third metal block body 34, and this vibration is also propagated to the other metal block bodies 30 and 32.
Torsional vibration will occur in the whole of. Therefore, the vertical vibration directly generated by the piezoelectric elements 22 and 24 and the torsional vibration generated by the action of the oblique slit groove 38 are combined, and elliptical vibration in a certain direction is generated on the rotor contact surface 12, and this elliptic vibration is generated. Thus, the rotor unit 10 is rotationally driven in one direction.
【0041】図5(c)は、ステータ部20に発生する
捩り振動の概略を示しており、この捩り振動を共振周波
数で発生するように圧電素子22,24に印加する高周
波交流電圧の周波数を決定することが望ましい。ところ
が、一般には縦弾性係数および横弾性係数等の違いによ
り共振周波数も異なってくる。従って、同一周波数の共
振周波数によって同一次数の縦振動と捩り振動が発生す
ることはなく、ある周波数の共振周波数によって圧電素
子22,24を振動させた時に異なる共振次数の縦振動
と捩り振動が生じるようにこの高周波交流電圧の周波数
を設定しなければならない。FIG. 5 (c) shows an outline of the torsional vibration generated in the stator portion 20. The frequency of the high frequency AC voltage applied to the piezoelectric elements 22 and 24 so as to generate this torsional vibration at the resonance frequency is shown in FIG. It is desirable to decide. However, in general, the resonance frequency also differs due to the difference in the longitudinal elastic coefficient, the lateral elastic coefficient, and the like. Therefore, longitudinal vibration and torsional vibration of the same order are not generated by the resonance frequency of the same frequency, and longitudinal vibration and torsional vibration of different resonance orders occur when the piezoelectric elements 22 and 24 are vibrated by the resonance frequency of a certain frequency. Therefore, the frequency of this high frequency AC voltage must be set.
【0042】例えば、3つの金属ブロック体30,3
2,34をアルミニウムで形成するとともに、ステータ
部20の直径が35mmで長さLが90mm(圧電素子
22,24の長さもアルミニウムに換算するものとす
る)とした場合の縦振動の一次共振周波数f01,二次共
振周波数f02のそれぞれを計算すると、For example, three metal block bodies 30, 3
The primary resonance frequency of the longitudinal vibration when 2, 34 are formed of aluminum and the diameter of the stator portion 20 is 35 mm and the length L is 90 mm (the lengths of the piezoelectric elements 22 and 24 are also converted to aluminum). When f01 and the secondary resonance frequency f02 are calculated,
【数1】 また、捩り振動の一次共振周波数f11,二次共振周波数
f12,三次共振周波数f13のそれぞれを計算すると、[Equation 1] Further, when the primary resonance frequency f11, the secondary resonance frequency f12, and the tertiary resonance frequency f13 of the torsional vibration are calculated,
【数2】 ここで、v0,v1 のそれぞれは金属ブロック体30等の
縦方向および横方向の振動の伝搬速度であり、それぞれ
5100m/s,3000m/sとして計算した。[Equation 2] Here, v0 and v1 are propagation velocities of vibrations in the vertical and horizontal directions of the metal block body 30 and the like, and were calculated as 5100 m / s and 3000 m / s, respectively.
【0043】このように、共振周波数は縦振動と捩り振
動とで異なる値となるが、例えば縦振動の二次の共振周
波数と捩り振動の三次の共振周波数とはそれぞれ56k
Hzおよび51kHz となり、比較的近くなる。従っ
て、本実施例においては同一の周波数で縦振動および捩
り振動ともに共振を生じさせるように、高周波交流電圧
の周波数として50kHz を用いるものとする。As described above, the resonance frequency has different values for the longitudinal vibration and the torsional vibration. For example, the secondary resonance frequency of the longitudinal vibration and the tertiary resonance frequency of the torsional vibration are each 56 k.
Hz and 51 kHz, which are relatively close. Therefore, in the present embodiment, 50 kHz is used as the frequency of the high-frequency AC voltage so that resonance occurs in both longitudinal vibration and torsional vibration at the same frequency.
【0044】実際に、本出願人によって上述した設計値
を有する振動モータを試作して確かめたところ、ロータ
接触面12上に楕円振動が発生し、ロータ部10を一方
向に回転駆動できることが確かめられている。しかも、
従来のボルト締めランジュバン型振動モータと比べる
と、発生する駆動トルクも5〜10倍程度大きくなり、
回転効率もよいことが確かめられている。なお、このと
きの斜めスリット溝38の幅は2mm,ロータの回転軸
方向の長さは7mmとした。Actually, the applicant of the present invention prototyped and confirmed a vibration motor having the above-mentioned design values. It was confirmed that elliptical vibration was generated on the rotor contact surface 12 and the rotor portion 10 could be rotationally driven in one direction. Has been. Moreover,
Compared with the conventional bolted Langevin type vibration motor, the generated driving torque is about 5 to 10 times larger,
It has been confirmed that the rotation efficiency is also good. At this time, the width of the oblique slit groove 38 was 2 mm, and the length of the rotor in the rotation axis direction was 7 mm.
【0045】また、ロータ部10の回転方向は、斜めス
リット溝38の傾斜方向を反対にすることで逆方向にす
ることも可能である。例えば、図5に示す傾斜方向に斜
めスリット溝38を形成するとともに、縦振動について
は二次および捩り振動については三次の共振モードによ
って振動モータの回転を行う場合には、ロータ部10は
時計回り方向に回転駆動される。一方、斜めスリット溝
38の形状をほぼ同一に保ったままその傾斜方向を反対
向きに設定した場合にはロータ部10は反時計回り方向
に回転駆動されることが確かめられており、斜めスリッ
ト溝38の傾斜方向のみによってロータ部10の回転方
向を設定することが可能となる。The rotation direction of the rotor portion 10 can be reversed by reversing the inclination direction of the oblique slit groove 38. For example, when the oblique slit groove 38 is formed in the inclined direction shown in FIG. 5 and the vibration motor is rotated by the secondary resonance mode for longitudinal vibration and the tertiary resonance mode for torsional vibration, the rotor unit 10 rotates clockwise. Driven to rotate. On the other hand, it has been confirmed that the rotor portion 10 is rotationally driven in the counterclockwise direction when the inclination directions are set to opposite directions while keeping the shape of the oblique slit grooves 38 substantially the same. It is possible to set the rotation direction of the rotor unit 10 only by the inclination direction of 38.
【0046】これにより、第3の金属ブロック体34と
して斜めスリット溝38の傾斜方向が反対であるものを
2種類用意しておけば、そのいずれを使用するかによっ
てモータの回転方向を反対に設定することができ、部品
の共用化による製造コスト低減等の効果が大となる。こ
れは、従来のボルト締めランジュバン型モータの場合に
は結合ボルトおよび2つの金属ブロック体の両方を交換
しなければならなかったのに比べ、その差は明らかであ
る。Accordingly, if two kinds of the third metal block bodies 34 in which the oblique slit grooves 38 have the opposite inclination directions are prepared, the rotation direction of the motor is set to the opposite direction depending on which one is used. It is possible to reduce the manufacturing cost by sharing the parts. This difference is clear compared to the conventional bolted Langevin type motor, in which both the connecting bolt and the two metal block bodies had to be replaced.
【0047】また、本実施例の振動モータにおいては、
ロータ接触面12と反対側のステータ端面にも楕円振動
が発生する。すなわち、図5に示す下側端面にも楕円振
動が発生するため、この端面をロータ接触面46として
使用することにより、2つのロータ部を同時に回転駆動
する振動モータとすることもできる。Further, in the vibration motor of this embodiment,
Elliptical vibration is also generated on the stator end surface opposite to the rotor contact surface 12. That is, since elliptical vibration is also generated in the lower end surface shown in FIG. 5, by using this end surface as the rotor contact surface 46, it is possible to make a vibration motor that drives two rotor portions to rotate simultaneously.
【0048】図5に示す振動モードおよび斜めスリット
溝38の傾斜方向の場合には、ロータ接触面12に接す
るロータ部10が時計回り方向に回転駆動されると同時
に、もう一方のロータ接触面46に接触するロータ部は
反時計回り方向に回転駆動される。また、斜めスリット
溝38の傾斜方向を反対にした場合には、ロータ接触面
12に接するロータ部10が反時計回り方向に回転駆動
されると同時に、もう一方のロータ接触面46に接する
ロータ部は時計回り方向に回転駆動されることになる。
なお、共振モードを変更することにより、2つのロータ
部を同一方向に回転駆動することも可能であり、必要に
応じて回転方向の組合わせを設定することができる。In the case of the vibration mode shown in FIG. 5 and the inclination direction of the oblique slit groove 38, the rotor portion 10 in contact with the rotor contact surface 12 is rotationally driven in the clockwise direction, and at the same time, the other rotor contact surface 46. The rotor portion that comes into contact with is driven to rotate counterclockwise. When the slanting direction of the oblique slit groove 38 is reversed, the rotor portion 10 in contact with the rotor contact surface 12 is rotationally driven in the counterclockwise direction, and at the same time, the rotor portion in contact with the other rotor contact surface 46 is in contact. Will be driven to rotate in the clockwise direction.
By changing the resonance mode, it is possible to drive the two rotor parts to rotate in the same direction, and a combination of rotation directions can be set as necessary.
【0049】このように、本実施例の振動モータは、縦
振動の節に中心がくるように斜めスリット溝38を形成
することにより、縦振動と同時に捩り振動を発生させて
おり、独立に発生させた縦振動と捩り振動の共振点を必
ずしも合わせる必要がないため、容易に効率のよいモー
タを実現することができる。As described above, in the vibration motor of this embodiment, the oblique slit groove 38 is formed so that the center of the vibration motor is located at the node of the vertical vibration, so that the torsional vibration is generated simultaneously with the vertical vibration. Since it is not necessary to match the resonance points of the longitudinal vibration and the torsional vibration, it is possible to easily realize an efficient motor.
【0050】また、結合ボルト36は単に第1および第
3の金属ブロック体30,34を締め付けるために用い
ているため、ピッチ,締め付け荷重および各種寸法精度
を厳しく管理する必要がなく、設計および製造が容易と
なる。Further, since the connecting bolt 36 is simply used for tightening the first and third metal block bodies 30, 34, it is not necessary to strictly control the pitch, tightening load and various dimensional accuracy, and the designing and manufacturing are performed. Will be easier.
【0051】さらに、圧電素子22,24の全体が同一
方向に分極されているにすぎないため、単相の高周波交
流電圧を印加することにより動作させることが可能であ
り、圧電素子やモータ駆動回路の構造が比較的簡単であ
り、コストの上昇を招くこともない。Further, since the piezoelectric elements 22 and 24 are all polarized in the same direction, they can be operated by applying a single-phase high-frequency AC voltage, and the piezoelectric elements and the motor drive circuit can be operated. The structure is relatively simple, and the cost does not increase.
【0052】図6は、結合ボルト36を他の部材に置き
換えた振動モータの構造を示す図である。結合ボルト3
6は、図1に示すように単に第1および第3の金属ブロ
ック体30,34に螺合させてその中間に存在する第2
の金属ブロック体32,圧電素子22,電極板26,圧
電素子24,電極板28を両側から締め付けているに過
ぎない。したがって、同様に締め付けることができるも
のであれば結合ボルト36以外の部材でもよく、また金
属ブロック体30,34に螺合させる必要もない。FIG. 6 is a view showing the structure of a vibration motor in which the coupling bolt 36 is replaced with another member. Connecting bolt 3
As shown in FIG. 1, the reference numeral 6 designates a second metal block body 30, 34 which is screwed into the first and third metal block bodies 30 and 34 and is present in the middle thereof.
The metal block body 32, the piezoelectric element 22, the electrode plate 26, the piezoelectric element 24, and the electrode plate 28 are simply tightened from both sides. Therefore, any member other than the coupling bolt 36 may be used as long as it can be similarly tightened, and it is not necessary to screw it to the metal block bodies 30 and 34.
【0053】図6(a)は、1本の結合ボルト48と2
つのナット50,52によって上述した締め付けを行う
振動モータが示されている。この場合には、第1および
第3の金属ブロック体30,34に貫通孔を形成してお
いて、各金属ブロック体30,34を外側からナット5
0,52によって締め付ける。FIG. 6A shows one connecting bolt 48 and two.
A vibration motor is shown which performs the above-mentioned tightening with one nut 50, 52. In this case, through holes are formed in the first and third metal block bodies 30 and 34, and the metal block bodies 30 and 34 are attached to the nut 5 from the outside.
Tighten with 0,52.
【0054】このように、第1および第3の金属ブロッ
ク体30,34にネジ孔を形成せずに、結合ボルト48
と2つのナット50,52によって各部材の締め付けを
行うことにより、金属ブロック体30,34に生じる歪
みを最少限に抑えることができる。すなわち、金属ブロ
ック体30,34にネジ孔を形成しておいて、このネジ
孔を結合ボルト36に螺合させて全体の締め付けを行う
場合には、ネジ孔付近に局部的な応力が作用し、複雑な
歪みが発生する。これに対し、ナット50,52によっ
て金属ブロック体30,34の外側から締め付ける場合
には、外側方向から内側に向けてほぼ一応な締め付け応
力が作用することになり、金属ブロック体30,34に
作用する応力は比較的単純なものとなり、発生する歪み
も複雑にならない。従って、安定した出力特性が得られ
易くなる。In this way, the connecting bolt 48 is formed without forming screw holes in the first and third metal block bodies 30, 34.
By tightening each member with the two nuts 50 and 52, the strain generated in the metal block bodies 30 and 34 can be suppressed to a minimum. That is, when the screw holes are formed in the metal block bodies 30 and 34 and the screw holes are screwed into the coupling bolts 36 to tighten the whole, local stress acts on the screw holes. , Complicated distortion occurs. On the other hand, when the nuts 50 and 52 are tightened from the outside of the metal block bodies 30 and 34, a tentative tightening stress acts from the outer side toward the inner side, which acts on the metal block bodies 30 and 34. The applied stress is relatively simple, and the generated strain is not complicated. Therefore, stable output characteristics are easily obtained.
【0055】また、図6(b)および(c)には、結合
ボルト48のかわりに結合ロッド54を用い、その一方
端をかしめることにより上述した締め付けを行う場合が
示されている。結合ロッド54に各構成部材を順に挿通
した後、同図(c)に示すようにその一方端をかしめ
る。Further, FIGS. 6B and 6C show a case where a connecting rod 54 is used in place of the connecting bolt 48 and one end thereof is swaged to perform the above-mentioned tightening. After each component is inserted into the connecting rod 54 in order, one end thereof is caulked as shown in FIG.
【0056】上述したように、本実施例の振動モータ
は、ボルトによる締め付けを利用して捩り振動を発生さ
せているわけではないため、各部材を締め付ける方法に
ついては何でもよい。従って、図6に示すように、一般
に使われているナット50,52を用いたり、結合ロッ
ド54を単にかしめるだけでよく、部品コストを低減す
ることができるとともに、その製造工程を簡略化するこ
ともできる。As described above, since the vibration motor of this embodiment does not generate the torsional vibration by utilizing the tightening with the bolts, any method may be used for tightening each member. Therefore, as shown in FIG. 6, it suffices to use commonly used nuts 50 and 52 or simply crimp the connecting rod 54, which can reduce the cost of parts and simplify the manufacturing process. You can also
【0057】図7は、本発明の他の実施例を示す図であ
り、図3に対応したステータ部20の分解斜視図が示さ
れている。この振動モータは、図3に示した振動モータ
における一方の圧電素子22を絶縁板56に置き換えた
構造を有している。図3に示した振動モータにおいて
は、縦振動の振幅を大きくするために2つの圧電素子2
2,24を用いていたが、用途によっては必ずしも大き
な振幅、すなわち大きな駆動力が要求されないため、小
さな駆動力でよい場合に図7に示した振動モータが使用
される。この振動モータは圧電素子24のみで縦振動を
発生させるため、図3に示した振動モータに比べると約
半分の回転駆動力となる。FIG. 7 is a view showing another embodiment of the present invention, and an exploded perspective view of the stator portion 20 corresponding to FIG. 3 is shown. This vibration motor has a structure in which one piezoelectric element 22 in the vibration motor shown in FIG. 3 is replaced with an insulating plate 56. In the vibration motor shown in FIG. 3, in order to increase the amplitude of vertical vibration, two piezoelectric elements 2 are used.
2 and 24 are used, but a large amplitude, that is, a large driving force is not always required depending on the application, and thus when the small driving force is sufficient, the vibration motor shown in FIG. 7 is used. Since this vibration motor generates longitudinal vibration only by the piezoelectric element 24, the rotation driving force is about half that of the vibration motor shown in FIG.
【0058】なお、ロータ部10およびその組み付け状
態については図1に示した構造をそのまま適用すること
ができる。The structure shown in FIG. 1 can be applied to the rotor portion 10 and its assembled state as it is.
【0059】図8は、本発明の他の実施例を示す図であ
る。同図(a)は、ステータ部20の側面図であり、同
図(b)はA−A線断面図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention. The figure (a) is a side view of the stator part 20, and the figure (b) is a sectional view on the AA line.
【0060】本実施例の振動モータの特徴は、第2の金
属ブロック体32に複数の縦スリット溝58を形成した
点にある。この縦スリット溝58は、縦振動および捩り
振動の節の位置にかからないように形成することが好ま
しい。例えば、図5に示す例では縦振動の節と捩り振
動の節の中間に位置するよう縦スリット溝58を形成
する。A characteristic of the vibration motor of this embodiment is that a plurality of vertical slit grooves 58 are formed in the second metal block body 32. It is preferable that the vertical slit groove 58 is formed so as not to reach the nodes of the vertical vibration and the torsional vibration. For example, in the example shown in FIG. 5, the vertical slit groove 58 is formed so as to be located between the node of longitudinal vibration and the node of torsional vibration.
【0061】このように縦スリット溝58を金属ブロッ
ク体32の一部に形成することにより、この縦スリット
溝58が形成された部分においては重量が減少し、この
縦スリット溝58により縦振動が拡大され、より大きな
楕円振動がロータ接触面12上に発生することになる。
従って、このロータ接触面12に接触したロータ部10
はより大きな駆動力で回転駆動されることになる。By thus forming the vertical slit groove 58 in a part of the metal block body 32, the weight is reduced in the portion where the vertical slit groove 58 is formed, and the vertical slit groove 58 causes vertical vibration. It will be magnified and a larger elliptical vibration will occur on the rotor contact surface 12.
Therefore, the rotor portion 10 contacting the rotor contact surface 12
Is driven to rotate with a larger driving force.
【0062】また、この縦スリット溝58は、上述した
斜めスリット溝38とともに、放熱効果を高める働きも
ある。特に、振動モータは放熱性能の低さが問題となっ
ているため、スリット溝を設けることにより、放熱性の
向上も併せて図ることができる効果は大きい。The vertical slit groove 58, together with the above-mentioned oblique slit groove 38, also has a function of enhancing the heat radiation effect. In particular, since the vibration motor has a problem of low heat radiation performance, providing the slit groove has a great effect of also improving heat radiation performance.
【0063】第2の金属ブロック体32に形成される縦
スリット溝58の数は8本に限定されず、1本あるいは
それ以上の複数本数とすることができる。また、図8に
示した例では縦振動と捩り振動の節の位置にかからない
ように形成したが、節の位置を含んで形成するようにし
てもよい。また、縦スリット溝58を分割して形成する
場合、あるいは第1および第3の金属ブロック体30,
34に形成する場合等が可能である。The number of the vertical slit grooves 58 formed in the second metal block 32 is not limited to eight, but may be one or more. Further, in the example shown in FIG. 8, it is formed so that the positions of the nodes of the longitudinal vibration and the torsional vibration are not applied, but the positions of the nodes may be included. When the vertical slit groove 58 is formed separately, or when the first and third metal block bodies 30,
It is possible to form it at 34.
【0064】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実
施が可能である。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
【0065】例えば、上述した実施例においては、斜め
スリット溝38が縦振動の1つの節の位置に形成される
場合を例にとり説明したが、縦振動が複数の節を含む場
合には2つ以上の節のそれぞれに斜めスリット溝38を
形成するようにしてもよい。この場合には、それぞれの
節の位置に形成された斜めスリット溝38が互いに捩り
振動を増幅させるようにその傾斜方向を決定する必要が
ある。For example, in the above-described embodiment, the case where the oblique slit groove 38 is formed at the position of one node of vertical vibration has been described as an example, but when the vertical vibration includes a plurality of nodes, two slits are formed. The oblique slit groove 38 may be formed in each of the above nodes. In this case, it is necessary to determine the inclination direction so that the oblique slit grooves 38 formed at the positions of the nodes amplify the torsional vibrations with each other.
【0066】[0066]
【発明の効果】このように、請求項1の発明によれば、
スリット溝を形成することにより捩り振動を発生させて
おり、しかもこの捩り振動は縦振動を利用して発生させ
ているため、独立に発生させた縦振動と捩り振動の共振
点を合わせる必要は必ずしもなく、容易に効率のよいモ
ータを実現することができる。また、ボルトによる締め
付けを利用して捩り振動を発生させているわけではない
ため、ピッチ,締め付け荷重および各種寸法精度を厳し
く管理する必要がなく、設計および製造が容易となる。
さらに、圧電素子には単相の高周波交流電圧を印加する
だけでよいため、圧電素子やモータ駆動回路の構造が比
較的簡単であり、コストの上昇を招くこともない。As described above, according to the invention of claim 1,
Since the torsional vibration is generated by forming the slit groove and this torsional vibration is generated by utilizing the longitudinal vibration, it is not always necessary to match the resonance points of the longitudinal vibration and the torsional vibration that are independently generated. Without, it is possible to easily realize an efficient motor. Further, since the torsional vibration is not generated by utilizing the tightening by the bolt, it is not necessary to strictly control the pitch, the tightening load and various dimensional accuracy, and the design and the manufacturing are easy.
Furthermore, since it is sufficient to apply a single-phase high-frequency AC voltage to the piezoelectric element, the structure of the piezoelectric element and the motor drive circuit is relatively simple, and the cost does not increase.
【0067】また、請求項2の発明によればスリット溝
の傾斜方向が異なる2つのブロック体を用意するだけで
容易にロータ部の回転方向を変えることができるため、
それ以外の部品の共用化が容易であり、コストの低減が
可能となる。According to the second aspect of the invention, the rotation direction of the rotor portion can be easily changed only by preparing two block bodies having different slit groove inclination directions.
Other parts can be easily shared and the cost can be reduced.
【0068】また、請求項3の発明によれば、スリット
溝が形成されたブロック体をさらに2つのブロック体に
分割し、そのいずれか一方の端部にスリット溝を形成し
ており、ブロック体の端部を切削加工するだけで上述し
たスリット溝を形成することができるため製造が容易と
なる。According to the third aspect of the present invention, the block body in which the slit groove is formed is further divided into two block bodies, and the slit groove is formed at one of the end portions of the block body. Since the above-mentioned slit groove can be formed only by cutting the end portion of, the manufacturing becomes easy.
【図1】本発明の振動モータを適用した一実施例の全体
構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment to which a vibration motor of the present invention is applied.
【図2】図1に示すステータ部を組み立てた状態を示す
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an assembled state of the stator section shown in FIG.
【図3】ステータ部の詳細構造および組み付け状態を示
す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing a detailed structure of a stator portion and an assembled state.
【図4】ステータ部の第3の金属ブロック体に形成され
た斜めスリット溝の詳細を示す図である。FIG. 4 is a view showing details of an oblique slit groove formed in a third metal block body of a stator part.
【図5】斜めスリット溝の縦方向の位置を説明するため
の図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the vertical position of an oblique slit groove.
【図6】図3に示した結合ボルトを他の部材に置き換え
た振動モータの構造を示す図である。6 is a diagram showing a structure of a vibration motor in which the coupling bolt shown in FIG. 3 is replaced with another member.
【図7】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図8】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図9】従来のボルト締めランジュバン型超音波モータ
の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional bolted Langevin type ultrasonic motor.
10 ロータ部 20 ステータ部 22,24 圧電素子 26,28 電極板 30 第1の金属ブロック体 32 第2の金属ブロック体 34 第3の金属ブロック体 36 結合ボルト 38 斜めスリット溝 10 rotor part 20 stator part 22,24 piezoelectric element 26,28 electrode plate 30 first metal block body 32 second metal block body 34 third metal block body 36 coupling bolt 38 diagonal slit groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 年昭 愛知県豊橋市大岩町字小山塚20番地 本多 電子株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiaki Miyamoto 20 Oyamazuka, Oiwa Town, Toyohashi City, Aichi Honda Electronics Co., Ltd.
Claims (3)
モータにおいて、 前記ステータ部は、 前記ロータ部の回転軸方向に分極されており、縦振動を
発生させる圧電素子と、 前記圧電素子に高周波交流電圧の印加を行う電極と、 前記圧電素子を挟持するようにその両側に取り付け固定
されており、前記縦振動の節を含む位置に前記回転軸に
対して傾斜した1本以上のスリット溝が、少なくとも一
方に形成された第1のブロック体および第2のブロック
体と、 を備え、前記圧電素子によって発生させた縦振動と、前
記ブロック体のスリット溝部分によって発生させた捩り
振動とが合成され、前記ステータ部のロータ接触面に楕
円振動を発生させることにより、前記ロータ部を回転駆
動することを特徴とする振動モータ。1. A vibration motor having a stator part and a rotor part, wherein the stator part is polarized in a rotation axis direction of the rotor part, and a piezoelectric element for generating longitudinal vibration; and a high-frequency alternating voltage applied to the piezoelectric element. And an electrode for applying the piezoelectric element are fixedly attached to both sides of the piezoelectric element so as to sandwich the piezoelectric element, and at least one slit groove inclined with respect to the rotation axis at a position including the node of the longitudinal vibration is at least A first block body and a second block body formed on one side, and the longitudinal vibration generated by the piezoelectric element and the torsional vibration generated by the slit groove portion of the block body are combined, A vibration motor, wherein the rotor portion is rotationally driven by generating elliptical vibration on a rotor contact surface of the stator portion.
ータ部の回転駆動方向を変えることを特徴とする振動モ
ータ。2. The vibration motor according to claim 1, wherein the rotational driving direction of the rotor portion is changed by changing the inclination direction of the slit groove.
2のブロック体の少なくとも一方は、さらに前記スリッ
ト溝が端部に形成された第3のブロック体と、前記スリ
ット溝を有しない第4のブロック体とに分割されて構成
されており、これら第3のブロック体および第4のブロ
ック体を組み付けたときに、前記縦振動の節を含む位置
に前記スリット溝が形成されることを特徴とする振動モ
ータ。3. The third block according to claim 1, wherein at least one of the first block body and the second block body having the slit groove is further provided with the slit groove at an end thereof. A body and a fourth block body not having the slit groove, and a position including the longitudinal vibration node when the third block body and the fourth block body are assembled. A vibration motor, wherein the slit groove is formed in the.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24634793A JP3297162B2 (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Vibration motor |
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JP24634793A JP3297162B2 (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Vibration motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0775353A true JPH0775353A (en) | 1995-03-17 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3297162B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6018213A (en) * | 1997-11-21 | 2000-01-25 | Asmo Co., Ltd | Ultrasonic motor |
US6166477A (en) * | 1997-04-07 | 2000-12-26 | Asmo Co., Ltd. | Ultrasonic motor with rotor converting longitudinal vibrations into torque |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP24634793A patent/JP3297162B2/en not_active Expired - Fee Related
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US6166477A (en) * | 1997-04-07 | 2000-12-26 | Asmo Co., Ltd. | Ultrasonic motor with rotor converting longitudinal vibrations into torque |
US6018213A (en) * | 1997-11-21 | 2000-01-25 | Asmo Co., Ltd | Ultrasonic motor |
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Publication number | Publication date |
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