JPH08140375A

JPH08140375A - 超音波モータ

Info

Publication number: JPH08140375A
Application number: JP6274895A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Satani; 大助佐谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】弾性体の振動を疎外せず、駆動効率が向上
し、しかも耐候性・信頼性に優れた支持構造を提供す
る。【構成】電気エネルギーを機械エネルギーに変換する
電気機械変換素子１２及びその電気機械変換素子が接合
される弾性体１１とを備えた固定子１と、弾性体１１に
接触される移動子２と、固定子１を支持する支持部材３
とを備え、固定子１を支持部材３によって可動な状態で
支持する、円錐状の係合部３ｂとそれを受ける受け部１
１ａとからなる支持部を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気機械変換素子の励
振により弾性体に発生した進行性振動波によって、移動
子を駆動する超音波モ−タに関し、特に、電気機械変換
素子と弾性体を含む固定子の支持構造を改良した超音波
モ−タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波モータは、電気エ
ネルギーを機械エネルギーに変換する電気機械変換素子
及びその電気機械変換素子が接合された弾性体とからな
る固定子と、その固定子に接触する移動子とを備え、電
気機械変換素子に駆動信号を供給して励振させ、その励
振により弾性体に微小振動を励起し、その微小振動して
いる弾性体に移動体を加圧接触させることにより、駆動
力を得ていた。

【０００３】このような超音波モータは、固定子の支持
構造として、例えば、（１）固定子の駆動面と反対側
の面にフェルトなどの緩衝材を設けて支持する構造、
（２）固定子の振動の中立面と同一面上において、そ
の固定子の内周側又は外周側にフランジ部を設けて支持
する構造、（３）固定子の振動の中立面と同一面上に
おいて、その固定子の内周側又は外周側に複数の棒状補
助振動体を設けて支持する構造等が知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記（１）の
フェルト等の緩衝材による支持構造では、耐候性が不十
分であったり、経年変化による設定条件の変化が大き
く、超音波モ−タの信頼性が低い、という問題点があっ
た。また、前記（２）のフランジ部や前記（３）の棒状
振動体による支持構造では、径方向の寸法を小さくする
ことが困難であるうえ、弾性体と固定的に結合している
ので、弾性体に発生した振動を損なってしまう、という
問題点があった。

【０００５】本発明の目的は、弾性体の振動を疎外せ
ず、駆動効率が向上し、しかも耐候性・信頼性に優れた
支持構造を有する超音波モータを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換する電気機械変換素子及びその電気機械変換素
子が接合される弾性体とを備えた固定子と、前記弾性体
に接触される移動子と、前記固定子を支持する支持部材
とを備え、駆動信号を印加して前記電気機械変換素子を
励振することによって、前記弾性体に発生した微小振動
により、前記移動子を駆動する超音波モータにおいて、
前記固定子を前記支持部材によって可動な状態で支持す
る支持部を備えたことを特徴としている。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載の超音
波モータにおいて、前記支持部は、前記固定子又は前記
支持部材に設けられた係合部と、前記支持部材又は前記
固定子に設けられ、前記係合部を受ける受け部とを含む
ことを特徴としている。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１に記載の超音
波モータにおいて、前記支持部は、前記固定子及び前記
支持部材に設けられた第１及び第２の受け部と、前記第
１及び第２の受け部の間に挿入された係合部材とを含む
ことを特徴としている。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
のいずれか１項に記載の超音波モータにおいて、前記支
持部は、前記弾性体の屈曲の中立面付近で支持すること
を特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明によれば、支持部材と固定子が可動な状
態で支持されているので、固定子に発生する振動を疎外
することが低減され、駆動効率が向上する。また、支持
部の剛性は低下するので、振動が外部に伝達されること
もなく、騒音の発生をも防止できる。

【００１１】

【実施例】

（第１の実施例）以下、図面などを参照して、実施例を
あげて、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明によ
る超音波モータの第１の実施例を示す平面図及び正面
図、図２は、第１の実施例に係る超音波モータの支持部
を示す拡大図である。この実施例では、進行性振動波型
の超音波モータを例にして説明する。固定子１は、弾性
体１１と、弾性体１１に接合された電気機械変換素子１
２とを含む構成としてある。一方、移動子２は、移動子
母材２１と、移動子母材２１に接着された摺動材２２と
を含む構成としてある。また、支持部材３は、固定子１
の弾性体１１を支持するための部材である。

【００１２】つぎに、第１の実施例に係る超音波モータ
の固定子の支持構造について、説明する。支持部材３
は、円環状の部材であって、図１（Ａ）に示すように、
紙面とほぼ直角方向に４本（２本のみ図示）の腕部３ａ
が設けられている。各腕部３ａには、図２に拡大して示
すように、内側へ向かって先端がとがった円錐（コー
ン）状の係合部３ｂが形成されている。また、弾性体１
１には、屈曲の中立面付近の４カ所に、円錐状にくぼん
だ受け部１１ａが形成されている。そして、弾性体１１
は、受け部１１ａによって、支持部材３の係合部３ｂを
受けることによって、固定子１は、支持部材４が可動な
状態で支持されている。中立面付近で支持する理由は、
弾性体１１の振動を減衰が最も少ない位置だからであ
る。

【００１３】この実施例の超音波モータは、以上のよう
に構成されているので、電気機械変換素子１２に交流電
圧が印加されると、この電気機械変換素子１２に振動が
生じて、弾性体１１に進行性の振動波が発生し、この振
動波により、移動子２が駆動される。

【００１４】このときに、固定子１は、支持部材３に対
して、係合部３ｂと受け部１１ａとを含む支持部によっ
て、可動な状態で支持されていので、支持部材３は、固
定子１に発生された振動を疎外することが低減され、駆
動効率が向上する。また、従来の支持構造に比較して、
支持部材３と固定子１の支持部の剛性は低下しているの
で、支持部材３を介して振動が外部に伝達されることも
なく、騒音が防止される。しかも、支持部の構造が簡単
であるので、組立が容易で、安価に製造できる。さら
に、支持部材３は、緩衝材繊維質のでないために、耐候
性・信頼性も確保できる。

【００１５】（第２の実施例）図３は、第２の実施例に
係る超音波モータの支持部を示す拡大図である。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を省略する。第２の実
施例では、図３に示すように、円環状の支持部材４の４
カ所に腕部４ａが形成されており、その腕部４ａの先端
部に略円錐状の受け部４ｂが形成されている。この受け
部４ｂと、弾性体１１側に設けられた受け部１１ａの間
に、球状の係合部材４１を挿入してある。第２の実施例
は、係合部材４１を別体にして、その係合部材４１とし
て、既製の剛球などを用いることができるので、容易か
つ安価に製造できるという利点がある。

【００１６】（他の実施例）以上説明した実施例に限定
されることなく、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。例えば、第１の実施例では、
係合部は、先端に円錐状のものを例にあげて説明した
が、弾性体を可動な状態で、つまり点に近い状態で支持
することができれば、先端が球状又は棒状などであって
もよい。また、弾性体側に係合部を設け、支持部材側に
受け部を設けようにしてもよい。一方、第２の実施例で
は、係合部材は、球状（剛球）の例で説明したが、楕円
体、そろばん玉状などの他の形状であってもよい。

【００１７】前記各実施例では、弾性体の外周側に支持
部を設置した例で説明したが、内周側でもかまわない。
また、進行波型を例にして説明したが、他の超音波モー
タでも同様に適用できる。さらに、支持部は、４カ所で
支持している例で説明したが、３カ所または５カ所以上
で支持してもよい。支持箇所は、波数の５倍以内が好ま
しく、例えば、進行波が１１波あるモータの場合には、
５５か所以内で支持することが好ましい。支持点がこれ
以上多くなると、剛性が増して損失が大きくなるからで
ある。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、支持部材と固定子が可
動な状態で支持されているので、固定子に発生する振動
を疎外することが低減され、駆動効率が向上する。ま
た、支持部の剛性は低下するので、振動が外部に伝達さ
れることもなく、騒音の発生をも防止できる。さらに、
支持部材が緩衝材繊維質でないので、耐候性・信頼性も
確保できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波モータの第１の実施例の概
略を示す平面図及び正面図である。

【図２】第１の実施例に係る超音波モータの支持部を示
す拡大図である。

【図３】第２の実施例に係る超音波モータの支持部を示
す拡大図である。

【符号の説明】

１固定子１１弾性体１１ａ受け部１２電気機械変換素子２移動子２１移動子母材２２摺動材３支持部材３ａ腕部３ｂ係合部４支持部材４ａ腕部４ｂ受け部４１係合部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気エネルギーを機械エネルギーに変換
する電気機械変換素子及びその電気機械変換素子が接合
される弾性体とを備えた固定子と、前記弾性体に接触される移動子と、前記固定子を支持する支持部材とを備え、駆動信号を印
加して前記電気機械変換素子を励振することによって、
前記弾性体に発生した微小振動により、前記移動子を駆
動する超音波モータにおいて、前記固定子を前記支持部材によって可動な状態で支持す
る支持部を備えたことを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】請求項１に記載の超音波モータにおい
て、前記支持部は、前記固定子又は前記支持部材に設けられた係合部と、前記支持部材又は前記固定子に設けられ、前記係合部を
受ける受け部とを含むことを特徴とする超音波モータ。
【請求項３】請求項１に記載の超音波モータにおい
て、前記支持部は、前記固定子及び前記支持部材に設けられた第１及び第２
の受け部と、前記第１及び第２の受け部の間に挿入された係合部材と
を含むことを特徴とする超音波モータ。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載の超音波モータにおいて、前記支持部は、前記弾性体の屈曲の中立面付近で支持す
ることを特徴とする超音波モータ。