WO2022176560A1 - 超音波モータ - Google Patents

超音波モータ Download PDF

Info

Publication number
WO2022176560A1
WO2022176560A1 PCT/JP2022/003140 JP2022003140W WO2022176560A1 WO 2022176560 A1 WO2022176560 A1 WO 2022176560A1 JP 2022003140 W JP2022003140 W JP 2022003140W WO 2022176560 A1 WO2022176560 A1 WO 2022176560A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring member
shaft member
ultrasonic motor
rotor
shape
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/003140
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
嗣治 上林
宏志 浅野
英秋 樫浦
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN202280010211.6A priority Critical patent/CN116802986A/zh
Priority to JP2023500682A priority patent/JPWO2022176560A1/ja
Publication of WO2022176560A1 publication Critical patent/WO2022176560A1/ja
Priority to US18/358,436 priority patent/US20230364645A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005Mechanical details, e.g. housings
    • H02N2/0055Supports for driving or driven bodies; Means for pressing driving body against driven body
    • H02N2/006Elastic elements, e.g. springs
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/12Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/166Motors with disc stator

Abstract

バネ部材及び軸部材の間において位置ずれが生じ難い、超音波モータを提供する。 超音波モータ1は、対向し合う第1,第2の主面3a,3bを含む板状の振動体3と、圧電素子とを有するステータ2と、振動体3の第2の主面3bに直接的または間接的に接触しているロータ4と、ロータ4に対して、ロータ4側からステータ2側に向かう方向に弾性力を付与しており、開口部6cを有するバネ部材6と、バネ部材6の開口部6cに挿通され、嵌合部7aを有する軸部材7とを備える。バネ部材6の開口部6cの形状は、平面視において非円形状である。バネ部材6は、ステータ2側からロータ4側に向かう方向に曲げられた凸部6dを有する。凸部6dの先端部6eである開口部6cの開口端縁部と軸部材7の嵌合部7aとが嵌合している。

Description

超音波モータ
 本発明は、超音波モータに関する。
 従来、圧電素子によりステータを振動させる超音波モータが種々提案されている。下記の特許文献1には、超音波モータの一例が開示されている。この超音波モータにおいては、皿バネがロータを押圧することにより、ロータ及びステータを密着させる。ロータの中央にはカラーが組み付けられている。カラーには複数の凸部が設けられている一方で、皿バネには複数の凹部が設けられている。カラーの複数の凸部及び皿バネの複数の凹部が嵌合しており、皿バネが位置決めされている。これにより、ロータ及びステータに、円周方向において均一に圧力を加えることが図られている。さらに、ロータは、カラーを介して回転軸に固定されている。
特開2001-054288号公報
 特許文献1の超音波モータにおいては、回転軸、ロータ、カラー及び皿バネが複雑に組み合わされている。しかしながら、長期の使用において、振動や熱によるストレスが加わり続けた場合には、各部材が密着した部位に緩みが生じ、回転軸及び皿バネの間などにおいて位置ずれが生じる場合がある。そのため、各部材間の接触による異音が生じるおそれがある。
 本発明の目的は、バネ部材及び軸部材の間において位置ずれが生じ難い、超音波モータを提供することにある。
 本発明に係る超音波モータは、対向し合う第1の主面及び第2の主面を含む板状の振動体と、前記振動体の前記第1の主面上に設けられている圧電素子とを有するステータと、前記振動体の前記第2の主面に直接的または間接的に接触しているロータと、前記ロータに対して、前記ロータ側から前記ステータ側に向かう方向に弾性力を付与しており、開口部を有する板状のバネ部材と、前記バネ部材の前記開口部に挿通され、嵌合部を有する軸部材とを備え、前記バネ部材の前記開口部の形状が、平面視において非円形状であり、前記バネ部材が、前記ステータ側から前記ロータ側に向かう方向に曲げられた凸部を有し、前記凸部の先端部である前記開口部の開口端縁部と、前記軸部材の前記嵌合部とが嵌合している。
 本発明に係る超音波モータによれば、バネ部材及び軸部材の間において位置ずれが生じ難い。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波モータの正面断面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に係る超音波モータの分解斜視図である。 図3は、本発明の第1の実施形態におけるバネ部材の平面図である。 図4は、図1における、バネ部材及び軸部材が嵌合している部分を拡大した図である。 図5は、本発明の第1の実施形態におけるステータの底面図である。 図6は、本発明の第1の実施形態における第1の圧電素子の正面断面図である。 図7(a)~図7(c)は、本発明の第1の実施形態において励振される進行波を説明するための、ステータの模式的底面図である。 図8は、本発明の第1の実施形態の第1の変形例におけるバネ部材の平面図である。 図9は、本発明の第1の実施形態の第2の変形例におけるバネ部材の正面断面図である。 図10は、本発明の第1の実施形態の第3の変形例における圧電素子の平面図である。 図11は、本発明の第1の実施形態の第4の変形例に係る超音波モータの、軸部材及び第1の軸受け部付近を示す正面断面図である。 図12は、本発明の第2の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。 図13は、本発明の第1の実施形態の第5の変形例に係る超音波モータの正面断面図である。 図14は、本発明の第1の実施形態の第6の変形例におけるバネ部材の平面図である。 図15は、本発明の第1の実施形態の第7の変形例におけるバネ部材の平面図である。 図16は、本発明の第3の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。 図17は、本発明の第3の実施形態におけるバネ部材の位置決めを行う際の、バネ部材の移動を説明するための、バネ部材の断面図及び軸部材の正面図を用いた模式図である。 図18は、本発明の第3の実施形態の変形例におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。 図19は、本発明の第4の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。 図20は、本発明の第5の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。
 以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
 なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波モータの正面断面図である。図2は、第1の実施形態に係る超音波モータの分解斜視図である。
 図1に示すように、超音波モータ1は、ステータ2と、ロータ4と、板状のバネ部材6と、軸部材7とを有する。ステータ2とロータ4とは接触している。ロータ4には、バネ部材6により、ステータ2側に向かい弾性力が付与されている。これにより、ロータ4がステータ2に押し当てられている。ステータ2において生じた進行波により、ロータ4が回転する。ここで、バネ部材6及び軸部材7は嵌合している。バネ部材6を介して、ロータ4及び軸部材7が一体となっている。そのため、ロータ4の回転に伴い軸部材7も回転する。以下において、超音波モータ1の具体的な構成を説明する。
 図2に示すように、ステータ2は振動体3を有する。振動体3は円板状である。振動体3は第1の主面3a及び第2の主面3bを有する。第1の主面3a及び第2の主面3bは対向し合っている。本明細書において、軸方向Zとは、第1の主面3a及び第2の主面3bを結ぶ方向であって、回転中心に沿う方向をいう。本実施形態では、軸方向Zは、軸部材7が延びる方向と平行である。振動体3の中央部には貫通孔3cが設けられている。もっとも、貫通孔3cの位置は上記に限定されない。貫通孔3cは、軸方向中心を含む領域に位置していればよい。さらに、振動体3の形状は円板状には限定されない。軸方向Zから見た振動体3の形状は、例えば、正六角形、正八角形または正十角形などの正多角形であってもよい。本明細書において、多角形は、頂点の部分が曲線の形状である場合、及び面取りされた形状である場合も含むものとする。振動体3は適宜の金属からなる。なお、振動体3は必ずしも金属からなっていなくともよい。振動体3は、例えば、セラミックス、シリコン材料または合成樹脂などの他の弾性体により構成されていてもよい。
 本明細書においては、軸方向Zから見る方向を、平面視または底面視と記載することがある。なお、平面視は、図1における上方から見る方向であり、底面視は、下方から見る方向である。例えば、振動体3の第2の主面3b側から第1の主面3a側に見る方向が平面視であり、第1の主面側3aから第2の主面3b側に見る方向が底面視である。
 図1に示すように、振動体3の第2の主面3bにロータ4が接触している。ロータ4は円板状である。ロータ4の中央部には貫通孔4cが設けられている。もっとも、貫通孔4cの位置は上記に限定されない。貫通孔4cは、軸方向中心を含む領域に位置していればよい。さらに、ロータ4の形状は上記に限定されない。ロータ4の形状は、軸方向Zから見て、例えば、正六角形、正八角形または正十角形などの正多角形であってもよい。
 ロータ4は、弾性部材5を介してバネ部材6から弾性力を付与されている。もっとも、弾性部材5は必ずしも設けられていなくともよい。
 バネ部材6の中央部には、開口部6cが設けられている。開口部6cを囲むように、凸部6dが設けられている。凸部6dは、バネ部材6における、ステータ2側からロータ4側に向かう方向に曲げられた部分である。より具体的には、凸部6dはすり鉢状の形状を有する。凸部6dの先端部6eは、開口部6cの開口端縁部である。
 図3は、第1の実施形態におけるバネ部材の平面図である。
 バネ部材6の開口部6cは、平面視において、六角形状の形状を有する。開口部6cの六角形状の形状における各頂点の部分からそれぞれ、凸部6dにスリット部6gが延びている。もっとも、凸部6dにはスリット部6gは設けられていなくともよい。開口部6cの形状は上記に限定されず、平面視において非円形状であればよい。非円形とは、例えば、多角形、楕円、曲線と直線とが接続された形状、あるいは曲線と曲線とが接続された形状などを指す。
 バネ部材6は、複数の梁部6fを有する。複数の梁部6fは、平面視において放射状に配置されている。複数の梁部6fの変位による弾性力が、ロータ4に付与される。もっとも、複数の梁部6fは設けられていなくともよい。バネ部材6は、平面視において、例えば、円形または正多角形などの形状を有していてもよい。
 図4は、図1における、バネ部材及び軸部材が嵌合している部分を拡大した図である。
 図4に示すように、軸部材7は嵌合部7aを有する。嵌合部7aは、バネ部材6と嵌合している部分である。嵌合部7aは六角柱状の形状を有する。もっとも、嵌合部7aの形状は上記に限定されない。嵌合部7aの平面視における形状は、例えば、多角形、楕円、曲線と直線とが接続された形状、あるいは曲線と曲線とが接続された形状などであってもよい。嵌合部7aは溝部7bを含む。溝部7b内に、バネ部材6における凸部6dの先端部6eが位置している。これにより、バネ部材6及び軸部材7が嵌合している。なお、厳密には、嵌合部7aは、溝部7b以外の部分である、バネ部材6と嵌合していない部分も含んでいる。なお、バネ部材6及び軸部材7が嵌合しているとは、バネ部材6の開口部6cの形状及び軸部材7の嵌合部7aの断面形状が略相似であり、バネ部材6の凸部6dが嵌合部7aに当接していることをいう。より具体的には、開口部6cの形状は、開口部6cの平面視における形状である。嵌合部7aの断面形状は、軸部材7が延びる方向と直交する方向に沿う、嵌合部7aの断面の形状である。もっとも、開口部6cの形状及び嵌合部7aの断面形状が相似であることが好ましい。本明細書において、相似の関係は、一方の形状の角部に相当する他方の形状の部分が、曲線の形状である場合及び面取りされた形状である場合を含む。
 本実施形態の特徴は、バネ部材6の開口部6cの形状が、軸方向Zから見たときに非円形状であり、凸部6dが、ステータ2側からロータ4側に向かう方向に突出しており、凸部6dの先端部6eと軸部材7の嵌合部7aとが嵌合していることにある。それによって、バネ部材6及び軸部材7の間において位置ずれが生じ難い。
 より詳細には、開口部6cが非円形状であるため、バネ部材6及び軸部材7の間において、周回方向における位置ずれが生じ難い。さらに、バネ部材6からロータ4に弾性力が付与されていることにより、バネ部材6には、ロータ4側から抗力が加えられている。ここで、バネ部材6の凸部6dが突出している方向は、ロータ4に弾性力が付与されている方向とは反対側である。すなわち、バネ部材6に抗力が加えられている方向に、凸部6dが突出している。これにより、凸部6dの先端部6eが、軸部材7の嵌合部7aに押し当てられる。このように、バネ部材6及び軸部材7が一体化するように常に力が付与されている。よって、超音波モータ1が長期にわたり使用され、部材の摩耗が生じたとしても、バネ部材6及び軸部材7が嵌合している部分において緩みが生じ難い。従って、バネ部材6及び軸部材7の間において位置ずれが生じ難い。
 以下において、本実施形態の構成をさらに詳細に説明する。
 図1に示すように、超音波モータ1は、第1のケース部材8及び第2のケース部材9を有する。第2のケース部材9はキャップ状であり、第1のケース部材8は蓋状である。第1のケース部材8及び第2のケース部材9により、ケースが構成されている。ケースの内部に、バネ部材6、ロータ4及びステータ2が配置されている。
 第1のケース部材8は、第1の円筒突出部8a及び第2の円筒突出部8bを有する。第1の円筒突出部8aは、ケースの外側に突出している。第2の円筒突出部8bは、ケースの内側に突出している。第2の円筒突出部8bは、ステータ2の振動体3における貫通孔3cに挿通されている。
 第1の円筒突出部8a及び第2の円筒突出部8bには、連続して貫通孔8cが設けられている。貫通孔8cにおける、第1の円筒突出部8aに位置する部分の幅は、第2の円筒突出部8bに位置する部分の幅よりも広い。本明細書においては、特に断りのない限りは、貫通孔または開口部の幅は、該貫通孔または開口部の軸方向Zと垂直な方向に沿う寸法である。貫通孔8c内における、第1の円筒突出部8aに位置する部分に、第1の軸受け部18が設けられている。軸部材7は、貫通孔8c及び第1の軸受け部18に挿通されている。軸部材7は、第1のケース部材8の貫通孔8cから、ケースの外側に突出している。なお、第1のケース部材8の構成は上記に限定されない。
 第2のケース部材9は円筒突出部9aを有する。円筒突出部9aはケースの外側に突出している。円筒突出部9aには貫通孔9cが設けられている。貫通孔9c内に第2の軸受け部19が設けられている。軸部材7は、貫通孔9c及び第2の軸受け部19に挿通されている。軸部材7は、第2のケース部材9の貫通孔9cから、ケースの外側に突出している。なお、第2のケース部材9の構成は上記に限定されない。第1の軸受け部18及び第2の軸受け部19には、例えば、ベアリングなどを用いてもよい。
 図1に示すように、ロータ4は、凹部4aと、側壁部4bとを有する。凹部4aは、軸方向Zから見たときに円形である。側壁部4bは、凹部4aを囲んでいる部分である。ロータ4は側壁部4bの端面4dにおいて、ステータ2と接触している。もっとも、凹部4a及び側壁部4bは設けられていなくともよい。
 ロータ4におけるステータ2側の面には、摩擦材が固定されていてもよい。それによって、ステータ2の振動体3とロータ4との間に加わる摩擦力を安定化させることができる。この場合には、ロータ4を効率的に回転させることができ、超音波モータ1を効率的に回転駆動することができる。
 振動体3の第2の主面3b上において、複数の突起3dが設けられている。複数の突起3dは、振動体3における、ロータ4に接触している部分である。各突起3dは、振動体3の第2の主面3bから軸方向Zに突出している。軸方向Zから見たときに、複数の突起3dは円環状に並んでいる。複数の突起3dは、第2の主面3bから軸方向Zに突出しているため、振動体3において進行波が生じたとき、複数の突起3dの先端はより一層大きく変位する。よって、ステータ2において生じさせた進行波によって、ロータ4を効率的に回転させることができる。なお、複数の突起3dは必ずしも設けられていなくともよい。
 図5は、第1の実施形態におけるステータの底面図である。
 振動体3の第1の主面3aには、複数の圧電素子が設けられている。より具体的には、複数の圧電素子は、第1の圧電素子13A、第2の圧電素子13B、第3の圧電素子13C及び第4の圧電素子13Dである。複数の圧電素子は、軸方向Zに平行な軸を中心として周回する進行波を発生させるように、該進行波の周回方向に沿って分散配置されている。軸方向Zから見たときに、第1の圧電素子13A及び第3の圧電素子13Cは軸を挟んで対向し合っている。第2の圧電素子13B及び第4の圧電素子13Dは軸を挟んで対向し合っている。
 図6は、第1の実施形態における第1の圧電素子の正面断面図である。
 第1の圧電素子13Aは圧電体14を有する。圧電体14は第3の主面14a及び第4の主面14bを有する。第3の主面14a及び第4の主面14bは対向し合っている。第1の圧電素子13Aは、第1の電極15A及び第2の電極15Bを有する。圧電体14の第3の主面14a上に第1の電極15Aが設けられており、第4の主面14b上に第2の電極15Bが設けられている。第2の圧電素子13B、第3の圧電素子13C、及び第4の圧電素子13Dも、第1の圧電素子13Aと同様に構成されている。上記各圧電素子の平面視における形状は矩形である。なお、各圧電素子の平面視における形状は上記に限定されず、例えば楕円形などであってもよい。
 ここで、第1の電極15Aは、振動体3の第1の主面3aに接着剤により貼り付けられている。この接着剤の厚みは非常に薄い。従って、第1の電極15Aは振動体3に電気的に接続される。
 なお、進行波を発生させるためには、ステータ2は、少なくとも第1の圧電素子13A及び第2の圧電素子13Bを有していればよい。あるいは、複数の領域に分割された、1個の圧電素子を有していてもよい。この場合には、例えば、圧電素子の各領域が互いに異なる方向に分極されていてもよい。
 ステータ2において、複数の圧電素子を周回方向に分散配置し、駆動することにより進行波を発生させる構造については、例えば、WO2010/061508A1に開示されている。なお、この進行波を発生させる構造については、以下の説明だけでなく、WO2010/061508A1に記載の構成を本明細書に援用することにより、詳細な説明は省略することとする。
 図7(a)~図7(c)は、第1の実施形態において励振される進行波を説明するための、ステータの模式的底面図である。なお、図7(a)~図7(c)では、グレースケールにおいて、黒色に近いほど一方の方向の応力が大きく、白色に近いほど他方の方向の応力が大きいことを示す。図7における実線及び破線の曲線は、振動のエネルギーの大きさを模式的に示す。
 図7(a)には、三波の定在波Xが示されており、図7(b)には、三波の定在波Yが示されている。第1~第4の圧電素子13A~13Dが、中心角90°の角度を隔てて配置されているとする。この場合、三波の定在波X,Yが励振されるため、進行波の波長に対する中心角は120°となる。中心角は、一波の角度120°に3/4を掛けた角度90°で決定する。三波の定在波Xの振幅が大きい所定の場所に第1の圧電素子13Aを配置し、中心角90°間隔で第2~第4の圧電素子13B~13Dを配置する。この場合、振動の位相が90°異なる三波の定在波X,Yが励振され、両者が合成されて、図7(c)に示す進行波が生じる。
 なお、図7(a)~図7(c)における、A+、A-、B+、B-は、圧電体14の分極方向を示す。+は、厚み方向において、第3の主面14aから第4の主面14bに向けて分極されていることを意味する。-は、逆方向に分極されていることを示す。Aは、第1の圧電素子13A及び第3の圧電素子13Cであることを示し、Bは、第2の圧電素子13B及び第4の圧電素子13Dであることを示す。
 なお、三波の例を示したが、これに限定されず六波、九波、十二波などの場合も同様に位相が90°異なる2つの定在波が励振され、両者の合成により進行波が生じる。本発明において、進行波を発生させる構成は、図7(a)~図7(c)に示した構成に限らず、従来より公知の様々な進行波を発生させる構成を用いることができる。
 以下において、本発明における好ましい構成を説明する。
 図1に示すように、軸部材7はロータ4と接触していないことが好ましい。本実施形態では、軸部材7は、ロータ4の貫通孔4cに挿通されているが、軸部材7はロータ4の開口端縁部に接触していない。それによって、ロータ4の振動が軸部材7に伝搬し難い。従って、超音波モータ1を安定的に駆動させることができる。
 本実施形態においては、軸部材7における、ロータ4に挿通されている部分の形状は円柱状である。ロータ4の貫通孔4cの、軸方向Zから見たときの形状は円形である。もっとも、軸部材7の上記部分の形状及びロータ4の貫通孔4cの形状は上記に限定されない。
 バネ部材6のヤング率は、軸部材7のヤング率よりも高いことが好ましい。または、バネ部材6のビッカース硬度は、軸部材7のビッカース硬度よりも高いことが好ましい。本実施形態においては、バネ部材6の凸部6dの先端部6eが、軸部材7の溝部7b内に位置している。上記のようなヤング率またはビッカース硬度の関係であることにより、凸部6dの先端部6eを、軸部材7により一層食い込ませることができる。それによって、バネ部材6及び軸部材7をより一層強固に嵌合させることができる。従って、バネ部材6及び軸部材7の間において、より一層位置ずれが生じ難い。
 さらに、上記のようなヤング率またはビッカース硬度の関係である場合には、軸部材7の嵌合部7aに溝部7bを予め設けていなくともよい。バネ部材6の凸部6dにおける先端部6eは軸部材7よりも硬いため、先端部6eは軸部材7の嵌合部7aに食い込む。より詳細には、バネ部材6及び軸部材7を嵌合させるに際し、軸方向から見たときに、バネ部材6は図1に示すように変位する。軸方向Zから見たときに、バネ部材6は、中央に圧縮されるように変位する。このとき、バネ部材6の開口部6cの幅が狭くなるように変位する。これにより、バネ部材6の先端部6eが軸部材7の嵌合部7aに食い込む。そして、嵌合部7aに溝部7bが形成され、かつバネ部材6及び軸部材7が嵌合する。
 バネ部材6の材料としては、例えば、SUS304-CSPやSUS301CSP-Hなどのステンレスバネ材、リン青銅または洋白などを用いることができる。軸部材7の材料としては、例えば、SUS430、アルミニウム、真鍮または樹脂などを用いることができる。これらの場合には、バネ部材6のヤング率が軸部材7のヤング率よりも高いという関係を満たすことができる。さらに、例えば、軸部材7の材料としてSUS430を用いた場合、ビッカース硬度はHV200以下であり、バネ部材6の材料としてSUS301CSP-Hを用いた場合、ビッカース硬度はHV430以上である。このように、バネ部材6のビッカース硬度が軸部材7のビッカース硬度よりも高いという関係を満たすことができる。そして、上記のように、軸部材7の嵌合部7aに予め溝部を設ける必要がないため、生産性を高めることができる。
 軸部材7の軸方向Zと垂直な方向に沿う寸法を軸部材7の幅としたときに、バネ部材6及び軸部材7を嵌合させていない状態におけるバネ部材6の開口部6cの幅が、軸部材7の嵌合部7aにおける溝部7bが設けられていない部分の幅よりも狭いことが好ましい。それによって、バネ部材6及び軸部材7を嵌合させたときに、バネ部材6の凸部6dの先端部6eを、軸部材7の嵌合部7aにより一層強く押し当てることができる。従って、バネ部材6及び軸部材7をより一層強固に嵌合させることができる。
 なお、バネ部材6の変位に伴い、開口部6cの幅は変化する。上記のように、開口部6cの幅が狭い場合にも、開口部6cの幅は変化するため、軸部材7を開口部6cに挿通させることができる。バネ部材6における凸部6dの先端部6eを軸部材7の嵌合部7aに当接させた後に、図1に示すようにバネ部材6を変位させることにより、バネ部材6及び軸部材7を好適に嵌合させることができる。
 バネ部材6の開口部6cの形状は、軸方向Zから見たときに、多角形状であることが好ましい。さらに、軸部材7の嵌合部7aの形状は、軸方向Zから見たときに、多角形状であることが好ましい。バネ部材6の開口部6c及び軸部材7の嵌合部7aの、軸方向Zから見たときの形状が、同じ頂点の個数の多角形であることがより好ましい。それによって、バネ部材6及び軸部材7を、上記多角形状の形状における辺同士の部分において接触させることができる。従って、バネ部材6及び軸部材7において、周回方向における位置ずれがより一層生じ難い。
 本実施形態では、バネ部材6及び軸部材7は、他の部材を介さず、直接的に嵌合している。従って、部品の点数を少なくすることができ、コストを低減することができる。
 加えて、バネ部材6は、凸部6dの先端部6eにおいて軸部材7と接触している。そのため、バネ部材6及び軸部材7が接触している面積は小さい。よって、ロータ4の振動が軸部材7により一層伝搬し難い。従って、超音波モータ1をより一層安定的に駆動させることができる。
 バネ部材6の凸部6dに、複数のスリット部6gが設けられていることが好ましい。この場合には、製造工程において、凸部6dを容易に形成することができる。よって、生産性を高めることができる。
 複数のスリット部6gが設けられている場合には、凸部6dは、複数の先端部6eを有する。この場合には、軸部材7の嵌合部7aには、複数の溝部7bが設けられていることが好ましい。複数の溝部7bは、周回方向に分散配置されており、各溝部7b及び各先端部6eが嵌合していることが好ましい。この場合には、各先端部6eが軸部材7に埋め込まれた状態とすることができる。よって、各先端部6eが、周回方向に移動し難い。従って、バネ部材6及び軸部材7の間において、より一層位置ずれが生じ難い。
 バネ部材6が複数の梁部6fを有することが好ましい。これにより、バネ部材6の変位を容易に大きくすることができる。よって、バネ部材6によりロータ4に付与する弾性力を容易に、かつより確実に大きくすることができる。従って、ロータ4及びステータ2をより確実に密着させることができ、超音波モータ1をより確実に、効率的に駆動させることができる。
 複数の梁部6fは、周回方向において均等に配置されていることがより好ましい。これにより、ロータ4に付与される弾性力を、周回方向において均一にすることができる。よって、超音波モータ1を安定的に駆動させることができる。
 複数の梁部6fの個数が、進行波の波数の整数倍ではなく、かつ素数であることがさらに好ましい。より具体的には、本実施形態では、三波の進行波を利用している。これに対して、梁部6fは7個である。これにより、バネ部材6が振動し難い。よって、軸部材7に振動が伝搬し難い。従って、超音波モータ1をより一層安定的に駆動させることができる。加えて、バネ部材6の振動による異音の発生を抑制することもできる。
 軸方向Zから見たときに、バネ部材6の梁部6f同士の間の部分の形状は、曲線状である。それによって、応力の集中が生じ難く、バネ部材6の破損が生じ難い。もっとも、バネ部材6の形状は上記に限定されない。例えば、バネ部材6は必ずしも梁部6fを有していなくともよい。
 バネ部材6及びロータ4の間に、弾性部材5が設けられていることが好ましい。これにより、ロータ4の振動が弾性部材5に吸収される。よって、ロータ4の振動がバネ部材6及び軸部材7に伝搬し難い。従って、超音波モータ1を安定的に駆動させることができる。弾性部材5の材料としては、例えば、ゴムまたは樹脂などを用いることができる。
 図2に示すように、弾性部材5はリング状である。弾性部材5は内周端縁部5aを有する。一方で、バネ部材6は外周端縁部6hを有する。本実施形態では、外周端縁部6hは、各梁部6fの先端部を含む。バネ部材6は、複数の梁部6fの変位による弾性力をロータ4に付与している。よって、図1に示すように、超音波モータ1においては、バネ部材6は、複数の梁部6fが変位した状態において配置されている。より具体的には、複数の梁部6fの先端部が、ロータ4から遠ざかるように変位している。
 バネ部材6は、弾性部材5の内周端縁部5aに接触している。さらに、バネ部材6の外周端縁部6hは弾性部材5に接触していない。これにより、バネ部材6及び弾性部材5が接触している面積を小さくすることができる。よって、ロータ4側からの振動が、バネ部材6及び軸部材7に伝搬し難い。従って、超音波モータ1をより一層安定的に駆動させることができる。
 以下において、バネ部材、圧電素子または軸部材などの構成が第1の実施形態と異なる、第1の実施形態の第1~第4の変形例を示す。各変形例においても、第1の実施形態と同様に、バネ部材及び軸部材の間において位置ずれが生じ難い。
 図8に示す第1の変形例においては、バネ部材26Aの梁部26f及び凸部26dの形状が第1の実施形態と異なる。より具体的には、軸方向Zから見て、梁部26fが延びる方向と垂直な方向に沿う梁部26fの寸法を、梁部26fの幅としたときに、バネ部材26Aの中央から遠ざかるにつれて、梁部26fの幅が狭くなっている。それによって、梁部26fに加わる応力を均一化することができる。従って、バネ部材26Aがより一層破損し難い。なお、本変形例では、凸部26dには、スリット部は設けられていない。
 図9に示す第2の変形例においては、バネ部材26Bが弾性体層25を有する点において、第1の実施形態と異なる。より具体的には、バネ部材26Bは、本体部26iを有する。本体部26iは第1の実施形態のバネ部材6と同様の構成を有する。なお、本体部26iは、第1の面26a及び第2の面26bを有する。第1の面26a及び第2の面26bは、軸方向Zにおいて対向し合っている。第1の面26a及び第2の面26bのうち、第2の面26bがロータ4側に位置する。本変形例では、第1の面26aの全面に弾性体層25が設けられている。これにより、バネ部材26Bの振動を抑制することができる。よって、バネ部材26Bの振動による異音の発生をより一層抑制することができる。さらに、軸部材7に振動がより一層伝搬し難い。もっとも、本体部26iの表面の少なくとも一部に、弾性体層25が設けられていればよい。例えば、本体部26iの第2の面26bの一部に弾性体層25が設けられていてもよく、あるいは、本体部26iの表面の全面を弾性体層25が覆っていてもよい。
 図10に示す第3の変形例においては、圧電素子23の構成が第1の実施形態と異なる。より具体的には、圧電素子23は、複数に分極された1つの圧電素子である。圧電素子23は円環状である。圧電素子23は複数の領域を有する。図10においては、異なる領域を、異なるハッチングにより示している。圧電素子23は、領域毎に異なる分極方向を有する。これにより、圧電素子23は、互いに異なる領域では、互いに異なる位相において振動する。複数の領域は圧電素子23における周回方向に並んでいる。より具体的には、複数の領域は、複数の第1のA相領域と、複数の第2のA相領域と、複数の第1のB相領域と、複数の第2のB相領域とを含む。圧電素子23は上記各領域を3箇所ずつ含む。なお、圧電素子23は、上記各領域を少なくとも1箇所ずつ含んでいればよい。
 圧電素子23の圧電体は、第1のA相領域及び第2のA相領域においては、互いに逆方向に分極されている。同様に、圧電素子23の圧電体は、第1のB相領域及び第2のB相領域においては、互いに逆方向に分極されている。つまり、圧電素子23は、複数に分極された圧電素子である。
 圧電素子23は、一点鎖線で示す複数の第1の電極15Aを有する。各第1の電極15Aは円弧状である。圧電素子23の隣接する領域に設けられている第1の電極15A同士は、接触していない。これにより、複数の第1のA相領域及び複数の第2のA相領域と、複数の第1のB相領域及び複数の第2のB相領域とに、異なる相の信号を印加することができる。なお、第1の電極15Aと圧電体を挟んで対向するように、第2の電極が設けられている。複数の第2の電極が複数の第1の電極15Aと同様に設けられていてもよく、あるいは1個の円環状の第2の電極が設けられていてもよい。
 図11に示す第4の変形例においては、軸部材27及び第1の軸受け部28が嵌合している点において第1の実施形態と異なる。軸部材27は溝部27dを有する。第1の軸受け部28は止め輪28aを有する。止め輪28aは、第1の軸受け部28の、軸方向Zにおける外側の端部に位置している。もっとも、止め輪28aの配置は上記に限定されない。止め輪28aの内周端縁部は、軸部材27の溝部27d内に位置している。それによって、軸部材27及び第1の軸受け部28が嵌合している。上記構成を有することにより、軸部材27の軸方向Zにおける位置ずれを効果的に抑制することができる。
 図12は、第2の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。
 本実施形態は、バネ部材6の開口部6cの幅、及び軸部材37の構成が第1の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の超音波モータは第1の実施形態の超音波モータ1と同様の構成を有する。
 軸部材37の嵌合部37aは溝部を有しない。嵌合部37aは突起部37eを有する。突起部37eは周回方向全体にわたり、軸方向Zと垂直な方向に突出している。突起部37eに、バネ部材6の凸部6dの先端部6eが当接している。それによって、バネ部材6及び軸部材37が嵌合している。なお、バネ部材6の開口部6cの幅は、軸部材37の嵌合部37aにおける、突起部37eが設けられていない部分の幅と同じである。
 本実施形態においても、バネ部材6の凸部6dが突出している方向は、ロータ4に弾性力が付与されている方向とは反対側である。すなわち、バネ部材6に、ロータ4側から抗力が加えられている方向に、凸部6dが突出している。これにより、凸部6dの先端部6eが、軸部材37の嵌合部37aに押し当てられる。よって、長期の使用においても、バネ部材6及び軸部材37が嵌合している部分において緩みが生じ難い。従って、第1の実施形態と同様に、バネ部材6及び軸部材37の間において位置ずれが生じ難い。
 軸部材37の嵌合部37aは、溝部及び突起部37eの双方を有していてもよい。第1の実施形態と同様に、バネ部材6の凸部6dの先端部6eが溝部内に位置していてもよい。凸部6dの先端部6e以外の部分が、突起部37eに当接していてもよい。この場合においても、バネ部材6及び軸部材37の間において位置ずれが生じ難い。
 ところで、図1に示したロータ4の形状は上記に限定されない。例えば、図13に示す第1の実施形態の第5の変形例においては、ロータ24は1対の凹部4aを有する。一方の凹部4aは、第1の実施形態と同様に、ステータ2側に設けられている。他方の凹部4aは、バネ部材6側に設けられている。
 上記では、第1の実施形態やその第1の変形例及び第2の変形例において、バネ部材の例を示した。以下において、バネ部材のさらなる例を示す。
 図14に示す第1の実施形態の第6の変形例においては、複数の梁部6fの外周端縁部6h同士を接続するように、枠状部26jが設けられている。本変形例においては、枠状部26jは、複数の梁部6fとは別体として設けられている。より具体的には、枠状部26jは第1の面26aに設けられている。枠状部26jは円環状の形状を有する。本変形例においては、枠状部26jが設けられているため、バネ部材26Cの姿勢を安定化することができる。従って、バネ部材26C及び軸部材7の間における位置ずれをより確実に抑制することができる。
 なお、枠状部26jは、第1の面26aではなく、第2の面26bに設けられていてもよい。あるいは、枠状部26jは、複数の梁部6fと一体として設けられていてもよい。枠状部26jは、必ずしも各梁部6fの外周端縁部6hに至っていなくともよい。枠状部26jは、梁部6f同士を接続していればよい。枠状部26jの外周縁の形状は円形に限定されず、非円形であってもよい。同様に、枠状部26jの内周縁の形状は円形に限定されず、非円形であってもよい。
 図15に示す第1の実施形態の第7の変形例においては、各梁部6fの外周端縁部6hを含む部分にそれぞれ、幅広部26kが設けられている。幅広部26kの幅は、梁部6fの他の部分の幅よりも広い。本変形例においては、幅広部26kは、梁部6fとは別体として設けられている。より具体的には、複数の幅広部26kは第1の面26aに設けられている。幅広部26kは矩形状の形状を有する。本変形例においては、各梁部6fに幅広部26kが設けられているため、バネ部材26Dの姿勢を安定化することができる。従って、バネ部材26D及び軸部材7の間における位置ずれをより確実に抑制することができる。
 なお、複数の幅広部26kは、第1の面26aではなく、第2の面26bに設けられていてもよい。あるいは、幅広部26kは、梁部6fと一体として設けられていてもよい。幅広部26kは、必ずしも梁部6fの外周端縁部6hに至っていなくともよい。幅広部26kの形状は矩形に限定されず、例えば、円形や、矩形以外の非円形などであってもよい。本変形例における幅広部26k及び第6の変形例における枠状部26jは、第1の実施形態以外の本発明の構成にも適用することができる。
 上記の第1の実施形態や第2の実施形態においては、バネ部材6における凸部6dの先端は平面状である。図4や図12などに示すように、先端部6eの断面における2箇所のコーナー部は、いずれも直線と直線とが接続された形状である。もっとも、先端部6eの上記コーナー部は、曲線状であってもよい。この例を以下において示す。
 図16は、第3の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。
 本実施形態は、バネ部材46における凸部46dの先端が曲面状である点において第2の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の超音波モータは第2の実施形態の超音波モータと同様の構成を有する。
 本実施形態においても、第2の実施形態と同様に、軸部材37の突起部37eに、バネ部材46の凸部46dの先端部46eが当接している。それによって、バネ部材46及び軸部材37が嵌合している。そして、バネ部材46にロータ4側から抗力が加えられていることによって、先端部46eが突起部37eに押し当てられる。これにより、バネ部材46及び軸部材37が嵌合している部分において緩みが生じ難い。従って、バネ部材46及び軸部材37の間において位置ずれが生じ難い。
 さらに、本実施形態においては、凸部46dの先端部46eが曲面状である。そのため、図17に示すように、バネ部材46及び軸部材37を嵌合させるに際し、先端部46eを嵌合部37aの表面上において容易に滑らせることができる。それによって、先端部46eを突起部37eに、より確実に到達させることができ、バネ部材46の位置決めをより確実に行うことができる。
 本実施形態の構成では、バネ部材46及び軸部材37が、バネ部材46のヤング率が軸部材37のヤング率よりも低い関係、及びバネ部材46のビッカース硬度が軸部材37のビッカース硬度よりも低い関係のうち少なくとも一方の関係を有することが好ましい。この場合には、バネ部材46の先端部46eが軸部材37に食い込み難い。よって、先端部46eを軸部材37の嵌合部37aの表面上において、より確実に滑らせることができる。従って、バネ部材46の位置決めをより一層確実に行うことができる。なお、例えば、軸部材37の材料としてSUS430を用いた場合、バネ部材46の材料として、C5191-1/2H(りん青銅2種)またはC7521-1/2H(洋白2種)などを用いることができる。これらの場合、バネ部材46のビッカース硬度は軸部材37のビッカース硬度よりも低い。もっとも、バネ部材46のヤング率が軸部材37のヤング率よりも高く、かつバネ部材46のビッカース硬度が軸部材37のビッカース硬度よりも高くても構わない。
 図16に示すように、本実施形態においては、先端部46eの断面における2箇所のコーナー部は、いずれも曲線状である。より具体的には、軸方向Zと平行であり、かつ軸部材37の中央を通る断面において、先端部46eの第1の面26a側のコーナー部及び第2の面26b側のコーナー部の双方が曲線状である。なお、上記断面における、少なくとも第2の面26b側のコーナー部の形状が曲線状であればよい。
 例えば、図18に示す第3の実施形態の変形例においては、先端部56eの断面における、第1の面26a側のコーナー部は、直線と直線とが接続された形状を有する。他方、第2の面26b側のコーナー部は曲線の形状を有する。バネ部材56においては、軸部材37に当接する部分は、第2の面26b側のコーナー部である。よって、該コーナー部が曲線の形状であれば、バネ部材56の先端部56eを、軸部材37の嵌合部37aの表面上において容易に滑らせることができる。従って、第3の実施形態と同様に、バネ部材56の位置決めをより確実に行うことができる。加えて、バネ部材56及び軸部材37の間において位置ずれが生じ難い。
 さらに、本変形例においては、バネ部材56における、曲面状の形状を含む先端部56eを、プレス抜き加工によって容易に形成することができる。従って、生産性を高めることができる。
 図19は、第4の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。
 本実施形態は、バネ部材66の凸部66dの先端部66eを含む部分において、折り返し部66lが設けられている点で、第3の実施形態と異なる。本実施形態は、折り返し部66lにおける屈曲した部分が、凸部66dの先端部66eである点においても、第3の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の超音波モータは第3の実施形態の超音波モータと同様の構成を有する。
 折り返し部66lにおいては、第1の面26a同士が対向している部分が、内側に位置している。凸部66dの先端部66eにおける第2の面26bの部分が、軸部材37に当接している。本実施形態においても、先端部66eは曲面状である。よって、第3の実施形態と同様に、バネ部材66の位置決めをより確実に行うことができる。加えて、バネ部材66及び軸部材37の間において位置ずれが生じ難い。
 折り返し部66lは、第1の部分66m及び第2の部分66nを有する。第1の部分66m及び第2の部分66nは、折り返し部66lにおける屈曲した部分により接続されている。第1の部分66mは、凸部66dの基端部側の部分である。軸方向Zと平行であり、かつ軸部材37の中央を通る断面において、第1の部分66mの延長線C1及び第2の部分66lの延長線C2がなす角の角度をθとしたときに、本実施形態では、θ=0°である。言い換えれば、折り返し部66lの曲げ角は180°である。なお、角度θは0°に限定されない。もっとも、角度θは、第1の部分66mの延長線C1、及び軸方向Zと垂直な面がなす角の角度以下であることが好ましい。それによって、軸部材37の突起部37eに、凸部66dの先端部66eを容易に当接させることができる。
 図20は、第5の実施形態におけるバネ部材及び軸部材が嵌合している部分を示す正面断面図である。
 本実施形態は、軸部材77の嵌合部77aにおける突起部37e以外の部分の幅が、軸部材77における嵌合部77a以外の部分の幅よりも狭い点において、第3の実施形態と異なる。上記の点以外においては、本実施形態の超音波モータは第3の実施形態の超音波モータと同様の構成を有する。なお、嵌合部77aにおける突起部37e以外の部分は、第2の実施形態及び第3の実施形態と同様に、六角柱状である。
 本実施形態においても、第3の実施形態と同様に、バネ部材46の位置決めをより確実に行うことができる。加えて、バネ部材46及び軸部材37の間において位置ずれが生じ難い。さらに、嵌合部77aを形成する際に、突起部37eも同時に形成することができるため、加工が容易となる。従って、生産性を高めることができる。
 1…超音波モータ
 2…ステータ
 3…振動体
 3a,3b…第1,第2の主面
 3c…貫通孔
 3d…突起
 4…ロータ
 4a…凹部
 4b…側壁部
 4c…貫通孔
 4d…端面
 5…弾性部材
 5a…内周端縁部
 6…バネ部材
 6c…開口部
 6d…凸部
 6e…先端部
 6f…梁部
 6g…スリット部
 6h…外周端縁部
 7…軸部材
 7a…嵌合部
 7b…溝部
 8…第1のケース部材
 8a,8b…第1,第2の円筒突出部
 8c…貫通孔
 9…第2のケース部材
 9a…円筒突出部
 9c…貫通孔
 13A~13D…第1~第4の圧電素子
 14…圧電体
 14a,14b…第3,第4の主面
 15A,15B…第1,第2の電極
 18,19…第1,第2の軸受け部
 23…圧電素子
 24…ロータ
 25…弾性体層
 26A,26B,26C,26D…バネ部材
 26a,26b…第1,第2の面
 26d…凸部
 26f…梁部
 26i…本体部
 26j…枠状部
 26k…幅広部
 27…軸部材
 27d…溝部
 28…第1の軸受け部
 28a…止め輪
 37…軸部材
 37a…嵌合部
 37e…突起部
 46…バネ部材
 46d…凸部
 46e…先端部
 56…バネ部材
 56e…先端部
 66…バネ部材
 66d…凸部
 66e…先端部
 66l…折り返し部
 66m,66n…第1,第2の部分
 77…軸部材
 77a…嵌合部

Claims (15)

  1.  対向し合う第1の主面及び第2の主面を含む板状の振動体と、前記振動体の前記第1の主面上に設けられている圧電素子と、を有するステータと、
     前記振動体の前記第2の主面に直接的または間接的に接触しているロータと、
     前記ロータに対して、前記ロータ側から前記ステータ側に向かう方向に弾性力を付与しており、開口部を有する板状のバネ部材と、
     前記バネ部材の前記開口部に挿通され、嵌合部を有する軸部材と、
    を備え、
     前記バネ部材の前記開口部の形状が、平面視において非円形状であり、
     前記バネ部材が、前記ステータ側から前記ロータ側に向かう方向に曲げられた凸部を有し、前記凸部の先端部である前記開口部の開口端縁部と、前記軸部材の前記嵌合部とが嵌合している、超音波モータ。
  2.  前記軸部材が前記ロータと接触していない、請求項1に記載の超音波モータ。
  3.  前記バネ部材及び前記軸部材が、前記バネ部材のヤング率が前記軸部材のヤング率よりも高い関係、及び前記バネ部材のビッカース硬度が前記軸部材のビッカース硬度よりも高い関係のうち少なくとも一方の関係を有する、請求項1または2に記載の超音波モータ。
  4.  前記軸部材の前記嵌合部が溝部を有し、前記バネ部材の前記凸部の前記先端部が前記溝部内に位置していることにより、前記バネ部材及び前記軸部材が嵌合している、請求項1~3のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  5.  前記バネ部材の前記開口部の形状が、平面視において多角形状である、請求項1~4のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  6.  前記バネ部材の前記凸部に、前記開口部の多角形状の形状における複数の頂点の部分から延びる、複数のスリット部が設けられている、請求項5に記載の超音波モータ。
  7.  前記バネ部材が、平面視において放射状に配置されている複数の梁部を有し、前記バネ部材が、前記複数の梁部により前記ロータに弾性力を付与している、請求項1~6のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  8.  前記振動体の前記第1の主面及び前記第2の主面を結ぶ方向であって、回転中心に沿う方向を軸方向とし、前記軸方向を中心として周回する方向を周回方向としたときに、前記バネ部材の前記複数の梁部が、前記周回方向において均等に配置されている、請求項7に記載の超音波モータ。
  9.  前記圧電素子が、前記振動体を振動させることにより進行波を発生させ、
     前記複数の梁部の個数が、前記進行波の波数の整数倍ではなく、かつ素数である、請求項7または8に記載の超音波モータ。
  10.  平面視において、前記梁部が延びる方向と垂直な方向に沿う前記梁部の寸法を、前記梁部の幅としたときに、前記バネ部材の中央から遠ざかるにつれて、前記梁部の前記幅が狭くなっている、請求項7~9のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  11.  前記バネ部材が、本体部と、前記本体部の表面の少なくとも一部に設けられている弾性体層と、を有する、請求項1~10のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  12.  前記バネ部材及び前記ロータの間に設けられている弾性部材をさらに備え、
     前記バネ部材が、前記弾性部材を介して前記ロータに弾性力を付与している、請求項1~11のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  13.  前記弾性部材がリング状であり、かつ内周端縁部を有し、
     前記バネ部材が外周端縁部を有し、
     前記バネ部材が前記弾性部材の前記内周端縁部に接触しており、かつ前記バネ部材の前記外周端縁部が前記弾性部材に接触していない、請求項12に記載の超音波モータ。
  14.  前記軸部材の前記嵌合部が突起部を有し、該突起部に前記バネ部材の前記凸部が当接している、請求項1~13のいずれか1項に記載の超音波モータ。
  15.  一方の形状及び他方の形状が相似であるとする関係を、前記一方の形状の角部に相当する前記他方の形状の部分が、曲線の形状である場合及び面取りされた形状である場合を含む関係としたときに、前記バネ部材の前記開口部の平面視における形状、及び前記軸部材の前記嵌合部の、前記軸部材が延びる方向と直交する方向に沿う断面の形状が相似である、請求項1~14のいずれか1項に記載の超音波モータ。
PCT/JP2022/003140 2021-02-17 2022-01-27 超音波モータ WO2022176560A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280010211.6A CN116802986A (zh) 2021-02-17 2022-01-27 超声波电机
JP2023500682A JPWO2022176560A1 (ja) 2021-02-17 2022-01-27
US18/358,436 US20230364645A1 (en) 2021-02-17 2023-07-25 Ultrasonic motor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-023230 2021-02-17
JP2021023230 2021-02-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/358,436 Continuation US20230364645A1 (en) 2021-02-17 2023-07-25 Ultrasonic motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022176560A1 true WO2022176560A1 (ja) 2022-08-25

Family

ID=82931540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/003140 WO2022176560A1 (ja) 2021-02-17 2022-01-27 超音波モータ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230364645A1 (ja)
JP (1) JPWO2022176560A1 (ja)
CN (1) CN116802986A (ja)
WO (1) WO2022176560A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022114863B3 (de) 2022-06-13 2023-10-19 Physik Instrumente (PI) GmbH & Co KG Ultraschallmotor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122778A (ja) * 1984-07-10 1986-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電モ−タ
JPH0241677A (ja) * 1988-07-29 1990-02-09 Aisin Seiki Co Ltd 超音波モータ
JPH02261077A (ja) * 1989-03-30 1990-10-23 Aisin Seiki Co Ltd 超音波モータ
JPH04331480A (ja) * 1991-04-26 1992-11-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 中空型超音波モータ
JPH05252764A (ja) * 1992-03-05 1993-09-28 Nikon Corp 超音波モータ
JPH078911A (ja) * 1993-06-23 1995-01-13 Canon Inc 振動子及び超音波モータ
JP2004156757A (ja) * 2002-11-08 2004-06-03 Ochiai:Kk 係止体

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6122778A (ja) * 1984-07-10 1986-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電モ−タ
JPH0241677A (ja) * 1988-07-29 1990-02-09 Aisin Seiki Co Ltd 超音波モータ
JPH02261077A (ja) * 1989-03-30 1990-10-23 Aisin Seiki Co Ltd 超音波モータ
JPH04331480A (ja) * 1991-04-26 1992-11-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 中空型超音波モータ
JPH05252764A (ja) * 1992-03-05 1993-09-28 Nikon Corp 超音波モータ
JPH078911A (ja) * 1993-06-23 1995-01-13 Canon Inc 振動子及び超音波モータ
JP2004156757A (ja) * 2002-11-08 2004-06-03 Ochiai:Kk 係止体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022114863B3 (de) 2022-06-13 2023-10-19 Physik Instrumente (PI) GmbH & Co KG Ultraschallmotor
WO2023241759A1 (de) 2022-06-13 2023-12-21 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Ultraschallmotor

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022176560A1 (ja) 2022-08-25
US20230364645A1 (en) 2023-11-16
CN116802986A (zh) 2023-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110025167A1 (en) Ultrasonic Motor
WO2022176560A1 (ja) 超音波モータ
JPWO2022176560A5 (ja)
JP5029948B2 (ja) 超音波モータ
WO2023084972A1 (ja) 超音波モータ
WO2022224702A1 (ja) 超音波モータ
JPH0150195B2 (ja)
JPH0588073B2 (ja)
JP7392874B2 (ja) 超音波モータ
WO2022220059A1 (ja) 超音波モータ
JP2021197850A (ja) 超音波モータ
JP7485210B2 (ja) 超音波モータ
JPS6260481A (ja) 片持梁状超音波楕円振動子およびこれを用いた超音波モ−タ
JP7310914B2 (ja) 超音波モータ
WO2023157372A1 (ja) 超音波モータ
WO2022220061A1 (ja) 超音波モータ
WO2011016298A1 (ja) 超音波モータ用ロータ及び超音波モータ
JPS60174078A (ja) 圧電モ−タ
JP4731737B2 (ja) 振動波モータ
JP2007135267A (ja) 超音波モータ
CN118020245A (en) Ultrasonic motor
JP3616712B2 (ja) 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器
JPH05328756A (ja) 超音波モータ
JPH0622565A (ja) 超音波モータ
KR100223165B1 (ko) 고정자 및 회전자의 형상을 개선한 초음파 모터

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22755883

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023500682

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280010211.6

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22755883

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1