JPH10263477A - Vibration-type drive device and device with vibration-type drive device as drive source - Google Patents

Vibration-type drive device and device with vibration-type drive device as drive source

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Publication number
JPH10263477A
JPH10263477A JP9068193A JP6819397A JPH10263477A JP H10263477 A JPH10263477 A JP H10263477A JP 9068193 A JP9068193 A JP 9068193A JP 6819397 A JP6819397 A JP 6819397A JP H10263477 A JPH10263477 A JP H10263477A
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JP
Japan
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vibration
elastic body
driving device
groove
type driving
Prior art date
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Pending
Application number
JP9068193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Atsuta
暁生 熱田
Kosuke Fujimoto
幸輔 藤本
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP9068193A priority Critical patent/JPH10263477A/en
Publication of JPH10263477A publication Critical patent/JPH10263477A/en
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  • Handling Of Sheets (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the workability and the rigidity of the teeth part of an elastic material and prevent the squeaking from being generated by rounding the shape of the bottom connected to the straight lateral wall of a groove part formed on an elastic material. SOLUTION: A teeth part 1a is provided on both sides of a groove formed by a slit S in an elastic martial 1 on a vibratory wave motor, and the lateral faces of the teeth part 1a are formed in such a manner that the lateral faces extend toward the bottom at right angles with the top face. In addition, the lateral faces connect with the round part formed at the bottom part which is the bottom of teeth. The dimensions of the round in the peripheral direction of the round part are to be set within ±20% of the full round. Thus, a moving material 6 is brought into contact under pressure with the elastic material 1 so that an output is obtained from a motor shaft which is an output axis connected to the rotating moving material 6. Consequently, it is possible to increase the rigidity of the teeth part 1a to be formed in the groove part without transforming the teeth part 1a into a trapezoidal shape as a whole, and thereby, contribute to the stabilization of drive characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、振動波モータ等の
振動型駆動装置および振動型駆動装置を駆動源とする装
置に係り、振動体を構成する弾性体の歯部の形状に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration type driving device such as a vibration wave motor and a device using the vibration type driving device as a driving source, and more particularly to a shape of a tooth portion of an elastic body constituting a vibration body. .

【0002】[0002]

【従来の技術】振動型(振動波)駆動装置は、基本的構
成として圧電素子等の電気−機械エネルギー変換素子に
交流電圧等の交番信号を印加することにより、円環形
状、長楕円形状、棒状等の弾性体に駆動振動が励起され
る振動体を有し、該振動体に加圧接触する接触体と該振
動体とを相対移動させたり、あるいは該弾性体に紙等の
シート材を加圧接触させてシート送りを行う、例えばプ
リンタの紙送り装置として利用することが提案されてい
る。
2. Description of the Related Art A vibration type (vibration wave) driving device has a basic configuration in which an alternating signal such as an AC voltage is applied to an electro-mechanical energy conversion element such as a piezoelectric element to form an annular shape, an oblong shape, or the like. A vibrating body in which drive vibration is excited by an elastic body such as a rod has a vibrating body, and a contact body that presses against the vibrating body and the vibrating body are relatively moved, or a sheet material such as paper is applied to the elastic body It has been proposed to perform sheet feeding by contact with pressure, for example, to use as a paper feeding device of a printer.

【0003】図6は従来の振動型駆動装置としての振動
波モータの断面構成図を示す。図中、1は可撓性を有す
る例えばステンレスやリン青銅からなるリング状の金属
製の弾性体で、一端面に複数個に分極された2群の圧電
素子をリング状に形成した圧電素子群2を同心円状に接
着している。また、弾性体1のもう一方の端面には、樹
脂、金属、セラミック等で形成されたスライダ材(摩擦
材)3が貼り付けられている。
FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of a vibration wave motor as a conventional vibration type driving device. In the figure, reference numeral 1 denotes a ring-shaped metal elastic body made of a flexible material such as stainless steel or phosphor bronze, and a piezoelectric element group in which two groups of piezoelectric elements polarized on one end face are formed in a ring shape. 2 are adhered concentrically. A slider material (friction material) 3 made of resin, metal, ceramic, or the like is attached to the other end surface of the elastic body 1.

【0004】そして、このスライダ材3の表面に進行波
を生じさせるように、圧電素子群2の両端面に電極が配
置され、分極処理が施されている。弾性体1のスライダ
材3側の面は、モータ効率を上げるために櫛歯状に複数
の溝が周方向に規則的に形成されている。上記弾性体
1,圧電素子群2,スライダ材3により振動体(ステー
タ)を構成している。
[0004] Electrodes are arranged on both end faces of the piezoelectric element group 2 and subjected to a polarization treatment so as to generate a traveling wave on the surface of the slider material 3. On the surface of the elastic body 1 on the slider member 3 side, a plurality of comb-shaped grooves are regularly formed in the circumferential direction to increase motor efficiency. A vibrating body (stator) is constituted by the elastic body 1, the piezoelectric element group 2, and the slider member 3.

【0005】また、圧電素子群2には、弾性体1とは反
対側の面に、駆動信号や、圧電素子に設けられたモータ
の振動状態を検知するセンサ部からの信号を取り出すた
めのフレキシブル基板4が固定されている。
The piezoelectric element group 2 has a flexible surface on the side opposite to the elastic body 1 for extracting a drive signal and a signal from a sensor unit for detecting a vibration state of a motor provided on the piezoelectric element. The substrate 4 is fixed.

【0006】また、弾性体1の内周部1bは薄肉円盤状
に形成されていて、この内周部1bに続く内周側の固定
部1cがベース部材5に接着あるいはネジにより固定さ
れている。
The inner peripheral portion 1b of the elastic body 1 is formed in a thin disk shape, and an inner peripheral fixing portion 1c following the inner peripheral portion 1b is fixed to the base member 5 by bonding or screws. .

【0007】一方スライダ材3の表面には、接触体とし
ての移動体6がその内周側段部に配置された防振ゴム7
を介して板バネ8によって、弾性体1の同軸的に加圧接
触されており、板バネ8の内径部は、モータ軸10とし
まり嵌合されたディスクフランジ9によって固定されて
いる。またモータ軸10は、ベース部材5に嵌合された
軸受11及び軸受12に軸支され、止め輪13によって
板バネ8による弾性体1と移動体6との加圧力を保持し
ている。なお、スペーサ14は軸受11に予圧を与え、
モータ軸10の振れ回り量を低減している。
On the other hand, on the surface of the slider member 3, a moving body 6 as a contact body is provided with an anti-vibration rubber 7 arranged on an inner peripheral step.
The elastic body 1 is coaxially pressurized and contacted by a leaf spring 8 through the shaft, and the inner diameter of the leaf spring 8 is fixed by a disc flange 9 tightly fitted to the motor shaft 10. The motor shaft 10 is supported by bearings 11 and 12 fitted to the base member 5, and retains the pressing force between the elastic body 1 and the moving body 6 by the leaf spring 8 by the retaining ring 13. The spacer 14 applies a preload to the bearing 11,
The amount of whirling of the motor shaft 10 is reduced.

【0008】図7は図6に示す振動体の一部を周方向に
展開した図で、図7の(a)に示すように、振動体の弾
性体1には、周方向の沿って複数のスリットSが形成さ
れた櫛歯形状に形成され、スリットSの間の歯部1aの
先端面にスライダ部材3が貼り付けられている。そし
て、この歯形状の歯底は、略角形に形成されている。
FIG. 7 is a view in which a part of the vibrating body shown in FIG. 6 is developed in a circumferential direction. As shown in FIG. 7A, a plurality of elastic bodies 1 of the vibrating body are provided along the circumferential direction. And a slider member 3 is attached to the tip end surface of the tooth portion 1a between the slits S. The bottom of this tooth shape is formed in a substantially square shape.

【0009】一方、交互に厚み方向に分極処理された2
群の圧電素子からなる圧電素子群2に、弾性体1の固有
振動数の周波数の交流電圧を印加すると、図7の(b)
に示すように、弾性体1は各群毎の定在波が共振状態で
励起され、両群の定在波の合成でその周方向に進行性振
動波が形成され、その際歯部1aは歯底部を起点として
振動振幅を拡大する動きをする。そして振動体に加圧接
触している移動体6が、振動体と移動体6の摺動面の摩
擦力により回転駆動される。
On the other hand, 2
When an AC voltage having a frequency of the natural frequency of the elastic body 1 is applied to the piezoelectric element group 2 including the group of piezoelectric elements, FIG.
As shown in the figure, in the elastic body 1, the standing wave of each group is excited in a resonance state, and a progressive vibration wave is formed in the circumferential direction by the combination of the standing waves of both groups. A motion is performed to increase the vibration amplitude starting from the tooth bottom. Then, the moving body 6 that is in pressure contact with the vibrating body is rotationally driven by the frictional force between the sliding body of the vibrating body and the moving body 6.

【0010】このように、歯底を角形に形成した振動体
を用いた振動波モータの周波数対回転数の特性カーブを
図8に示す。一般に、振動波モータの駆動周波数対回転
数の特性カーブは、ピークを示す共振点を境にして、低
周波数側が急峻で、高周波数側(駆動制御に供する領
域)が緩やかなカーブを描き、全体として変曲点のない
のが理想的である。
FIG. 8 shows a characteristic curve of the frequency versus the rotation speed of the vibration wave motor using the vibrating body having the square roots. In general, the characteristic curve of the driving frequency versus the rotational speed of the vibration wave motor has a sharp curve at the low frequency side and a gentle curve at the high frequency side (the area to be used for drive control) with the resonance point showing a peak as a boundary. Ideally, there is no inflection point.

【0011】しかし、図8に示す周波数対回転数の特性
カーブは、駆動に供する周波数領域ににおいて、ある周
波数から傾きが変わってしまっている。このような場
合、編曲点での周波数を境にしてモータ特性が変わり、
安定したモータ特性が得られない。また、その上鳴きま
でが生じることがあった。
However, the slope of the characteristic curve of frequency versus rotation speed shown in FIG. 8 has changed from a certain frequency in the frequency range for driving. In such a case, the motor characteristics change around the frequency at the arrangement point,
Stable motor characteristics cannot be obtained. In addition, there was a case where squealing occurred.

【0012】このような現象が生じる原因として、歯部
1aの剛性が低いために、周方向以外のねじれた振動が
歯部1aに発生し、弾性体1の内径側と外径側で振動形
態が異なり、このため振動振幅が変わってしまい、移動
体と内径側で接触していたのが外径側に接触するように
なったときに上記した特性の変化が生じると考えられ
る。
As a cause of such a phenomenon, since the rigidity of the tooth portion 1a is low, a torsional vibration other than the circumferential direction is generated in the tooth portion 1a, and the vibration form on the inner diameter side and the outer diameter side of the elastic body 1 is generated. Therefore, the vibration amplitude changes, and it is considered that the above-mentioned change in the characteristics occurs when the contact with the moving body on the inner diameter side comes into contact with the outer diameter side.

【0013】その対策として特開昭63−11073号
公報には、図9に示すように、歯部1bの形状を台形形
状に形成し、歯部1bの剛性を上げることが提案されて
いる。また、同公開公報には、歯部の頂面から歯の底部
までの間で、歯部の側面の傾斜角度を90度以下から9
0度付近間で変化させることも開示されている。
As a countermeasure, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-11073 proposes to increase the rigidity of the teeth 1b by forming the teeth 1b into a trapezoidal shape as shown in FIG. Also, the publication discloses that the inclination angle of the side surface of the tooth portion from 90 degrees or less to 9 degrees from the top surface of the tooth portion to the bottom of the tooth.
It is also disclosed to vary between around 0 degrees.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来例での対策を施すことにより、弾性体の歯部の剛性を
上げることは可能であるが、従来の歯底が角形のときと
同じ周波数で駆動するためには、歯部の幅を薄くした
り、あるいは歯の幅を変えずにスリットの深さを従来よ
り相当量深くする必要がある。
Although the rigidity of the teeth of the elastic body can be increased by taking the above-described countermeasures in the conventional example, the same frequency as that in the conventional case where the tooth bottom is square is used. In order to drive the slits, it is necessary to make the width of the teeth thinner or to make the depth of the slit considerably larger than before without changing the width of the teeth.

【0015】また、歯の上部に摩擦部材を貼り付ける場
合、摩擦材シートを張り付けその後、歯のない部分を切
り取ることになるが、スリットがストレートになってい
ないために切り取ることができない。
Further, when a friction member is stuck on the upper part of the teeth, a part without teeth is cut off after the friction material sheet is stuck. However, since the slit is not straight, it cannot be cut off.

【0016】また、鳴きに関してはあまり効果がなかっ
た。
The squeal was not so effective.

【0017】本出願に係る第1の発明の目的は、弾性体
の歯部の加工、剛性の改善を図り、鳴きの発生も防止で
きる振動型駆動装置を提供しようとするものである。
An object of the first invention according to the present application is to provide a vibration-type driving device capable of improving the processing and rigidity of the teeth of an elastic body and preventing the occurrence of squeal.

【0018】本出願に係る第2の発明の目的は、鳴きの
発生がなく、改善された振動型駆動装置を駆動源とした
装置を提供しようとするものである。
An object of a second invention according to the present application is to provide a device which does not generate squeal and uses an improved vibration type driving device as a driving source.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
の目的を実現する第1の構成は、電気−機械エネルギー
変換素子に交番信号を印加することによって、振動変位
拡大用の溝部が形成された弾性体に駆動振動を形成する
振動体を有する振動型駆動装置において、前記弾性体に
形成された前記溝部は、真直ぐな側壁に連接される底部
の形状をR形状にするようにしたものである。
According to a first configuration for realizing the object of the first invention according to the present application, an alternating signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element so that a groove portion for expanding vibration displacement is formed. In the vibration-type driving device having a vibrating body that forms a driving vibration on the formed elastic body, the groove formed in the elastic body has an R-shaped bottom connected to a straight side wall. Things.

【0020】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第2の構成は、電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する接触体とを有し、前記振動体と前記接触
体とを相対移動させる振動型駆動装置において、前記弾
性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁に連接され
る底部の形状をR形状にするようにしたものである。
A second configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is that an alternating signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element, so that an elastic body having a groove for expanding vibration displacement is formed. In a vibration type driving device having a vibrating body that forms driving vibration and a contact body that comes into contact with the vibrating body, and the vibrating body and the contact body are relatively moved, the groove formed in the elastic body is The bottom portion connected to the straight side wall has a round shape.

【0021】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第3の構成は、電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する移動体と、前記移動体に連結された出力
軸とを有し、前記振動体に対して前記移動体を移動さ
せ、前記出力軸を回転させる振動型駆動装置において、
前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁に連
接される底部の形状をR形状にするようにしたものであ
る。
A third structure for realizing the object of the first invention according to the present application is that an alternating signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element, so that an elastic body having a groove for expanding vibration displacement is formed. A vibrating body that forms driving vibration, a moving body that contacts the vibrating body, and an output shaft that is connected to the moving body, and moves the moving body with respect to the vibrating body; In the vibration type driving device to rotate,
The groove formed in the elastic body has an R-shaped bottom portion connected to a straight side wall.

【0022】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第4の構成は、前記弾性体の溝部の底部に形成されるR
形状部の周方向のR寸法は、フルR±20%以内とする
ようにしたものである。
A fourth structure for realizing the object of the first invention according to the present application is an R-shaped member formed at the bottom of the groove of the elastic body.
The R dimension in the circumferential direction of the shape part is set to be within a full R ± 20%.

【0023】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第5の構成は、電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体を有する振
動型駆動装置において、前記弾性体に形成された前記溝
部は、真直ぐな側壁を有し、底部を径方向に沿ってR形
状にするようにしたものである。
According to a fifth configuration for realizing the object of the first invention according to the present application, an alternating signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element to provide an elastic body having a groove portion for expanding vibration displacement. In a vibration type driving device having a vibrating body for generating driving vibration, the groove formed in the elastic body has straight side walls, and the bottom has an R shape along a radial direction. .

【0024】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第6の構成は、電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する接触体とを有し、前記振動体と前記接触
体とを相対移動させる振動型駆動装置において、前記弾
性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁を有し、底
部を径方向に沿ってR形状にするようにしたものであ
る。
A sixth structure for realizing the object of the first invention according to the present application is that an alternating signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element so that an elastic body having a groove for enlarging vibration displacement is formed. In a vibration type driving device having a vibrating body that forms driving vibration and a contact body that comes into contact with the vibrating body, and the vibrating body and the contact body are relatively moved, the groove formed in the elastic body is , Having a straight side wall and a bottom portion having an R shape along the radial direction.

【0025】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第7の構成は、電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する移動体と、前記移動体に連結された出力
軸とを有し、前記振動体に対して前記移動体を移動さ
せ、前記出力軸を回転させる振動型駆動装置において、
前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁を有
し、底部を径方向に沿ってR形状にするようにしたもの
である。
A seventh configuration for realizing the object of the first invention according to the present application is that an alternating signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element to form an elastic body having a groove for expanding vibration displacement. A vibrating body that forms driving vibration, a moving body that contacts the vibrating body, and an output shaft that is connected to the moving body, and moves the moving body with respect to the vibrating body; In the vibration type driving device to rotate,
The groove formed in the elastic body has a straight side wall, and the bottom has an R shape along the radial direction.

【0026】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第8の構成は、前記弾性体は、円環形状に形成されてい
るものである。
According to an eighth aspect of the present invention for realizing the object of the first invention, the elastic body is formed in an annular shape.

【0027】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第9の構成は、前記弾性体は、直線部と円弧部とを有す
る長円環形状に形成されているものである。
In a ninth configuration for realizing the object of the first invention according to the present application, the elastic body is formed in an oval ring shape having a straight portion and an arc portion.

【0028】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第10の構成は、前記弾性体は、溝部間に形成された歯
部の頂面に摩擦部材が設けれれているものである。
According to a tenth aspect of the present invention for realizing the object of the first invention, the elastic body is provided with a friction member on a top surface of a tooth formed between grooves.

【0029】本出願に係る第1の発明の目的を実現する
第11の構成は、前記弾性体はアルミニュウムで形成さ
れているものである。
In an eleventh configuration for realizing the object of the first invention according to the present application, the elastic body is formed of aluminum.

【0030】本出願に係る第2の発明の目的を実現する
構成は、上記した各構成の振動型駆動装置を駆動源と
し、被駆動体を駆動するようにしたものである。
A configuration for realizing the object of the second invention according to the present application is such that the driven body is driven by using the above-described vibration type driving device as a driving source.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)図1は本発明の第1の実施の形態
を示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

【0032】図1は、本発明を適用した振動波モータの
振動体の一部を周方向に見た展開図である。
FIG. 1 is a developed view of a part of a vibrating body of a vibration wave motor to which the present invention is applied as viewed in a circumferential direction.

【0033】従来の振動波モータにおける弾性体の溝部
は、歯底の形状が角形になっていたのに対し、本実施の
形態ではR形状としている。すなわち、スリットSによ
り形成される溝の両側に形成される歯部1aの側面が頂
面に対して直角に底部に向けて形成され、さらに該側面
が歯底である底部に形成されたR部と連接される。
The groove portion of the elastic body in the conventional vibration wave motor has an R-shape in the present embodiment, while the shape of the tooth bottom is square. That is, the side surface of the tooth portion 1a formed on both sides of the groove formed by the slit S is formed at right angles to the top surface toward the bottom portion, and the R side portion is formed at the bottom surface which is the tooth bottom. Connected with.

【0034】図2の(a)は従来の直角歯底形状を有す
る弾性体で、図2の(b)は本実施の形態の歯底形状を
有する弾性体で、歯の上部に同じ力を与えたときの歯の
変位する様子をシミュレーションにより示したもので、
図2の(a)に示す従来の弾性体では歯底部は歪みが非
常に多く、歯部自体の剛性が小さいことが理解できる。
これに対し、本実施の形態では、歯底部での歪みが少な
く、歯部自体の剛性が大きいことが理解できる。
FIG. 2A shows a conventional elastic body having a right-bottom shape, and FIG. 2B shows an elastic body having a bottom shape according to the present embodiment. This is a simulation showing how the teeth are displaced when given.
In the conventional elastic body shown in FIG. 2A, it can be understood that the tooth bottom has extremely large distortion and the rigidity of the tooth itself is small.
On the other hand, in the present embodiment, it can be understood that the distortion at the tooth bottom is small and the rigidity of the tooth itself is large.

【0035】次に、本実施の形態における歯底のRと曲
げ剛性との関係を図2の(c)、(d)に示す。図2の
(c)は、歯底のRの大きさを示し、図2の(d)は歯
底のRの大きさを変化させたときRの大きさと歯の曲げ
剛性の関係を示す。ここで、スリットの幅を1としてい
るので、本明細書中におけるフルRとは、R0.5のこ
とを示している。
Next, the relationship between the root R and the bending stiffness in the present embodiment is shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d). FIG. 2C shows the size of the root R, and FIG. 2D shows the relationship between the size of the root R and the bending stiffness of the tooth when the size of the root R is changed. Here, since the width of the slit is 1, the full R in this specification indicates R0.5.

【0036】曲げ剛性は、図2の(d)示すように、R
0.5のときが最も高くなっていることがわかる。ま
た、歯底をRにする効果を得るためには、略R0.4〜
R0.6、すなわちフルR±20%程度の場合が良好で
あることがわかる。
As shown in FIG. 2D, the flexural rigidity is R
It can be seen that the value is the highest at 0.5. In addition, in order to obtain the effect of making the tooth bottom R, approximately R 0.4 to
It can be seen that R0.6, that is, the case of full R ± 20% is good.

【0037】図3は本実施の形態を用いたモータの周波
数vs回転数カーブ特性である。
FIG. 3 shows the frequency vs. rotation speed curve characteristics of the motor using this embodiment.

【0038】図3示すように、従来例で発生していた周
波数vs回転数カーブの不連続点がなくなっている。ま
た、このとき従来例で発生していた鳴きもなくなった。
As shown in FIG. 3, the discontinuity point of the frequency vs. rotation speed curve which has occurred in the conventional example is eliminated. At this time, the squeal generated in the conventional example is also eliminated.

【0039】ここで、鳴きが消えた原因としては、歯部
の底部が角形であると、振動させたときその部分に応力
が集中し鳴きを発生させる不要な振動が発生していたの
に対し、本実施の形態のR形状にすることで剛性が高ま
り、応力集中を緩和し不要な振動がなくなったと考えら
れる。
Here, the cause of the disappearance of the squeal is that when the bottom of the teeth is square, the stress concentrates on that portion when the vibrator is vibrated, and unnecessary vibration which generates the squeal is generated. It is considered that the rigidity is increased by adopting the R shape of the present embodiment, stress concentration is reduced, and unnecessary vibration is eliminated.

【0040】一方、本実施の形態のように、歯底部の剛
性を高めることができるので、歯底部の応力集中を緩和
することができ、従来歯が折れてしまい使えなかった弾
性体の材料、例えばアルミ等を使うことが可能となる。
On the other hand, as in the present embodiment, the rigidity of the tooth bottom can be increased, so that the stress concentration at the tooth bottom can be alleviated. For example, aluminum or the like can be used.

【0041】以上のように本実施の形態では、歯部の剛
性を上げ、歯底部における応力集中を緩和することで、
安定したモータ特性が得られる。
As described above, in the present embodiment, the rigidity of the teeth is increased and the stress concentration at the bottom of the teeth is alleviated.
Stable motor characteristics can be obtained.

【0042】(第2の実施の形態)図4は本発明の第2
の実施の形態を示す。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
An embodiment will be described.

【0043】図4は振動波モータの振動体の一部の断面
図である。図1に示す第1の実施の形態では、弾性体の
歯部の歯底に、周方向にR部を形成しているが、本実施
の形態では、歯部の歯底に径方向に沿ってR部を形成し
たものである。
FIG. 4 is a sectional view of a part of the vibrating body of the vibration wave motor. In the first embodiment shown in FIG. 1, the R portion is formed in the circumferential direction at the bottom of the tooth portion of the elastic body, but in the present embodiment, the R portion is formed along the radial direction at the bottom of the tooth portion. In this case, an R portion is formed.

【0044】このような構成にすることにより、ねじれ
振動をより抑制することが可能となる。
With such a configuration, it is possible to further suppress torsional vibration.

【0045】なお、本実施の形態と第1の実施の形態と
を組み合わせることで、より安定したモータ特性を得る
ことが可能となる。
By combining this embodiment with the first embodiment, more stable motor characteristics can be obtained.

【0046】(第3の実施の形態)図5は本発明の第3
の実施の形態を示す。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
An embodiment will be described.

【0047】図5は上記した第1または第2の実施の形
態の振動波モータを駆動源として使用した紙送り装置の
概略図を示す。
FIG. 5 is a schematic view of a paper feeder using the vibration wave motor of the first or second embodiment as a drive source.

【0048】21は紙を送るためのローラで、振動波モ
ータUSMを結合したのと反対側の端に適度な予圧をか
けた軸受け22を配置している。また、モータUSMの
モータ軸10には、ローラ21と反対側に、モータの回
転スピードおよび回転角を検出するためのパルス板2
3,光学検出素子24および検出素子取り付け用ケース
25が設けられている。パルス板23は直接モータ軸に
取り付けられているので精度が良い。
Reference numeral 21 denotes a roller for feeding paper, and a bearing 22 on which an appropriate preload is applied is disposed at an end opposite to the side where the vibration wave motor USM is coupled. On the motor shaft 10 of the motor USM, a pulse plate 2 for detecting the rotation speed and rotation angle of the motor is provided on the opposite side of the roller 21.
3. An optical detection element 24 and a detection element mounting case 25 are provided. Since the pulse plate 23 is directly attached to the motor shaft, the accuracy is good.

【0049】振動波モータUSMとローラ21の結合に
は、ローラ21に設けたねじ穴21aにモータ軸10を
軽圧入し、さらに横から止めネジ26で固定している。
For coupling the vibration wave motor USM and the roller 21, the motor shaft 10 is lightly pressed into a screw hole 21a provided in the roller 21 and further fixed from the side with a set screw 26.

【0050】このような装置構成にすることで、ローラ
21を精度良く回転させることができる。
With such an apparatus configuration, the roller 21 can be accurately rotated.

【0051】なお、上記した実施の形態は、振動型駆動
装置として振動体1に移動体6を加圧接触させ、回転す
る前記移動体に連結されている出力軸であるモータ軸か
ら出力を取り出すようにしているが、出力軸を設けるこ
となく移動体から直接出力を取り出す形式であってもよ
く、また振動体1に紙やカード等の被搬送体を加圧接触
させて搬送する振動型駆動装置であってもよく、また振
動体としては図10に示すように長円形状のものであっ
ても良く、弾性体に振幅増大用の溝を形成したもであれ
ば良い。図10の(a)、(b)に直線部と円弧部を有
する長円状の弾性体を示し、図10の(a)は弾性体1
の一端面に圧電素子16を接着したもので、圧電素子1
6は(b)に示すように、位置的位相が1/4波長ずれ
た2群の圧電素子群を有しており、各群には半波長の位
相差で分極処理が施されており(16a1〜16a5,
16b1〜16b5)、これらの分極処理のパターンは
弾性体1の実際の変位に合わせて設けられている。
In the above-described embodiment, the moving body 6 is brought into pressure contact with the vibrating body 1 as a vibration type driving device, and an output is taken out from a motor shaft which is an output shaft connected to the rotating moving body. However, the output may be directly taken out of the moving body without providing an output shaft, or a vibration type drive that conveys an object to be conveyed such as paper or a card to the vibrating body 1 under pressure. The vibrating body may be an elliptical shape as shown in FIG. 10, and any vibrating body may be used as long as a groove for increasing the amplitude is formed in the elastic body. FIGS. 10A and 10B show an elliptical elastic body having a linear portion and an arc portion, and FIG.
The piezoelectric element 16 is bonded to one end face of the piezoelectric element 1.
6 has two piezoelectric element groups whose positional phases are shifted by た wavelength as shown in (b), and each group is subjected to a polarization process with a phase difference of half a wavelength ( 16a1 to 16a5
16b1 to 16b5), these polarization patterns are provided in accordance with the actual displacement of the elastic body 1.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1〜3に係る発明によれば、弾性
体の振動変位拡大用の溝部を、真直ぐな側壁に連接され
る底部の形状をR形状にするので、従来のように溝部の
間に形成される歯部を全体的に台形に形成することなく
剛性を大きくすることができ、また容易に溝部の加工を
行うことができる。さらに、駆動特性を従来に比べ安定
させかつ向上させることが可能になる。
According to the first to third aspects of the present invention, the groove for enlarging the vibration displacement of the elastic body has an R-shape at the bottom connected to the straight side wall. The rigidity can be increased without forming the tooth portion formed between them as a trapezoid as a whole, and the groove can be easily processed. Further, it is possible to stabilize and improve the driving characteristics as compared with the conventional case.

【0053】請求項1〜4に係る発明によれば、溝部の
間に形成される歯部の剛性を大きくすることができる。
According to the first to fourth aspects of the present invention, the rigidity of the teeth formed between the grooves can be increased.

【0054】請求項5〜7に係る発明によれば、振動変
位拡大用の溝部が形成された弾性体の溝部の底部を径方
向に沿ってR形状にしても、溝部間の歯部の剛性を大き
くすることができる。また、駆動特性を従来に比べ安定
させかつ向上させることが可能になる。
According to the fifth to seventh aspects of the present invention, even if the bottom of the groove of the elastic body having the groove for enlarging vibration displacement is rounded along the radial direction, the rigidity of the teeth between the grooves is increased. Can be increased. Further, it is possible to stabilize and improve the driving characteristics as compared with the conventional case.

【0055】請求項8、請求項9に係る発明によれば、
弾性体に振動変位拡大用の溝部を形成し、その間の歯部
自体の振動を抑制するのに効果的な形式の弾性体を提供
することができ、また、駆動特性を従来に比べ安定させ
かつ向上させることが可能になる。
According to the eighth and ninth aspects of the invention,
A groove for expanding vibration displacement is formed in the elastic body, and an elastic body of an effective form for suppressing vibration of the tooth part itself therebetween can be provided. Can be improved.

【0056】請求項10に係る発明によれば、例えば移
動体や接触体などの相手材との接触による摩耗等が良好
であり、駆動特性を従来に比べ安定させかつ向上させる
ことが可能になる。
According to the tenth aspect of the present invention, for example, abrasion due to contact with a counterpart material such as a moving body or a contact body is good, and the driving characteristics can be stabilized and improved as compared with the conventional case. .

【0057】請求項11に係る発明によれば、弾性体と
してアルミニュウムを使用することが可能となった。
According to the eleventh aspect, aluminum can be used as the elastic body.

【0058】請求項12に係る発明によれば、振動波駆
動装置により安定して被駆動体を駆動することができ
る。
According to the twelfth aspect, the driven body can be stably driven by the vibration wave driving device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を振動波モータに適用した第1の実施の
形態を示す振動体および移動体の展開図。
FIG. 1 is a development view of a vibrating body and a moving body showing a first embodiment in which the present invention is applied to a vibration wave motor.

【図2】(a)は従来の弾性体、(b)は図1の振動体
の歯部の動きをシミュレーションした結果を示す図、
(c)は第1の実施の形態の歯底のRを示し、(d)は
(c)のRと曲げ剛性との関係を示す図。
2A is a diagram showing a result of simulating the movement of a tooth portion of the vibrating body of FIG. 1; FIG.
(C) is a diagram showing a root R of the first embodiment, and (d) is a diagram showing a relationship between R and bending rigidity in (c).

【図3】本発明の第1の実施の形態を用いた振動波モー
タの周波数対回転数のカーブ特性図。
FIG. 3 is a curve characteristic diagram of frequency versus rotation speed of the vibration wave motor using the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明を振動波モータに適用した第2の実施の
形態を示す振動体の一部断面図。
FIG. 4 is a partial sectional view of a vibrating body showing a second embodiment in which the present invention is applied to a vibration wave motor.

【図5】本発明の第3の実施の形態を示す紙送り装置の
断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a paper feeding device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来の振動波モータの構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional vibration wave motor.

【図7】従来の振動波モータの振動体および移動体の展
開図で、静止状態から駆動状態へ移行した時の弾性体の
様子を示す断面図。
FIG. 7 is a development view of a vibrating body and a moving body of a conventional vibration wave motor, and is a cross-sectional view showing a state of an elastic body when the state changes from a stationary state to a driving state.

【図8】従来の振動波モータの周波数対回転数のカーブ
特性を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a curve characteristic of frequency versus rotation speed of a conventional vibration wave motor.

【図9】従来の他の振動波モータの振動体および移動体
の展開図。
FIG. 9 is a development view of a vibrating body and a moving body of another conventional vibration wave motor.

【図10】他の実施の形態を示し、(a)は斜視図、
(b)は圧電素子の分極パターンを示す底面図。
10A and 10B show another embodiment, in which FIG.
(B) is a bottom view showing a polarization pattern of the piezoelectric element.

【符号の説明】 1:弾性体 2,16:圧電素子群 3:スライダ材 4:フレキシブル基板 5:ベース板 6:移動体 7:防振ゴム 8:板バネ 9:ディスクフランジ 10:モータ軸 11,12:軸受け 13:止め輪 14:スペーサ[Description of Signs] 1: Elastic body 2, 16: Piezoelectric element group 3: Slider material 4: Flexible board 5: Base plate 6: Moving body 7: Anti-vibration rubber 8: Leaf spring 9: Disk flange 10: Motor shaft 11 , 12: Bearing 13: Retaining ring 14: Spacer

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体を有する振
動型駆動装置において、 前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁に連
接される底部の形状をR形状にすることを特徴とする振
動型駆動装置。
1. A vibration-type driving device having a vibrating body that forms a driving vibration on an elastic body having a groove for expanding vibration displacement by applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element. The vibration-type driving device, wherein the groove formed in the body has an R-shaped bottom connected to a straight side wall.
【請求項2】 電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する接触体とを有し、前記振動体と前記接触
体とを相対移動させる振動型駆動装置において、 前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁に連
接される底部の形状をR形状にすることを特徴とする振
動型駆動装置。
2. A vibrating body that forms a drive vibration on an elastic body having a groove for expanding vibration displacement by applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element, and a contact body that contacts the vibrating body. In the vibration-type driving device that relatively moves the vibrating body and the contact body, the groove formed in the elastic body has an R-shaped bottom connected to a straight side wall. A vibration type driving device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する移動体と、前記移動体に連結された出力
軸とを有し、前記振動体に対して前記移動体を移動さ
せ、前記出力軸を回転させる振動型駆動装置において、 前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁に連
接される底部の形状をR形状にすることを特徴とする振
動型駆動装置。
3. A vibrating body that forms a driving vibration on an elastic body having a groove for expanding vibration displacement by applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element, and a moving body that contacts the vibrating body. And an output shaft connected to the moving body, wherein the vibration type driving device moves the moving body with respect to the vibrating body and rotates the output shaft. The groove formed in the elastic body Is a vibratory drive device characterized in that the bottom connected to the straight side wall has a round shape.
【請求項4】 前記弾性体の溝部の底部に形成されるR
形状部の周方向のR寸法は、フルR±20%以内とする
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の振動型
駆動装置。
4. An R formed at a bottom of a groove of the elastic body.
4. The vibration type driving device according to claim 1, wherein an R dimension in a circumferential direction of the shape portion is within a full R ± 20%.
【請求項5】 電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体を有する振
動型駆動装置において、 前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁を有
し、底部を径方向に沿ってR形状にすることを特徴とす
る振動型駆動装置。
5. A vibratory drive device having a vibrating body that forms a driving vibration on an elastic body having a groove portion for expanding vibration displacement by applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element, The vibration type driving device, wherein the groove formed in the body has straight side walls, and the bottom has an R shape along the radial direction.
【請求項6】 電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する接触体とを有し、前記振動体と前記接触
体とを相対移動させる振動型駆動装置において、 前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁を有
し、底部を径方向に沿ってR形状にすることを特徴とす
る振動型駆動装置。
6. A vibrating body that forms a driving vibration on an elastic body having a groove for expanding vibration displacement by applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element, and a contact body that contacts the vibrating body. In the vibration type driving device for relatively moving the vibrating body and the contact body, the groove formed in the elastic body has a straight side wall, and the bottom has an R shape along a radial direction. A vibration type driving device characterized by the following.
【請求項7】 電気−機械エネルギー変換素子に交番信
号を印加することによって、振動変位拡大用の溝部が形
成された弾性体に駆動振動を形成する振動体と、前記振
動体に接触する移動体と、前記移動体に連結された出力
軸とを有し、前記振動体に対して前記移動体を移動さ
せ、前記出力軸を回転させる振動型駆動装置において、 前記弾性体に形成された前記溝部は、真直ぐな側壁を有
し、底部を径方向に沿ってR形状にすることを特徴とす
る振動型駆動装置。
7. A vibrating body that forms a driving vibration on an elastic body having a groove for expanding vibration displacement by applying an alternating signal to an electro-mechanical energy conversion element, and a moving body that contacts the vibrating body. And an output shaft connected to the moving body, wherein the vibration type driving device moves the moving body with respect to the vibrating body and rotates the output shaft. The groove formed in the elastic body Is a vibratory drive device having straight side walls and a bottom portion having an R shape along a radial direction.
【請求項8】 前記弾性体は、円環形状に形成されてい
ることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに
記載の振動型駆動装置。
8. The vibration type driving device according to claim 1, wherein the elastic body is formed in an annular shape.
【請求項9】 前記弾性体は直線部と円弧部とを有する
長円環形状に形成されていることを特徴とする請求項1
ないし7のいずれか一つに記載の振動型駆動装置。
9. The elastic body according to claim 1, wherein the elastic body is formed in an elongated annular shape having a straight portion and an arc portion.
8. The vibration type driving device according to any one of items 7 to 7.
【請求項10】 前記弾性体は、溝部間に形成された歯
部の頂面に摩擦部材が設けれれていることを特徴とする
請求項1ないし9のいずれか一つに記載の振動型駆動装
置。
10. The vibration-type drive according to claim 1, wherein the elastic body is provided with a friction member on a top surface of a tooth portion formed between the grooves. apparatus.
【請求項11】 前記弾性体はアルミニュウムで形成さ
れていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれ
か一つに記載の振動型駆動装置。
11. The vibration type driving device according to claim 1, wherein said elastic body is formed of aluminum.
【請求項12】 請求項1ないし11のいずれか一つに
記載の振動型駆動装置を駆動源とし、被駆動体を駆動す
ることを特徴とする振動型駆動装置を駆動源とする装
置。
12. An apparatus using a vibration-type driving device according to claim 1 as a driving source and driving a driven body.
JP9068193A 1997-03-21 1997-03-21 Vibration-type drive device and device with vibration-type drive device as drive source Pending JPH10263477A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102324868A (en) * 2011-09-06 2012-01-18 哈尔滨工业大学 Ceramic embedded type cylindrical traveling wave ultrasonic motor vibrator pretightened by using wedge blocks
JP2017190237A (en) * 2016-04-15 2017-10-19 シンフォニアテクノロジー株式会社 Traveling-wave carrier device

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