JPH10290584A - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
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- JPH10290584A JPH10290584A JP9097616A JP9761697A JPH10290584A JP H10290584 A JPH10290584 A JP H10290584A JP 9097616 A JP9097616 A JP 9097616A JP 9761697 A JP9761697 A JP 9761697A JP H10290584 A JPH10290584 A JP H10290584A
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- piezoelectric ceramic
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- peripheral portion
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の技術分野】本発明は超音波モータに関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】モータの種類には種々のものがあるが、
近時、コイルや磁石が不要で小型かつ軽量で速い応答性
をもつなど従来のモータとは大きく相違する超音波モー
タが各分野で採用されるようになってきた。また、超音
波モータは、印加する電界の調整により任意の回転数が
得られるため、減速装置を必要とせず高トルクが得られ
るなどの特徴を有することから各種機器へ応用されつつ
ある。このような超音波モータにはいくつかの種類があ
るが、その中の１つとして円環型圧電セラミックを振動
体として採用したものがある。2. Description of the Related Art There are various types of motors.
In recent years, ultrasonic motors that are significantly different from conventional motors, such as those that do not require coils or magnets, are compact, lightweight, and have fast response, have been adopted in various fields. Ultrasonic motors are being applied to various devices because of their features such as the ability to obtain an arbitrary number of rotations by adjusting the applied electric field, and to obtain high torque without the need for a reduction gear. There are several types of such ultrasonic motors, one of which employs an annular piezoelectric ceramic as a vibrator.
【０００３】ところで、円環型圧電セラミックの振動に
よって回転移動するロータからトルクを取り出す場合
に、円環型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を大
きくすることが必要とされている。これについては、ロ
ータの内径部を約１０°のテーパ状に仕上げ、これに対
応して圧電セラミックの外径もテーパ状に仕上げ、両テ
ーパ部を嵌合することによって両者間の摩擦力を大きく
する技術が提案されている（例えば、特開昭６３−１８
１６７７号公報）。[0003] When a torque is taken out from a rotor which is rotated and moved by vibration of a ring-shaped piezoelectric ceramic, it is necessary to increase a frictional force between the ring-shaped piezoelectric ceramic and the rotor. Regarding this, the inner diameter portion of the rotor is finished in a tapered shape of about 10 °, and the outer diameter of the piezoelectric ceramic is correspondingly finished in a tapered shape, and the frictional force between the two is increased by fitting both tapered portions. (For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-18 / 1988)
No. 1677).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、円環
型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を増大させる
ために両者の嵌合部をテーパ状に仕上げると、これら両
テーパ部の加工に高精度が要求され、製造コスト増大の
一因となる問題がある。また、上記した構成によって
は、接触圧を増大させることが困難であるため、ロータ
の回転による高トルクを得ることが難しいという問題が
ある。As described above, when the fitting portions of the annular piezoelectric ceramic and the rotor are finished in a tapered shape in order to increase the frictional force between the two, the machining of the tapered portions is performed. There is a problem that high accuracy is required and this contributes to an increase in manufacturing cost. Further, according to the above-described configuration, it is difficult to increase the contact pressure, so that there is a problem that it is difficult to obtain a high torque due to the rotation of the rotor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は、円環型圧電セラミックの内径部をベース
板に固定されたガイド部材に固定することにより振動体
とし、この円環型圧電セラミックの外周部にこれと接触
するロータを設け、この円環型圧電セラミックに電界を
印加することにより発生する超音波振動によってロータ
を回転させる超音波モータにおいて、以下の手段を採用
した。In order to solve the above problems, the present invention provides a vibrating body by fixing an inner diameter portion of an annular piezoelectric ceramic to a guide member fixed to a base plate. The following means is employed in an ultrasonic motor in which a rotor is provided in contact with an outer peripheral portion of a die-shaped piezoelectric ceramic and the rotor is rotated by ultrasonic vibration generated by applying an electric field to the annular piezoelectric ceramic.
【０００６】上記したロータを円環型圧電セラミックの
外周部に放射状に配設してなる複数のロータ片によって
構成し、これらの各ロータ片からなるロータの外側に、
各ロータ片の内側部が円環型圧電セラミックの外周部に
接触する方向に押圧する弾性部材を設けることにより、
ロータに大きなトルクを発生可能としてある。The above-mentioned rotor is constituted by a plurality of rotor pieces radially arranged on the outer peripheral portion of a ring-shaped piezoelectric ceramic, and outside the rotor composed of these rotor pieces,
By providing an elastic member that presses the inner portion of each rotor piece in a direction that contacts the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic,
A large torque can be generated in the rotor.
【０００７】また、ロータの回転方向に対して直交する
方向に凹部を設け、各ロータ片の内側部と円環型圧電セ
ラミックの外周部との接触面を大きくしてある。Further, a concave portion is provided in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotor, so that a contact surface between an inner portion of each rotor piece and an outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic is enlarged.
【０００８】さらに、ロータは複数のロータ片を連結部
材を用いて一体に連結して構成してある。Further, the rotor is constituted by integrally connecting a plurality of rotor pieces using a connecting member.
【０００９】また、円環型圧電セラミックの両側に１対
のガイド板を設け、これらのガイド板の少なくとも一方
は、各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合
させてある。A pair of guide plates are provided on both sides of the ring-shaped piezoelectric ceramic, and at least one of these guide plates is movable with respect to each rotor piece in the radial direction of the ring-shaped piezoelectric ceramic. The rotor is engaged so as not to advance or retreat in the rotational direction of the rotor.
【００１０】さらに、外部へロータの回転を出力させる
手段としては、回転するガイド板の外周部に歯車の歯形
を形成してある。Further, as means for outputting the rotation of the rotor to the outside, a gear tooth profile is formed on the outer peripheral portion of the rotating guide plate.
【００１１】さらにまた、上記した１対のガイド板のい
ずれか一方に、他方のガイド板を同方向に回転可能に結
合する結合フックを設けてある。Further, one of the pair of guide plates is provided with a connecting hook for connecting the other guide plate rotatably in the same direction.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明は、ベース板に設けられて
いるガイド部材に円環型圧電セラミックの内径部が固定
されて振動体が構成され、この円環型圧電セラミックの
外周部に接触するロータが設けてあり、円環型圧電セラ
ミックに電界を印加することによって発生する超音波振
動によってロータを回転させる超音波モータに適用した
ものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, a vibrating body is formed by fixing an inner diameter portion of a ring-shaped piezoelectric ceramic to a guide member provided on a base plate, and is in contact with an outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic. The present invention is applied to an ultrasonic motor that rotates a rotor by ultrasonic vibration generated by applying an electric field to a ring-shaped piezoelectric ceramic.
【００１３】ロータは、円環型圧電セラミックの外周部
に放射状に配設してある複数のロータ片からなり、この
ロータの外側には、各ロータ片の内側部が円環型圧電セ
ラミックの外周部に接触する方向に押圧する弾性部材を
設けるのが好ましい。The rotor is composed of a plurality of rotor pieces radially arranged on the outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic. Outside the rotor, the inner portion of each rotor piece is formed by the outer periphery of the ring-shaped piezoelectric ceramic. It is preferable to provide an elastic member that presses in a direction that contacts the part.
【００１４】また、ロータは各ロータ片の内側部にロー
タの回転方向に対して直交する方向に凹部を設けること
により常に広い面積で円環型圧電セラミックの外周部と
の面接触を確保可能にしたものとすることが好ましい。Further, the rotor is provided with a concave portion in the inner portion of each rotor piece in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotor, so that a surface contact with the outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic can always be ensured in a large area. It is preferable that they are made.
【００１５】さらに、上記した各ロータ片は連結部材を
用いて一体に連結することが好ましい。Further, it is preferable that the above-mentioned rotor pieces are integrally connected by using a connecting member.
【００１６】また、上記した円環型圧電セラミックの両
側には、１対のガイド板をロータの回転方向と同軸に回
転可能に設け、これらのガイド板の少なくとも一方は、
各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向には
進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合する
ようにすることが好ましい。A pair of guide plates are provided on both sides of the annular piezoelectric ceramic so as to be rotatable coaxially with the rotation direction of the rotor. At least one of these guide plates is
It is preferable that the annular piezoelectric ceramic is engaged with each rotor piece so as to be able to advance and retreat in the radial direction, and to be unable to advance and retreat in the rotational direction of the rotor.
【００１７】さらに、上記した１対のガイド板のいずれ
か一方の外周部には、歯車の歯形を形成することによ
り、シャフトレスでロータからのトルクを外部機器に伝
達可能とすることが好ましい。Further, it is preferable that a gear tooth profile is formed on one of the outer peripheral portions of the pair of guide plates so that torque from the rotor can be transmitted to an external device without a shaft.
【００１８】さらにまた、上記した１対のガイド板のい
ずれか一方のガイド板に、他方のガイド板を同方向に回
転可能に結合する結合フックを設けることにより構成を
簡単にすることが好ましい。Further, it is preferable to simplify the structure by providing a connecting hook for rotatably connecting the other guide plate in the same direction to one of the pair of guide plates.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。まず、第１の実施例として、超音波モー
タにおけるロータの回転を出力軸から出力させるように
構成したものについて説明する。図１，２に示すよう
に、ベース板１に段差付きの円筒状に形成してなる突出
部１ａに円環型圧電セラミック２が取り付けてある。円
環型圧電セラミック２の内周部２ａには４か所に半円状
の凹部２ｂが形成してあり、この凹部２ｂには、ベース
板１の突出部１ａに立設された４本のピン３の径方向断
面の半部が係合することにより円環型圧電セラミック２
は回転不能に支持されている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a description will be given of a first embodiment in which the rotation of a rotor in an ultrasonic motor is output from an output shaft. As shown in FIGS. 1 and 2, an annular piezoelectric ceramic 2 is attached to a protrusion 1a formed in a cylindrical shape with a step on a base plate 1. A semicircular concave portion 2b is formed in four places on an inner peripheral portion 2a of the ring-shaped piezoelectric ceramic 2, and four concave portions 2b standing upright on the projecting portion 1a of the base plate 1 are formed in the concave portion 2b. When the half of the radial cross section of the pin 3 is engaged, the annular piezoelectric ceramic 2
Is supported so that it cannot rotate.
【００２０】ベース板１の突出部１ａの上面及びその周
囲に位置する円環型圧電セラミック２の内周部２ａ（半
円状の凹部２ｂも含む）周辺の部分の上面には、弾性押
さえ板４がビス６によって固定してある（図３参照）。
つまり、この第１の実施例における円環型圧電セラミッ
ク２は、４本のガイドピン３及び弾性押さえ板４により
ベース板１に取り付けられており、図示しない電極から
電界を印加されることによって発生する超音波振動が完
全に妨げられてしまうことのないように支持されてい
る。The upper surface of the protrusion 1a of the base plate 1 and the inner periphery 2a (including the semicircular recess 2b) of the annular piezoelectric ceramic 2 located therearound are provided on the upper surface of an elastic pressing plate. 4 is fixed by screws 6 (see FIG. 3).
That is, the ring-shaped piezoelectric ceramic 2 in the first embodiment is attached to the base plate 1 by the four guide pins 3 and the elastic pressing plate 4, and is generated when an electric field is applied from an electrode (not shown). It is supported so that the ultrasonic vibrations that may occur are not completely hindered.
【００２１】円環型圧電セラミック２の外周部にはロー
タＲが設けてある。ロータＲは円環型圧電セラミック２
の外周部に放射状に配設してある多数のロータ片５から
なる。ロータ片５の内側部は、円環型圧電セラミック２
の外周部との接触面となっており、なるべく大きな面積
かつ大きな押圧力で接触することが望まれる部分であ
る。各ロータ片の内周部はこの外周部との接触面積を大
きくする形状としてある。ここで、ロータの回転方向に
対して直交する方向に凹部５ａが設けてある（図３参
照）。この凹部５ａは、ロータ片５に高精度を要求する
ことなく常に円環型圧電セラミック２の外周面に対して
ロータＲが接触するようにしたものである。A rotor R is provided on the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic 2. The rotor R is an annular piezoelectric ceramic 2
And a number of rotor pieces 5 radially arranged on the outer periphery of the rotor. The inner part of the rotor piece 5 is a ring-shaped piezoelectric ceramic 2
Is a contact surface with the outer peripheral portion of the contact hole, and is a portion where it is desired to make contact with as large an area as possible and with a large pressing force. The inner peripheral portion of each rotor piece is shaped to increase the contact area with the outer peripheral portion. Here, a recess 5a is provided in a direction orthogonal to the rotation direction of the rotor (see FIG. 3). The recess 5 a is such that the rotor R always contacts the outer peripheral surface of the annular piezoelectric ceramic 2 without requiring the rotor piece 5 to have high accuracy.
【００２２】ロータ片５の下端部は突起状の案内部５ｂ
が形成してある。また、ロータ片５の上端部には長円状
の突起からなる案内部５ｃが形成してある。各ロータ片
５は、リブ状の連結部材（図示略）を用いて一体に連結
されることにより、組み立て時における作業を容易化
し、かつ組み立て工数の節減を図ってある。The lower end of the rotor piece 5 has a protruding guide 5b.
Is formed. A guide portion 5c formed of an elliptical protrusion is formed at the upper end of the rotor piece 5. The rotor pieces 5 are integrally connected using a rib-shaped connecting member (not shown), thereby facilitating the work at the time of assembly and reducing the number of assembly steps.
【００２３】ロータＲの外周部には、コイルばねの両端
を結合してなる円環状の弾性部材７が設けてある。弾性
部材７は、各ロータ片５を円環型圧電セラミック２の外
周部に接触する方向に押圧力を作用させるもので、これ
により各ロータ片５の内側は、常に円環型圧電セラミッ
ク２の外周面に弾接させられ、ロータＲに対して大きな
トルクを発生可能としてある。An annular elastic member 7 formed by connecting both ends of a coil spring is provided on the outer peripheral portion of the rotor R. The elastic member 7 applies a pressing force to the respective rotor pieces 5 in a direction in which the rotor pieces 5 come into contact with the outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic 2. The rotor R is elastically contacted with the outer peripheral surface, so that a large torque can be generated for the rotor R.
【００２４】円環型圧電セラミック２の上下両側には、
それぞれガイド板８，９が設けてある。円環型圧電セラ
ミック２の下側に位置する下ガイド板８は、ベース板１
の突出部１ａに回転自在に嵌合しており、上側に位置す
る上ガイド板９は、下ガイド板８にビス１０を介して結
合している。On both upper and lower sides of the annular piezoelectric ceramic 2,
Guide plates 8 and 9 are provided respectively. The lower guide plate 8 located below the annular piezoelectric ceramic 2 is
The upper guide plate 9 located on the upper side is connected to the lower guide plate 8 via screws 10.
【００２５】上ガイド板９の外周部には放射状に長溝部
９ａが形成してあり、上述したロータ片５の案内部５ｃ
がこの中で摺動可能に位置している。詳しくは、上ガイ
ド板９は、各ロータ片５に対して円環型圧電セラミック
２の径方向には進退自在に、ロータの回転方向には進退
不能に係合している。これにより、円環型圧電セラミッ
ク２に発生する振動がロータ片５によって完全に妨げら
れてしまうことがないようになっている。A long groove portion 9a is formed radially on the outer peripheral portion of the upper guide plate 9, and the guide portion 5c of the rotor piece 5 described above is formed.
Are slidably positioned therein. More specifically, the upper guide plate 9 is engaged with each rotor piece 5 so as to be able to advance and retreat in the radial direction of the ring-shaped piezoelectric ceramic 2 and to be unable to advance and retreat in the rotational direction of the rotor. Thus, the vibration generated in the ring-shaped piezoelectric ceramic 2 is not completely prevented by the rotor piece 5.
【００２６】上ガイド板９の中心部には、一体回転可能
に圧着してなる出力軸１１が立設してある。出力軸１１
の下方は、ベース板の突出部１ａに設けてある垂直孔部
１ｂ内に没入しており、この孔部内に装着されたベアリ
ング１２によって円滑に回転自在に支持されている。出
力軸１１の上部には、ピニオン（図示略）を取り付ける
ことにより外部機器へトルクを出力可能となる。At the center of the upper guide plate 9, an output shaft 11 which is press-fitted so as to be integrally rotatable is provided upright. Output shaft 11
Is immersed in a vertical hole 1b provided in the protrusion 1a of the base plate, and is smoothly rotatably supported by a bearing 12 mounted in the hole. By attaching a pinion (not shown) to the upper part of the output shaft 11, torque can be output to an external device.
【００２７】次に第２の実施例として、ガイド板の外周
部に歯車の歯形を形成し、これによって、直接的にロー
タのトルクを外部機器に伝達可能とした構成の超音波モ
ータについて説明する。図４に示ように、ベース板２１
の突出部２１ａは複数段に形成してあり、最上段の円筒
部には、円環型圧電セラミック２２を取り付けるガイド
部材２３が取り付けてある。Next, as a second embodiment, a description will be given of an ultrasonic motor having a configuration in which a gear tooth profile is formed on the outer peripheral portion of a guide plate so that the torque of the rotor can be directly transmitted to an external device. . As shown in FIG.
Are formed in a plurality of stages, and a guide member 23 for attaching an annular piezoelectric ceramic 22 is attached to the uppermost cylindrical portion.
【００２８】円環型圧電セラミック２２の下面側は、内
周部から一定の幅の範囲が突出部２１ａの段差の周囲に
形成された耳状の保持部（図示略）の上面に支持され、
上面側は、ガイド部材２３の上部に形成された４つのつ
ば部２３ａによって保持されている。The lower surface of the ring-shaped piezoelectric ceramic 22 is supported on the upper surface of an ear-shaped holding portion (not shown) formed around the step of the protruding portion 21a within a fixed width from the inner peripheral portion.
The upper surface is held by four flanges 23a formed on the upper part of the guide member 23.
【００２９】ガイド部材のつば部２３ａの下方かつその
外周部には、半円柱状のガイド部（図示略）が形成して
ある他、１か所には円環型圧電セラミック２２の内周部
に形成された半円状の係合部と係合可能な係合突起２３
ｂが形成してある（図６参照）。さらにガイド部材２３
の下端の１カ所には下方に突出して、ベース板２１の上
面に形成された係合部２１ｂに係合する位置決めピン部
２３ｃが形成してある。A semi-cylindrical guide portion (not shown) is formed below the flange portion 23a of the guide member and at the outer peripheral portion thereof, and in one place, the inner peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic 22 is formed. Engaging projection 23 engageable with a semicircular engaging portion formed in
b is formed (see FIG. 6). Further, the guide member 23
A positioning pin portion 23c is formed at one of the lower ends of the base member 21 so as to protrude downward and engage with an engaging portion 21b formed on the upper surface of the base plate 21.
【００３０】ガイド部材２３の上面には、ベース板２１
の支持部２１ａに嵌合したばね座金２４が当接してお
り、さらにその上面には、ばね押えキャップ３０の下面
が当接している。なお、ばね座金は皿ばねやコイルばね
であってもよい。ばね押えキャップ３０は、皿小ねじ３
１によってベース板の支持部２１ａの上端部に取り付け
られている。この皿小ねじ３１を固く締め付けることに
より、ばね座金２４が変形してその弾性力によりガイド
部材２３を弾性的に押圧し、円環型圧電セラミック２２
を弾性保持するようにしてある。On the upper surface of the guide member 23, a base plate 21
A spring washer 24 fitted to the supporting portion 21a of the spring abuts, and the lower surface of the spring holding cap 30 abuts on the upper surface thereof. The spring washer may be a disc spring or a coil spring. The spring holding cap 30 is a flat head screw 3
1 attached to the upper end of the support portion 21a of the base plate. By tightly tightening the countersunk screw 31, the spring washer 24 is deformed and the guide member 23 is elastically pressed by its elastic force.
Is held elastically.
【００３１】円環型圧電センサ２２の外周部には、第１
の実施例で説明したものと同様のロータＲが設けてあ
る。各ロータ片２５は、第１の実施例と同様に連結部材
２６によって一体に連結することによりロータＲを構成
している。ロータＲの外周部には、第１の実施例で説明
したものと同様の弾性部材２７が設けてあり、ロータＲ
を構成する多数のロータ片２５を円環型圧電セラミック
２２の外周部に接触する方向に押圧している。The outer peripheral portion of the annular piezoelectric sensor 22 has a first
A rotor R similar to that described in the embodiment is provided. Each rotor piece 25 constitutes a rotor R by being integrally connected by a connecting member 26 similarly to the first embodiment. An elastic member 27 similar to that described in the first embodiment is provided on the outer peripheral portion of the rotor R.
Are pressed in the direction in which the rotor pieces 25 make contact with the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic 22.
【００３２】ロータ片２５は、実質的に角柱状に形成さ
れた胴部の内側に、ロータの回転方向に直交する方向に
凹部２５ａが形成してある。これによりロータ片２５に
高精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック２
２の外周部との間に接触面が得られるようにしてある
（図６参照）。The rotor piece 25 has a recess 25a formed in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotor inside a body formed substantially in a prismatic shape. Accordingly, the ring-shaped piezoelectric ceramic 2 is always required without requiring the rotor piece 25 to have high accuracy.
A contact surface is obtained between the outer peripheral portion 2 and the outer peripheral portion (see FIG. 6).
【００３３】ロータ片２５の胴部の下端部には、後述の
下ガイド板２８に設けてあるガイド孔２８ａに係合する
突起状の案内部２５ｂが形成してある。同じく胴部の上
端部には、後述の上ガイド板２９に設けられた長円孔２
９ａに係合する長円状の突起からなる案内部２５ｃが形
成してある（図４参照）。At the lower end of the body of the rotor piece 25, a protruding guide portion 25b is formed which engages with a guide hole 28a provided in a lower guide plate 28 described later. Similarly, an oblong hole 2 provided in an upper guide plate 29 described later is provided at the upper end of the body.
A guide portion 25c composed of an elliptical protrusion engaging with 9a is formed (see FIG. 4).
【００３４】円環型圧電セラミック２２の上下には、そ
れぞれ上述したガイド板２８，２９が位置している。円
環型圧電セラミック２２の下方に位置する下ガイド板２
８は、内径部がベース板の支持部２１ａに回転自在に支
持されており、上述したロータ片２５の案内部２５ｂを
介して、ロータＲと同一方向に回転可能としてある。The above-mentioned guide plates 28 and 29 are located above and below the annular piezoelectric ceramic 22, respectively. Lower guide plate 2 located below annular piezoelectric ceramic 22
Reference numeral 8 denotes an inner diameter portion rotatably supported by the support portion 21a of the base plate, and is rotatable in the same direction as the rotor R via the guide portion 25b of the rotor piece 25 described above.
【００３５】円環型圧電セラミック２２の上方に位置す
る上ガイド板２９は、上述したばね押えキャップ３０の
筒部に回転自在に支持されている。上ガイド板２９も同
様にして、ロータ片２５の案内部２５ｃを介して、ロー
タＲと同一方向に回転可能としてある。これにより、上
ガイド板２９は、各ロータ片２５に対して円環型圧電セ
ラミック２２の径方向には進退自在に、ロータＲの回転
方向には進退不能に係合しているため、ロータ片２５に
高精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック２
２の外周部との間に接触面が得られるようにしてある。The upper guide plate 29 located above the ring-shaped piezoelectric ceramic 22 is rotatably supported by the above-described cylindrical portion of the spring holding cap 30. Similarly, the upper guide plate 29 is rotatable in the same direction as the rotor R via the guide portion 25c of the rotor piece 25. As a result, the upper guide plate 29 is engaged with each rotor piece 25 so as to be able to advance and retreat in the radial direction of the annular piezoelectric ceramic 22 and to be unable to advance and retreat in the rotation direction of the rotor R. 25 without always requiring high accuracy
2 so that a contact surface can be obtained between the outer peripheral portion and the outer peripheral portion.
【００３６】上ガイド板２９の外周には、歯車の歯形２
９ｂが形成してあり、これによりロータＲの回転によっ
て生じるトルクを外部機器に対して直接的に出力可能と
なる。出力軸及び出力用のピニオンも設置することを要
しないので、部品点数を減少させることができる。さら
に、上ガイド板２９と出力軸との圧着加工も要しないの
で工数の削減も可能となる。On the outer periphery of the upper guide plate 29, the gear tooth shape 2
9b is formed, so that the torque generated by the rotation of the rotor R can be directly output to an external device. Since it is not necessary to provide an output shaft and an output pinion, the number of parts can be reduced. Further, since there is no need for pressure bonding between the upper guide plate 29 and the output shaft, the number of steps can be reduced.
【００３７】下ガイド板２８と上ガイド板２９とは、下
ガイド板に一体に形成された結合フック２８ｃを介して
結合させてあり、ロータＲのトルクかいずれか一方にし
か伝達されない構成とした場合にも、両ガイド板を連動
可能としてある。なお歯車の歯形及び結合フックは上下
どちら側に設けるようにしてもよい。The lower guide plate 28 and the upper guide plate 29 are connected via a connecting hook 28c formed integrally with the lower guide plate, so that only one of the torques of the rotor R is transmitted. In both cases, both guide plates can be interlocked. The gear tooth profile and the coupling hook may be provided on either the upper or lower side.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、２つの実施例で説明し
たように、ロータを複数個のロータ片によって構成し、
各ロータ片の内側を円環型圧電セラミックの外周部に向
けて押圧する弾性部材が設けてあるので、高精度の加工
を必要とせずに、接触面を得ることが可能となり、効率
の高いロータを備えた超音波モータを安価に製造するこ
とが可能となる。According to the present invention, as described in the two embodiments, the rotor is constituted by a plurality of rotor pieces,
An elastic member that presses the inside of each rotor piece toward the outer periphery of the annular piezoelectric ceramic is provided, so that a contact surface can be obtained without requiring high-precision processing, and a highly efficient rotor is provided. It is possible to manufacture an ultrasonic motor having the above at low cost.
【００３９】また、ロータにおける、円環型圧電セラミ
ックとの接触面に回転方向と直交する凹部が設けてある
ので、部品のばらつき等によって接触面が失われてしま
うようなことがなくなる。Further, since a concave portion perpendicular to the rotational direction is provided on the contact surface of the rotor with the ring-shaped piezoelectric ceramic, the contact surface is not lost due to variations in parts and the like.
【００４０】また、各ロータ片を連結部材で一体に連結
してあるので、円環型圧電セラミックの外周との均一な
当りを損なうことなく組み立て工数の減少が可能となる
ので、製造コストの低減に寄与する。Further, since the rotor pieces are integrally connected by the connecting member, the number of assembly steps can be reduced without impairing the uniform contact with the outer periphery of the ring-shaped piezoelectric ceramic, thereby reducing the manufacturing cost. To contribute.
【００４１】また、円環型圧電セラミックの上下両側に
設けてあるガイド板をロータに従動させるガイド板とロ
ータ片との係合状態は、円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、そしてロータの回転方向には進退不能
に係合してあるので、ロータの回転によるトルクを円滑
に出力可能となる。The engagement between the guide plate, which is provided on the upper and lower sides of the ring-shaped piezoelectric ceramic and the guide plate that is driven by the rotor, and the rotor piece is such that the ring-shaped piezoelectric ceramic can move forward and backward in the radial direction. And since it is engaged in the rotor rotation direction so that it cannot advance or retreat, torque due to rotation of the rotor can be output smoothly.
【００４２】また、ガイド板のいずれか一方の外周部に
歯車の歯形を形成したものとすれば、シャフトや出力用
ピニオンが不要となるので、部品点数の削減および加工
工数の削減を図ることが可能になる。Further, if a gear tooth profile is formed on one of the outer peripheral portions of the guide plate, a shaft and an output pinion become unnecessary, so that the number of parts and the number of processing steps can be reduced. Will be possible.
【００４３】さらにまた、ガイド板の一方に結合フック
を設けて、両ガイド板を同方向に回転可能にすれば、組
み立てが容易となるので製造コストの低減に寄与する。Further, if a coupling hook is provided on one of the guide plates so that both guide plates can be rotated in the same direction, assembly becomes easy, which contributes to reduction in manufacturing cost.
【図１】実施例１の構成を示す一部切欠平面図である。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing a configuration of a first embodiment.
【図２】図１Ａ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;
【図３】上ガイド板を除去した内部構成を示す平面図で
ある。FIG. 3 is a plan view showing an internal configuration in which an upper guide plate is removed.
【図４】実施例２の構成を示す一部切欠平面図である。FIG. 4 is a partially cutaway plan view showing the configuration of a second embodiment.
【図５】図４Ｂ−Ｂ線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 4;
【図６】ガイド部材と円環型圧電セラミックとロータ及
び弾性部材をそれぞれ上下から見た状態を示す平面図及
び下面図である。6A and 6B are a plan view and a bottom view showing a state where a guide member, an annular piezoelectric ceramic, a rotor, and an elastic member are viewed from above and below, respectively.
１，２１ ベース板 ２，２２ 円環型圧電セラミック ４ 押さえ板 ５，２５ ロータ片 ５ａ，２５ａ 凹部 ７，２７ 弾性部材 ８，２８ ガイド板（下） ９，２９ ガイド板（上） ２３ ガイド部材 ２６ 連結部材 ２８ｃ 結合フック ２９ｂ 歯形 Ｒ ロータ 1, 21 base plate 2, 22 annular piezoelectric ceramic 4 holding plate 5, 25 rotor piece 5a, 25a recess 7, 27 elastic member 8, 28 guide plate (lower) 9, 29 guide plate (upper) 23 guide member 26 Connecting member 28c Connecting hook 29b Tooth profile R rotor
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────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年３月２７日[Submission date] March 27, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 超音波モータ[Title of the Invention] Ultrasonic motor
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の技術分野】本発明は超音波モータに関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】モータの種類には種々のものがあるが、
近時、コイルや磁石が不要で小型かつ軽量で速い応答性
をもつ超音波モータが各分野で採用されるようになって
きた。また、超音波モータは、印加する電界の調整によ
り任意の回転数が得られるため、減速装置を必要とせず
高トルクが得られるなどの特徴を有することから各種機
器へ応用されつつある。このような超音波モータにはい
くつかの種類があるが、その中の１つとして円環型圧電
セラミックを振動体として採用したものがある。2. Description of the Related Art There are various types of motors.
Recently, ultrasonic motors One also fast responsiveness coils and magnets in unnecessary small and light has come to be employed in various fields. Ultrasonic motors are being applied to various devices because of their features such as the ability to obtain an arbitrary number of rotations by adjusting the applied electric field, and to obtain high torque without the need for a reduction gear. There are several types of such ultrasonic motors, one of which employs an annular piezoelectric ceramic as a vibrator.
【０００３】ところで、円環型圧電セラミックの振動に
よって回転移動するロータからトルクを取り出す場合
に、円環型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を大
きくすることが必要とされている。これについては、ロ
ータの内径部を約１０°のテーパ状に仕上げ、これに対
応して圧電セラミックの外径もテーパ状に仕上げ、両テ
ーパ部を嵌合することによって両者間の摩擦力を大きく
する技術が提案されている（例えば、特開昭６３−１８
１６７７号公報）。[0003] When a torque is taken out from a rotor which is rotated and moved by vibration of a ring-shaped piezoelectric ceramic, it is necessary to increase a frictional force between the ring-shaped piezoelectric ceramic and the rotor. Regarding this, the inner diameter portion of the rotor is finished in a tapered shape of about 10 °, and the outer diameter of the piezoelectric ceramic is correspondingly finished in a tapered shape, and the frictional force between the two is increased by fitting both tapered portions. (For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-18 / 1988)
No. 1677).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、円環
型圧電セラミックとロータとの間の摩擦力を増大させる
ために両者の嵌合部をテーパ状に仕上げると、これら両
テーパ部の加工に高精度が要求され、製造コスト増大の
一因となる問題がある。また、上記した構成によって
は、接触圧を増大させることが困難であるため、ロータ
の回転による高トルクを得ることが難しいという問題が
ある。As described above, when the fitting portions of the annular piezoelectric ceramic and the rotor are finished in a tapered shape in order to increase the frictional force between the two, the machining of the tapered portions is performed. There is a problem that high accuracy is required and this contributes to an increase in manufacturing cost. Further, according to the above-described configuration, it is difficult to increase the contact pressure, so that there is a problem that it is difficult to obtain a high torque due to the rotation of the rotor.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は、円環型圧電セラミックの内径部をベース
板に固定されたガイド部材に固定することにより振動体
とし、この円環型圧電セラミックの外周部にこれと接触
するロータを設け、この円環型圧電セラミックに電界を
印加することにより発生する超音波振動によってロータ
を回転させる超音波モータにおいて、以下の手段を採用
した。In order to solve the above problems, the present invention provides a vibrating body by fixing an inner diameter portion of an annular piezoelectric ceramic to a guide member fixed to a base plate. The following means is employed in an ultrasonic motor in which a rotor is provided in contact with an outer peripheral portion of a die-shaped piezoelectric ceramic and the rotor is rotated by ultrasonic vibration generated by applying an electric field to the annular piezoelectric ceramic.
【０００６】上記したロータを円環型圧電セラミックの
外周部に放射状に配設してなる複数のロータ片によって
構成し、これらの各ロータ片からなるロータの外側に、
各ロータ片の内側部が円環型圧電セラミックの外周部に
接触する方向に押圧する弾性部材を設けることにより、
ロータに大きなトルクを発生可能としてある。The above-mentioned rotor is constituted by a plurality of rotor pieces radially arranged on the outer peripheral portion of a ring-shaped piezoelectric ceramic, and outside the rotor composed of these rotor pieces,
By providing an elastic member that presses the inner portion of each rotor piece in a direction that contacts the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic,
A large torque can be generated in the rotor.
【０００７】また、ロータの回転方向に対して直交する
方向に凹部を設け、各ロータ片の内側部と円環型圧電セ
ラミックの外周部との接触面を大きくしてある。Further, a concave portion is provided in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotor, so that a contact surface between an inner portion of each rotor piece and an outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic is enlarged.
【０００８】さらに、ロータは複数のロータ片を連結部
材を用いて一体に連結して構成してある。Further, the rotor is constituted by integrally connecting a plurality of rotor pieces using a connecting member.
【０００９】また、円環型圧電セラミックの両側に１対
のガイド板を設け、これらのガイド板の少なくとも一方
は、各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合
させてある。A pair of guide plates are provided on both sides of the ring-shaped piezoelectric ceramic, and at least one of these guide plates is movable with respect to each rotor piece in the radial direction of the ring-shaped piezoelectric ceramic. The rotor is engaged so as not to advance or retreat in the rotational direction of the rotor.
【００１０】さらに、外部へロータの回転を出力させる
手段としては、回転するガイド板の外周部に歯車の歯形
を形成してある。Further, as means for outputting the rotation of the rotor to the outside, a gear tooth profile is formed on the outer peripheral portion of the rotating guide plate.
【００１１】さらにまた、上記した１対のガイド板のい
ずれか一方に、他方のガイド板を同方向に回転可能に結
合する結合フックを設けてある。Further, one of the pair of guide plates is provided with a connecting hook for connecting the other guide plate rotatably in the same direction.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明は、ベース板に設けられて
いるガイド部材に円環型圧電セラミックの内径部が固定
されて振動体が構成され、この円環型圧電セラミックの
外周部に接触するロータが設けてあり、円環型圧電セラ
ミックに電界を印加することによって発生する超音波振
動によってロータを回転させる超音波モータに適用した
ものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, a vibrating body is formed by fixing an inner diameter portion of a ring-shaped piezoelectric ceramic to a guide member provided on a base plate, and is in contact with an outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic. The present invention is applied to an ultrasonic motor that rotates a rotor by ultrasonic vibration generated by applying an electric field to a ring-shaped piezoelectric ceramic.
【００１３】ロータは、円環型圧電セラミックの外周部
に放射状に配設してある複数のロータ片からなり、この
ロータの外側には、各ロータ片の内側部が円環型圧電セ
ラミックの外周部に接触する方向に押圧する弾性部材を
設けるのが好ましい。The rotor is composed of a plurality of rotor pieces radially arranged on the outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic. Outside the rotor, the inner portion of each rotor piece is formed by the outer periphery of the ring-shaped piezoelectric ceramic. It is preferable to provide an elastic member that presses in a direction that contacts the part.
【００１４】また、ロータは各ロータ片の内側部にロー
タの回転方向に対して直交する方向に凹部を設けること
により常に広い面積で円環型圧電セラミックの外周部と
の面接触を確保可能にしたものとすることが好ましい。Further, the rotor is provided with a concave portion in the inner portion of each rotor piece in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotor, so that a surface contact with the outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic can always be ensured in a large area. It is preferable that they are made.
【００１５】さらに、上記した各ロータ片は連結部材を
用いて一体に連結することが好ましい。Further, it is preferable that the above-mentioned rotor pieces are integrally connected by using a connecting member.
【００１６】また、上記した円環型圧電セラミックの両
側には、１対のガイド板をロータの回転方向と同軸に回
転可能に設け、これらのガイド板の少なくとも一方は、
各ロータ片に対して円環型圧電セラミックの径方向には
進退自在に、ロータの回転方向には進退不能に係合する
ようにすることが好ましい。A pair of guide plates are provided on both sides of the annular piezoelectric ceramic so as to be rotatable coaxially with the rotation direction of the rotor. At least one of these guide plates is
It is preferable that the annular piezoelectric ceramic is engaged with each rotor piece so as to be able to advance and retreat in the radial direction, and to be unable to advance and retreat in the rotational direction of the rotor.
【００１７】さらに、上記した１対のガイド板のいずれ
か一方の外周部には、歯車の歯形を形成することによ
り、シャフトレスでロータからのトルクを外部機器に伝
達可能とすることが好ましい。Further, it is preferable that a gear tooth profile is formed on one of the outer peripheral portions of the pair of guide plates so that torque from the rotor can be transmitted to an external device without a shaft.
【００１８】さらにまた、上記した１対のガイド板のい
ずれか一方のガイド板に、他方のガイド板を同方向に回
転可能に結合する結合フックを設けることにより構成を
簡単にすることが好ましい。Further, it is preferable to simplify the structure by providing a connecting hook for rotatably connecting the other guide plate in the same direction to one of the pair of guide plates.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。まず、第１の実施例として、超音波モー
タにおけるロータの回転を出力軸から出力させるように
構成したものについて説明する。図１，２に示すよう
に、ベース板１に段差付きの円筒状に形成してなる突出
部１ａに円環型圧電セラミック２が取り付けてある。円
環型圧電セラミック２の内周部２ａには４か所に半円状
の凹部２ｂ（図３参照）が形成してあり、この凹部２ｂ
には、ベース板１の突出部１ａに立設された４本のピン
３の径方向断面の半部が係合することにより円環型圧電
セラミック２は回転不能に支持されている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a description will be given of a first embodiment in which the rotation of a rotor in an ultrasonic motor is output from an output shaft. As shown in FIGS. 1 and 2, an annular piezoelectric ceramic 2 is attached to a protrusion 1a formed in a cylindrical shape with a step on a base plate 1. A semicircular concave portion 2b (see FIG. 3) is formed at four locations on the inner peripheral portion 2a of the annular piezoelectric ceramic 2, and the concave portion 2b
The ring-shaped piezoelectric ceramic 2 is non-rotatably supported by engaging the four pins 3 erected on the protruding portion 1a of the base plate 1 with the halves of the radial cross section.
【００２０】ベース板１の突出部１ａの上面及びその周
囲に位置する円環型圧電セラミック２の内周部２ａ（半
円状の凹部２ｂも含む）周辺の部分の上面には、弾性押
さえ板４がビス６によって固定してある（図３参照）。
つまり、この第１の実施例における円環型圧電セラミッ
ク２は、４本のガイドピン３及び弾性押さえ板４により
ベース板１に取り付けられており、図示しない電極から
電界を印加されることによって発生する超音波振動が完
全に妨げられてしまうことのないように支持されてい
る。The upper surface of the protrusion 1a of the base plate 1 and the inner periphery 2a (including the semicircular recess 2b) of the annular piezoelectric ceramic 2 located therearound are provided on the upper surface of an elastic pressing plate. 4 is fixed by screws 6 (see FIG. 3).
That is, the ring-shaped piezoelectric ceramic 2 in the first embodiment is attached to the base plate 1 by the four guide pins 3 and the elastic pressing plate 4, and is generated when an electric field is applied from an electrode (not shown). It is supported so that the ultrasonic vibrations that may occur are not completely hindered.
【００２１】円環型圧電セラミック２の外周部にはロー
タＲが設けてある。ロータＲは円環型圧電セラミック２
の外周部に放射状に配設してある多数のロータ片５から
なる。ロータ片５の内側部は、円環型圧電セラミック２
の外周部との接触面となっており、なるべく大きな面積
かつ大きな押圧力で接触することが望まれる部分であ
る。各ロータ片の内周部はこの外周部との接触面積を大
きくする形状としてある。ここで、ロータの回転方向に
対して直交する方向に凹部５ａが設けてある（図３参
照）。この凹部５ａは、ロータ片５に高精度を要求する
ことなく常に円環型圧電セラミック２の外周面に対して
ロータＲが接触するようにしたものである。A rotor R is provided on the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic 2. The rotor R is an annular piezoelectric ceramic 2
And a number of rotor pieces 5 radially arranged on the outer periphery of the rotor. The inner part of the rotor piece 5 is a ring-shaped piezoelectric ceramic 2
Is a contact surface with the outer peripheral portion of the contact hole, and is a portion where it is desired to make contact with as large an area as possible and with a large pressing force. The inner peripheral portion of each rotor piece is shaped to increase the contact area with the outer peripheral portion. Here, a recess 5a is provided in a direction orthogonal to the rotation direction of the rotor (see FIG. 3). The recess 5 a is such that the rotor R always contacts the outer peripheral surface of the annular piezoelectric ceramic 2 without requiring the rotor piece 5 to have high accuracy.
【００２２】ロータ片５の下端部は突起状の案内部５ｂ
が形成してある。また、ロータ片５の上端部には長円状
の突起からなる案内部５ｃが形成してある。各ロータ片
５は、リブ状の連結部材（図示略）を用いて一体に連結
されることにより、組み立て時における作業を容易化
し、かつ組み立て工数の節減を図ってある。The lower end of the rotor piece 5 has a protruding guide 5b.
Is formed. A guide portion 5c formed of an elliptical protrusion is formed at the upper end of the rotor piece 5. The rotor pieces 5 are integrally connected using a rib-shaped connecting member (not shown), thereby facilitating the work at the time of assembly and reducing the number of assembly steps.
【００２３】ロータＲの外周部には、コイルばねの両端
を結合してなる円環状の弾性部材７が設けてある。弾性
部材７は、各ロータ片５を円環型圧電セラミック２の外
周部に接触する方向に押圧力を作用させるもので、これ
により各ロータ片５の内側は、常に円環型圧電セラミッ
ク２の外周面に弾接させられ、ロータＲに対して大きな
トルクを発生可能としてある。An annular elastic member 7 formed by connecting both ends of a coil spring is provided on the outer peripheral portion of the rotor R. The elastic member 7 applies a pressing force to the respective rotor pieces 5 in a direction in which the rotor pieces 5 come into contact with the outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic 2. The rotor R is elastically contacted with the outer peripheral surface, so that a large torque can be generated for the rotor R.
【００２４】円環型圧電セラミック２の上下両側には、
それぞれガイド板８，９が設けてある。円環型圧電セラ
ミック２の下側に位置する下ガイド板８は、円筒形状を
なし、その内径は円環型圧電セラミック２の外径より若
干大きくなっており、上側に位置する上ガイド板９は、
下ガイド板８にビス１０を介して結合している。On both upper and lower sides of the annular piezoelectric ceramic 2,
Guide plates 8 and 9 are provided respectively. The lower guide plate 8 located below the annular piezoelectric ceramic 2 has a cylindrical shape.
None, the inner diameter is smaller than the outer diameter of the annular piezoelectric ceramic 2
The upper guide plate 9 located on the upper side is
It is connected to the lower guide plate 8 via screws 10.
【００２５】上ガイド板９の外周部には放射状に長溝部
９ａが形成してあり、上述したロータ片５の案内部５ｃ
がこの中で摺動可能に位置している。詳しくは、各ロー
タ片５は上ガイド板９に対して円環型圧電セラミック２
の径方向には進退自在に、ロータの回転方向には進退不
能に係合している。これにより、円環型圧電セラミック
２に発生する振動が各ロータ片５によって完全に妨げら
れてしまうことがないようになっている。A long groove portion 9a is formed radially on the outer peripheral portion of the upper guide plate 9, and the guide portion 5c of the rotor piece 5 described above is formed.
Are slidably positioned therein. Specifically, each row
Data piece 5 is ring-type piezoelectric ceramic 2 for the upper guide plate 9
Are engaged with each other so as to be able to advance and retreat in the radial direction, and are unable to advance and retreat in the rotational direction of the rotor. Accordingly, vibration generated in the ring-type piezoelectric ceramic 2 is adapted to never obstruct completely by each rotor piece 5.
【００２６】上ガイド板９の中心部には、一体回転可能
に圧着してなる出力軸１１が立設してある。出力軸１１
の下方は、ベース板の突出部１ａに設けてある垂直孔部
１ｂ内に没入しており、この孔部内に装着されたベアリ
ング１２によって円滑に回転自在に支持されている。出
力軸１１の上部には、ピニオン（図示略）を取り付ける
ことにより外部機器へトルクを出力可能となる。At the center of the upper guide plate 9, an output shaft 11 which is press-fitted so as to be integrally rotatable is provided upright. Output shaft 11
Is immersed in a vertical hole 1b provided in the protrusion 1a of the base plate, and is smoothly rotatably supported by a bearing 12 mounted in the hole. By attaching a pinion (not shown) to the upper part of the output shaft 11, torque can be output to an external device.
【００２７】次に第２の実施例として、ガイド板の外周
部に歯車の歯形を形成し、これによって、直接的にロー
タのトルクを外部機器に伝達可能とした構成の超音波モ
ータについて説明する。図４，５に示ように、ベース板
２１の突出部２１ａは複数段に形成してあり、最上段の
円筒部には、円環型圧電セラミック２２を取り付けるガ
イド部材２３が取り付けてある。Next, as a second embodiment, a description will be given of an ultrasonic motor having a configuration in which a gear tooth profile is formed on the outer peripheral portion of a guide plate so that the torque of the rotor can be directly transmitted to an external device. . As shown in FIGS. 4 and 5 , the projecting portions 21a of the base plate 21 are formed in a plurality of stages, and a guide member 23 for attaching the annular piezoelectric ceramic 22 is attached to the uppermost cylindrical portion.
【００２８】円環型圧電セラミック２２の下面側は、内
周部から一定の幅の範囲が突出部２１ａの段差の周囲に
形成された耳状の保持部（図示略）の上面に支持され、
上面側は、ガイド部材２３の上部に形成された４つのつ
ば部２３ａ（図６参照）によって保持されている。The lower surface of the ring-shaped piezoelectric ceramic 22 is supported on the upper surface of an ear-shaped holding portion (not shown) formed around the step of the protruding portion 21a within a fixed width from the inner peripheral portion.
The upper surface is held by four flanges 23a (see FIG. 6) formed on the upper part of the guide member 23.
【００２９】ガイド部材のつば部２３ａの下方かつその
外周部には、半円柱状のガイド部２３ｄが形成してある
他、１か所には円環型圧電セラミック２２の内周部２２
ａに形成された半円状の係合部２２ｂと係合可能な係合
突起２３ｂが形成してある（図６参照）。さらにガイド
部材２３の下端の１カ所には下方に突出して、ベース板
２１の上面に形成された係合部２１ｂに係合する位置決
めピン部２３ｃが形成してある。A semi-cylindrical guide portion 23d is formed below the flange portion 23a of the guide member and at an outer peripheral portion thereof, and an inner peripheral portion 22 of the annular piezoelectric ceramic 22 is formed at one place.
semicircular engaging portion 22b engageable with the engaging projections 23b formed on a can is formed (see FIG. 6). Further, a positioning pin portion 23c is formed at one lower end of the guide member 23 so as to protrude downward and engage with an engaging portion 21b formed on the upper surface of the base plate 21.
【００３０】ガイド部材２３の上面には、ベース板２１
の支持部２１ａに嵌合したばね座金２４が当接してお
り、さらにその上面には、ばね押えキャップ３０の下面
が当接している。なお、ばね座金は皿ばねやコイルばね
であってもよい。ばね押えキャップ３０は、皿小ねじ３
１によってベース板２１の支持部２１ａの上端部に取り
付けられている。この皿小ねじ３１を固く締め付けるこ
とにより、ばね座金２４が変形してその弾性力によりガ
イド部材２３を弾性的に押圧し、円環型圧電セラミック
２２を弾性保持するようにしてある。On the upper surface of the guide member 23, a base plate 21
A spring washer 24 fitted to the supporting portion 21a of the spring abuts, and the lower surface of the spring holding cap 30 abuts on the upper surface thereof. The spring washer may be a disc spring or a coil spring. The spring holding cap 30 is a flat head screw 3
1 attached to the upper end of the support portion 21a of the base plate 21 . By firmly tightening the countersunk screw 31, the spring washer 24 is deformed, and the guide member 23 is elastically pressed by its elastic force, so that the annular piezoelectric ceramic 22 is elastically held.
【００３１】円環型圧電セラミック２２の外周部には、
第１の実施例で説明したものと同様のロータＲが設けて
ある。各ロータ片２５は、第１の実施例と同様に連結部
材２６によって一体に連結することによりロータＲを構
成している。ロータＲの外周部には、第１の実施例で説
明したものと同様の弾性部材２７が設けてあり、ロータ
Ｒを構成する多数のロータ片２５を円環型圧電セラミッ
ク２２の外周部に接触する方向に押圧している。On the outer periphery of the annular piezoelectric ceramic 22,
A rotor R similar to that described in the first embodiment is provided. Each rotor piece 25 constitutes a rotor R by being integrally connected by a connecting member 26 similarly to the first embodiment. An elastic member 27 similar to that described in the first embodiment is provided on the outer peripheral portion of the rotor R, and a number of rotor pieces 25 constituting the rotor R are brought into contact with the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic 22. Is pressed in the direction of
【００３２】ロータ片２５は、実質的に角柱状に形成さ
れた胴部の内側に、ロータＲの回転方向に直交する方向
に凹部２５ａが形成してある。これによりロータ片２５
に高精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック
２２の外周部との間に接触面が得られるようにしてある
（図６参照）。The rotor piece 25 has a recess 25a in the direction perpendicular to the rotation direction of the rotor R inside the body formed substantially in the shape of a prism. Thereby, the rotor piece 25
Thus, a contact surface can always be obtained between the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic 22 without requiring high precision (see FIG. 6).
【００３３】ロータ片２５の胴部の下端部には、後述の
下ガイド板２８に設けてあるガイド孔２８ａに係合する
突起状の案内部２５ｂが形成してある。同じく胴部の上
端部には、後述の上ガイド板２９に設けられた長円孔２
９ａに係合する長円状の突起からなる案内部２５ｃが形
成してある（図４参照）。At the lower end of the body of the rotor piece 25, a protruding guide portion 25b is formed which engages with a guide hole 28a provided in a lower guide plate 28 described later. Similarly, an oblong hole 2 provided in an upper guide plate 29 described later is provided at the upper end of the body.
A guide portion 25c composed of an elliptical protrusion engaging with 9a is formed (see FIG. 4).
【００３４】円環型圧電セラミック２２の上下には、そ
れぞれ上述したガイド板２８，２９が位置している。円
環型圧電セラミック２２の下方に位置する下ガイド板２
８は、内径部がベース板の支持部２１ａに回転自在に支
持されており、上述したロータ片２５の案内部２５ｂを
介して、ロータＲと同一方向に回転可能としてある。The above-mentioned guide plates 28 and 29 are located above and below the annular piezoelectric ceramic 22, respectively. Lower guide plate 2 located below annular piezoelectric ceramic 22
Reference numeral 8 denotes an inner diameter portion rotatably supported by the support portion 21a of the base plate, and is rotatable in the same direction as the rotor R via the guide portion 25b of the rotor piece 25 described above.
【００３５】円環型圧電セラミック２２の上方に位置す
る上ガイド板２９は、上述したばね押えキャップ３０の
筒部に回転自在に支持されている。上ガイド板２９も同
様にして、ロータ片２５の案内部２５ｃを介して、ロー
タＲと同一方向に回転可能としてある。これにより、各
ロータ片２５は上ガイド板２９に対して円環型圧電セラ
ミック２２の径方向には進退自在に、ロータＲの回転方
向には進退不能に係合しているため、ロータ片２５に高
精度を要求することなく常に円環型圧電セラミック２２
の外周部との間に接触面が得られるようにしてある。The upper guide plate 29 located above the ring-shaped piezoelectric ceramic 22 is rotatably supported by the above-described cylindrical portion of the spring holding cap 30. Similarly, the upper guide plate 29 is rotatable in the same direction as the rotor R via the guide portion 25c of the rotor piece 25. This allows each
Retractably in the radial direction of the ring-type piezoelectric ceramic 22 against the upper guide plate 29 rotor pieces 25, because of the engagement of the non retractable in the direction of rotation of the rotor R, the precision in the rotor pieces 25 Ring-type piezoelectric ceramic 22 without request
A contact surface is obtained between the outer peripheral portion and the outer peripheral portion.
【００３６】上ガイド板２９の外周には、歯車の歯形２
９ｂが形成してあり、これによりロータＲの回転によっ
て生じるトルクを外部機器に対して直接的に出力可能と
なる。出力軸及び出力用のピニオンも設置することを要
しないので、部品点数を減少させることができる。さら
に、上ガイド板２９と出力軸との圧着加工も要しないの
で工数の削減も可能となる。On the outer periphery of the upper guide plate 29, the gear tooth shape 2
9b is formed, so that the torque generated by the rotation of the rotor R can be directly output to an external device. Since it is not necessary to provide an output shaft and an output pinion, the number of parts can be reduced. Further, since there is no need for pressure bonding between the upper guide plate 29 and the output shaft, the number of steps can be reduced.
【００３７】下ガイド板２８と上ガイド板２９とは、下
ガイド板に一体に形成された結合フック２８ｃを介して
結合させてあり、ロータＲのトルクかいずれか一方にし
か伝達されない構成とした場合にも、両ガイド板を連動
可能としてある。なお歯車の歯形及び結合フックは上下
どちら側に設けるようにしてもよい。The lower guide plate 28 and the upper guide plate 29 are connected via a connecting hook 28c formed integrally with the lower guide plate, so that only one of the torques of the rotor R is transmitted. In both cases, both guide plates can be interlocked. The gear tooth profile and the coupling hook may be provided on either the upper or lower side.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明によれば、２つの実施例で説明し
たように、ロータを複数個のロータ片によって構成し、
各ロータ片の内側を円環型圧電セラミックの外周部に向
けて押圧する弾性部材が設けてあるので、高精度の加工
を必要とせずに、接触面を得ることが可能となり、効率
の高いロータを備えた超音波モータを安価に製造するこ
とが可能となる。According to the present invention, as described in the two embodiments, the rotor is constituted by a plurality of rotor pieces,
An elastic member that presses the inside of each rotor piece toward the outer periphery of the annular piezoelectric ceramic is provided, so that a contact surface can be obtained without requiring high-precision processing, and a highly efficient rotor is provided. It is possible to manufacture an ultrasonic motor having the above at low cost.
【００３９】また、ロータにおける、円環型圧電セラミ
ックとの接触面に回転方向と直交する凹部が設けてある
ので、部品のばらつき等によって接触面が失われてしま
うようなことがなくなる。Further, since a concave portion perpendicular to the rotational direction is provided on the contact surface of the rotor with the ring-shaped piezoelectric ceramic, the contact surface is not lost due to variations in parts and the like.
【００４０】また、各ロータ片を連結部材で一体に連結
してあるので、円環型圧電セラミックの外周との均一な
当りを損なうことなく組み立て工数の減少が可能となる
ので、製造コストを低減できる。Further, since the rotor pieces are integrally connected by the connecting member, the number of assembly steps can be reduced without impairing the uniform contact with the outer periphery of the annular piezoelectric ceramic, thereby reducing the manufacturing cost . I can .
【００４１】また、円環型圧電セラミックの上下両側に
設けてあるガイド板をロータに従動させるガイド板とロ
ータ片との係合状態は、円環型圧電セラミックの径方向
には進退自在に、そしてロータの回転方向には進退不能
に係合してあるので、ロータの回転によるトルクを円滑
に出力可能となる。The engagement between the guide plate, which is provided on the upper and lower sides of the ring-shaped piezoelectric ceramic and the guide plate that is driven by the rotor, and the rotor piece is such that the ring-shaped piezoelectric ceramic can move forward and backward in the radial direction. And since it is engaged in the rotor rotation direction so that it cannot advance or retreat, torque due to rotation of the rotor can be output smoothly.
【００４２】また、ガイド板のいずれか一方の外周部に
歯車の歯形を形成したものとすれば、シャフトや出力用
ピニオンが不要となるので、部品点数の削減および加工
工数の削減を図ることが可能になる。Further, if a gear tooth profile is formed on one of the outer peripheral portions of the guide plate, a shaft and an output pinion become unnecessary, so that the number of parts and the number of processing steps can be reduced. Will be possible.
【００４３】さらにまた、ガイド板の一方に結合フック
を設けて、両ガイド板を同方向に回転可能にすれば、組
み立てが容易となるので製造コストの低減を低減でき
る。Further, if a coupling hook is provided on one of the guide plates so that both guide plates can be rotated in the same direction, the assembly becomes easy and the reduction in manufacturing cost can be reduced.
You .
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】実施例１の構成を示す一部切欠平面図である。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing a configuration of a first embodiment.
【図２】図１Ａ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;
【図３】上ガイド板を除去した内部構成を示す平面図で
ある。FIG. 3 is a plan view showing an internal configuration in which an upper guide plate is removed.
【図４】実施例２の構成を示す一部切欠平面図である。FIG. 4 is a partially cutaway plan view showing the configuration of a second embodiment.
【図５】図４Ｂ−Ｂ線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 4;
【図６】ガイド部材と円環型圧電セラミックとロータ及
び弾性部材を上から見た状態を示す平面図である。6 is a plan view showing a state seen top to the guide member and the ring-type piezoelectric ceramic and the rotor and the elastic member.
【符号の説明】 １，２１ ベース板 ２，２２ 円環型圧電セラミック ４ 弾性押さえ板 ５，２５ ロータ片 ５ａ，２５ａ 凹部 ７，２７ 弾性部材 ８，２８ ガイド板（下） ９，２９ ガイド板（上） ２３ ガイド部材 ２６ 連結部材 ２８ｃ 結合フック ２９ｂ 歯形 Ｒ ロータ[Reference Numerals] 1, 21 base plate 2, 22 circular ring-type piezoelectric ceramic fourth elastic pressing plate 5,25 rotor pieces 5a, 25a recess 7 and 27 elastic members 8, 28 guide plate (bottom) 9, 29 guide plate ( Top) 23 Guide member 26 Connecting member 28c Coupling hook 29b Tooth profile R rotor
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図２[Correction target item name] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図２】 FIG. 2
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図５[Correction target item name] Fig. 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図５】 FIG. 5
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図６[Correction target item name] Fig. 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図６】 FIG. 6
Claims (6)
環型圧電セラミックの内周部が固定されて振動体が構成
され、当該円環型圧電セラミックの外周部に接触するロ
ータが設けてあり、上記円環型圧電セラミックに電界を
印加することによって発生する超音波振動によって上記
ロータを回転させる超音波モータにおいて、 上記ロータは、上記円環型圧電セラミックの外周部に放
射状に配設してある複数のロータ片からなり、 上記ロータの外側には、上記各ロータ片の内側部が上記
円環型圧電セラミックの外周部に接触する方向に押圧す
る弾性部材が設けてあることを特徴とする超音波モー
タ。An inner peripheral portion of a ring-shaped piezoelectric ceramic is fixed to a guide portion provided on a base plate to form a vibrating body, and a rotor that contacts an outer peripheral portion of the ring-shaped piezoelectric ceramic is provided. In an ultrasonic motor for rotating the rotor by ultrasonic vibration generated by applying an electric field to the annular piezoelectric ceramic, the rotor is radially disposed on an outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic. An elastic member is provided on the outer side of the rotor, the inner portion of each of the rotor pieces being pressed in a direction in contact with the outer peripheral portion of the annular piezoelectric ceramic. Ultrasonic motor.
側部には、上記ロータの回転方向に対して直交する方向
に凹部が設けてあることを特徴とする超音波モータ。2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein a concave portion is provided in an inner portion of each rotor piece in a direction orthogonal to a rotation direction of the rotor.
タ片は連結部材を用いて一体に連結してあることを特徴
とする超音波モータ。3. An ultrasonic motor according to claim 1, wherein said rotor pieces are integrally connected using a connecting member.
圧電セラミックの両側には、１対のガイド板が上記ロー
タの回転方向と同方向に回転可能に設けてあり、上記ガ
イド板の少なくとも一方は、上記各ロータ片に対して上
記円環型圧電セラミックの径方向には進退自在に、上記
ロータの回転方向には進退不能に係合してあることを特
徴とする超音波モータ。4. A pair of guide plates according to claim 1, wherein a pair of guide plates are provided on both sides of said annular piezoelectric ceramic so as to be rotatable in the same direction as the rotation direction of said rotor. One of the ultrasonic motors is engaged with each of the rotor pieces so as to be able to advance and retreat in the radial direction of the ring-shaped piezoelectric ceramic and to be unable to advance and retreat in the rotational direction of the rotor.
のいずれか一方の外周部には、歯車の歯形が形成してあ
ることを特徴とする超音波モータ。5. The ultrasonic motor according to claim 4, wherein a tooth profile of a gear is formed on an outer peripheral portion of one of said pair of guide plates.
ガイド板のいずれか一方のガイド板には、他方のガイド
板を同方向に回転可能に結合する結合フックが設けてあ
ることを特徴とする超音波モータ。6. A method according to claim 4, wherein one of the pair of guide plates is provided with a coupling hook for rotatably coupling the other guide plate in the same direction. Ultrasonic motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9097616A JPH10290584A (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9097616A JPH10290584A (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Ultrasonic motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10290584A true JPH10290584A (en) | 1998-10-27 |
Family
ID=14197146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9097616A Abandoned JPH10290584A (en) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10290584A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170067483A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 에스엘 주식회사 | Piezo actuator |
| KR20170080085A (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-10 | 에스엘 주식회사 | Transmission for vehicle |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP9097616A patent/JPH10290584A/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170067483A (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 에스엘 주식회사 | Piezo actuator |
| KR20170080085A (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-10 | 에스엘 주식회사 | Transmission for vehicle |
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