JP2577118B2 - 振動波駆動装置 - Google Patents
振動波駆動装置Info
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- JP2577118B2 JP2577118B2 JP2207763A JP20776390A JP2577118B2 JP 2577118 B2 JP2577118 B2 JP 2577118B2 JP 2207763 A JP2207763 A JP 2207763A JP 20776390 A JP20776390 A JP 20776390A JP 2577118 B2 JP2577118 B2 JP 2577118B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フリクションクラッチを備えた振動波駆動
装置に関するものである。
装置に関するものである。
［従来の技術］ 近年、振動の合成によって振動弾性体の表面粒子に
円、又は楕円運動を励起させ、その表面に摩擦接触する
部材と該弾性体とを相対移動させる超音波モータが提供
されている。
円、又は楕円運動を励起させ、その表面に摩擦接触する
部材と該弾性体とを相対移動させる超音波モータが提供
されている。
超音波モータとして、円環形状に形成された形式、ま
た棒状に形成された形式が提案されているが、これらは
いずれも駆動のための振動を発生させるためのステータ
を構成する振動弾性体と、該振動弾性体に形成される駆
動振動を回転力に変換するロータ等の回転変換部材とを
摩擦接触させ、摩擦力により該回転変換部材を回転させ
るという基本的な駆動原理は同じである。
た棒状に形成された形式が提案されているが、これらは
いずれも駆動のための振動を発生させるためのステータ
を構成する振動弾性体と、該振動弾性体に形成される駆
動振動を回転力に変換するロータ等の回転変換部材とを
摩擦接触させ、摩擦力により該回転変換部材を回転させ
るという基本的な駆動原理は同じである。
円環形状の超音波モータを例えばオートフォーカスの
駆動源としてレンズ鏡筒に使用する場合、ギア等の伝達
機構を用いずに、ロータの回転出力を直接フォーカスレ
ンズに付与することができるといった利点があるが、円
環形状の形式の超音波モータは、製作コストの点におい
て棒状の形式の超音波モータに比べて不利であるといっ
た難がある。
駆動源としてレンズ鏡筒に使用する場合、ギア等の伝達
機構を用いずに、ロータの回転出力を直接フォーカスレ
ンズに付与することができるといった利点があるが、円
環形状の形式の超音波モータは、製作コストの点におい
て棒状の形式の超音波モータに比べて不利であるといっ
た難がある。
棒状超音波モータは、円環形状の超音波モータのよう
に、例えばレンズを取り囲むように配置することができ
ないため、歯車等の伝達機構を介してロータの回転力を
被駆動部材、例えばフォーカスレンズに伝達する構成と
することになる。
に、例えばレンズを取り囲むように配置することができ
ないため、歯車等の伝達機構を介してロータの回転力を
被駆動部材、例えばフォーカスレンズに伝達する構成と
することになる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、棒状超音波モータを駆動源とし、伝達
機構を介して被駆動部材を駆動する場合、ロータの回転
力を被駆動部材に伝達する歯車等の回転出力部材に高負
荷加わると、ロータの回転が不安定となり、最悪の場合
ステータ振動の共振状態から外れて回転が停止するた
め、ステータが振動しているのにロータがその場所で止
まっていることによる音の発生（キーキー音）を起こし
たり、ステータとロータとの間で異常摩耗が発生すると
いう問題があった。
機構を介して被駆動部材を駆動する場合、ロータの回転
力を被駆動部材に伝達する歯車等の回転出力部材に高負
荷加わると、ロータの回転が不安定となり、最悪の場合
ステータ振動の共振状態から外れて回転が停止するた
め、ステータが振動しているのにロータがその場所で止
まっていることによる音の発生（キーキー音）を起こし
たり、ステータとロータとの間で異常摩耗が発生すると
いう問題があった。
そこで、このような問題を解決するために、特開平２
−97281号では、高負荷が加わるとロータを空回転させ
るようにしているが、この方式ではロータと出力軸との
間に摩擦板を新たに設ける必要があるため、スペース
や、コストの面で有効とはいえなかった。
−97281号では、高負荷が加わるとロータを空回転させ
るようにしているが、この方式ではロータと出力軸との
間に摩擦板を新たに設ける必要があるため、スペース
や、コストの面で有効とはいえなかった。
本発明は、このような従来の問題を解決し、外部から
駆動系に高負荷が加わっても、ロータとステータ間の異
常摩設や、異音の発生を防止することができる機構を簡
単な構造で得ることができ、しかも装置の小型化が図れ
ることができる振動波駆動装置を提供することを目的と
する。
駆動系に高負荷が加わっても、ロータとステータ間の異
常摩設や、異音の発生を防止することができる機構を簡
単な構造で得ることができ、しかも装置の小型化が図れ
ることができる振動波駆動装置を提供することを目的と
する。
［課題を解決するための手段］ 本発明の目的を実現する振動波駆動装置の構成は、所
定方向に延びた軸を有する振動子に回転部材を摩擦接触
させ、該振動子に駆動振動を励起させて該回転部材を駆
動すると共に、前記軸の回りに配置され、かつ該回転部
材と摩擦接触して出力を取り出す中空回転出力部材とを
備え、該回転部材と該回転出力部材との摩擦力を、該振
動子と該回転部材との摩擦力より小さく設定したことを
特徴とする振動波駆動装置にある。
定方向に延びた軸を有する振動子に回転部材を摩擦接触
させ、該振動子に駆動振動を励起させて該回転部材を駆
動すると共に、前記軸の回りに配置され、かつ該回転部
材と摩擦接触して出力を取り出す中空回転出力部材とを
備え、該回転部材と該回転出力部材との摩擦力を、該振
動子と該回転部材との摩擦力より小さく設定したことを
特徴とする振動波駆動装置にある。
この構成において、回転部材と回転出力部材との摩擦
力は、前記回転出力部材の内周面と前記軸との間に設け
られ、一端が軸の一部に係合し、他端が前記回転出力部
材に間接的に係合した、振動子と回転部材とに摩擦力を
付与する加圧部材によって発生させることができる。
力は、前記回転出力部材の内周面と前記軸との間に設け
られ、一端が軸の一部に係合し、他端が前記回転出力部
材に間接的に係合した、振動子と回転部材とに摩擦力を
付与する加圧部材によって発生させることができる。
また、前記回転出力部材の外周面に設けられ、負荷に
係合する出力歯車を有する。
係合する出力歯車を有する。
［作 用］ 上記の如く構成した振動波駆動装置は、回転出力部材
に高負荷が加わった場合、回転部材の回転が不安定又は
停止する前に回転出力部材に対して回転部材が滑り出
す。
に高負荷が加わった場合、回転部材の回転が不安定又は
停止する前に回転出力部材に対して回転部材が滑り出
す。
また、振動子と回転部材に摩擦力を付与するための加
圧部材を利用して、回転部材と回転出力部材との摩擦力
を得ているが、この加圧部材は回転出力部材の中空の内
部に配置でき、装置の小型化が可能となる。
圧部材を利用して、回転部材と回転出力部材との摩擦力
を得ているが、この加圧部材は回転出力部材の中空の内
部に配置でき、装置の小型化が可能となる。
さらに、回転出力部材と出力歯車とを一体化でき、装
置の小型化を図ることができる。
置の小型化を図ることができる。
［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明による振動波駆動装置の一実施例を示
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は縦断面図であ
る。
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は縦断面図であ
る。
１は金属材料からなる円柱形状の振動弾性体、２は振
動弾性体１の外径と同形の外径を有する金属材料からな
る押え体、3a〜3dは振動弾性体１の外径と同径の外径に
形成された円環形状の圧電素子板、4a〜4dは圧電素子板
3a〜3dの電極板であり、振動弾性体１と押え体２との間
に、該電極板4a〜4d、圧電素子板3a〜3dを配設し、ボル
ト５を押え体２を通して振動弾性体１に螺着することに
より、これらを一体に固定し、振動波駆動装置Ａのステ
ータを構成している。
動弾性体１の外径と同形の外径を有する金属材料からな
る押え体、3a〜3dは振動弾性体１の外径と同径の外径に
形成された円環形状の圧電素子板、4a〜4dは圧電素子板
3a〜3dの電極板であり、振動弾性体１と押え体２との間
に、該電極板4a〜4d、圧電素子板3a〜3dを配設し、ボル
ト５を押え体２を通して振動弾性体１に螺着することに
より、これらを一体に固定し、振動波駆動装置Ａのステ
ータを構成している。
振動波駆動装置Ａは、ステータの電極板4a〜4dに不図
示の電源回路から位相の異なる交流電圧を印加すること
により、圧電素子板3a〜3dが機械的振動をステータに形
成し、これら振動の合成によってステータに縄飛びのよ
うな運動を励起し、ステータの前端部に摩擦接触する後
記のロータ６を摩擦駆動する。６はロータで、後端部
（摩擦接触部）6aを振動弾性体１のテーパ部1aに当接さ
せ、後記する加圧バネ10による加圧により適切な摩擦力
を得ている。
示の電源回路から位相の異なる交流電圧を印加すること
により、圧電素子板3a〜3dが機械的振動をステータに形
成し、これら振動の合成によってステータに縄飛びのよ
うな運動を励起し、ステータの前端部に摩擦接触する後
記のロータ６を摩擦駆動する。６はロータで、後端部
（摩擦接触部）6aを振動弾性体１のテーパ部1aに当接さ
せ、後記する加圧バネ10による加圧により適切な摩擦力
を得ている。
７は歯車7aを有する摩擦安定材料製の回転出力部材
で、後端面とロータ６の端面との間でフリクション結合
している。この歯車7aは、ロータ６の回転を外部に伝達
するためのものである。
で、後端面とロータ６の端面との間でフリクション結合
している。この歯車7aは、ロータ６の回転を外部に伝達
するためのものである。
ロータ６と回転出力部材７とのフリクション結合のフ
リクション力は、加圧バネ10により発生し、その力は振
動弾性体１とロータ６との摩擦力より小さくなるように
（摩擦係数が小さくなるように）設定されている。
リクション力は、加圧バネ10により発生し、その力は振
動弾性体１とロータ６との摩擦力より小さくなるように
（摩擦係数が小さくなるように）設定されている。
すなわち、回転出力部材７に外部から回転力を与えて
も、ロータ６はステータに対する摩擦力が回転出力部材
７に対する摩擦力よりも大きいために回転することはな
く、回転出力部材７のみが回転することになる。
も、ロータ６はステータに対する摩擦力が回転出力部材
７に対する摩擦力よりも大きいために回転することはな
く、回転出力部材７のみが回転することになる。
一方、回転出力部材７の内径部にベアリング８を設
け、このベアリング８の内径部に中空の軸９を嵌入する
ことで、ロータ６と回転出力部材７とを回転可能として
いる。
け、このベアリング８の内径部に中空の軸９を嵌入する
ことで、ロータ６と回転出力部材７とを回転可能として
いる。
軸９は、ボルト５の摺動部5aに嵌合することで、ステ
ータの軸心と一致させている。
ータの軸心と一致させている。
10は加圧バネであり、軸９の段部9aを押圧すること
で、フランジ部9bによりベアリング８を押圧し、その押
圧力で振動弾性体１とロータ６、ロータ６と回転出力部
材７との間に摩擦力が発生するように構成している。
で、フランジ部9bによりベアリング８を押圧し、その押
圧力で振動弾性体１とロータ６、ロータ６と回転出力部
材７との間に摩擦力が発生するように構成している。
加圧バネ10の加圧力は、平板形状の保持部材11の孔部
11cをボルト５の先端部に形成されたピン部5bに挿入
し、例えば接着剤により固着するといった周知の方法で
固定することで発生させている。
11cをボルト５の先端部に形成されたピン部5bに挿入
し、例えば接着剤により固着するといった周知の方法で
固定することで発生させている。
この振動波駆動装置Ａは、保持部材11を不図示の固定
部材に対し、ビス孔11a、11bを通して不図示のビスによ
りビス止めすることにより固定されている。
部材に対し、ビス孔11a、11bを通して不図示のビスによ
りビス止めすることにより固定されている。
なお、振動波駆動装置のステータを支持するに際し、
ステータに励起される振動に影響を与えないようにする
ことが必要であり、ステータの端は振動の腹位置とな
り、径方向における変位があるのみで、しかも該変位は
実際には微小であるため、ステータの一端であるピン部
5bで固定することにより、ステータの振動に影響を与え
ることはない。
ステータに励起される振動に影響を与えないようにする
ことが必要であり、ステータの端は振動の腹位置とな
り、径方向における変位があるのみで、しかも該変位は
実際には微小であるため、ステータの一端であるピン部
5bで固定することにより、ステータの振動に影響を与え
ることはない。
このように構成した振動波駆動装置において、回転出
力部材７に高負荷が加わった場合、ロータ６の回転が不
安定となったり、あるいは回転停止する前に、ロータ６
が回転出力部材７に対し滑り出し、ロータ６とステータ
との間に、回転出力部材７からの高負荷が伝達されるこ
とがない。
力部材７に高負荷が加わった場合、ロータ６の回転が不
安定となったり、あるいは回転停止する前に、ロータ６
が回転出力部材７に対し滑り出し、ロータ６とステータ
との間に、回転出力部材７からの高負荷が伝達されるこ
とがない。
以上のような作動を成立させるためには、振動弾性体
１、ロータ６及び回転出力部材７の材質の選択が問題と
なるが、振動弾性体１を黄銅、ロータ６をアルミニウム
とする組み合わせとし、この摩擦係数を0.8以上とする
と共に、回転出力部材７をポリアセタールとし、ロータ
６との摩擦係数を0.2以下として上記の動作を行わせた
ところ、良好に作動することが確認され、またこれらの
材質だけでなく、４倍程度の摩擦係数の差があれば、振
動弾性体１とロータ６とが滑る前に、ロータ６と回転出
力部材７が確実に滑ることが確認された。
１、ロータ６及び回転出力部材７の材質の選択が問題と
なるが、振動弾性体１を黄銅、ロータ６をアルミニウム
とする組み合わせとし、この摩擦係数を0.8以上とする
と共に、回転出力部材７をポリアセタールとし、ロータ
６との摩擦係数を0.2以下として上記の動作を行わせた
ところ、良好に作動することが確認され、またこれらの
材質だけでなく、４倍程度の摩擦係数の差があれば、振
動弾性体１とロータ６とが滑る前に、ロータ６と回転出
力部材７が確実に滑ることが確認された。
なお、図に示すように、振動弾性体１、ロータ６、回
転出力部材７は略同径に形成され、保持部材11がこれら
振動弾性体１、ロータ６、回転出力部材７に対して略同
径以上となるように構成し、これを一体的に組みつけて
ユニット化している。
転出力部材７は略同径に形成され、保持部材11がこれら
振動弾性体１、ロータ６、回転出力部材７に対して略同
径以上となるように構成し、これを一体的に組みつけて
ユニット化している。
［発明の効果］ 請求項１に係る発明によれば、回転出力部材に高負荷
が加わっても、回転部材の回転が不安定又は停止する前
に、回転部材が回転出力部材に対して滑り出すことによ
り、振動子と回転部材との間に異常摩耗が発生するこ
と、および異常音が発生することを防止できるという効
果のみならず、以下の効果も奏する。
が加わっても、回転部材の回転が不安定又は停止する前
に、回転部材が回転出力部材に対して滑り出すことによ
り、振動子と回転部材との間に異常摩耗が発生するこ
と、および異常音が発生することを防止できるという効
果のみならず、以下の効果も奏する。
すなわち、回転出力部材は、軸の回りに配置されてい
るので、該回転出力部材はブレることなく滑らかに回転
し、したがって該回転出力部材と回転部材との間の摩擦
力は、回転時にも初期の摩擦力を保持することができ
る。
るので、該回転出力部材はブレることなく滑らかに回転
し、したがって該回転出力部材と回転部材との間の摩擦
力は、回転時にも初期の摩擦力を保持することができ
る。
このため、回転部材と回転出力部材との間の摩擦部
と、振動子と回転部材との間の摩擦部との両摩擦部の摩
擦力の関係が逆転するという可能性は極めて少なくな
り、上述した異常摩耗等の問題が発生する可能性をより
一層減少させることができる。
と、振動子と回転部材との間の摩擦部との両摩擦部の摩
擦力の関係が逆転するという可能性は極めて少なくな
り、上述した異常摩耗等の問題が発生する可能性をより
一層減少させることができる。
請求項２に係る発明によれば、振動子と回転部材に摩
擦力を付与するための加圧部材を利用して、回転部材と
回転出力部材との摩擦力を得ており、しかもこの加圧部
材は回転出力部材の中空の内部に配置しているので、装
置の小型化が可能となる。
擦力を付与するための加圧部材を利用して、回転部材と
回転出力部材との摩擦力を得ており、しかもこの加圧部
材は回転出力部材の中空の内部に配置しているので、装
置の小型化が可能となる。
請求項３に係る発明によれば、回転出力部材と出力歯
車とを一体化でき、装置の小型化を図ることができる。
車とを一体化でき、装置の小型化を図ることができる。
第１図は本発明による振動波駆動装置の一実施例を示
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。 A:超音波モータ 1:弾性振動体、2:押え体 3a〜3d:圧電素子板 4a〜4d:電極板 5:ボルト、6:ロータ 7:回転出力部材、8:ベアリング 9:軸、10:加圧バネ 11:保持部材。
し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。 A:超音波モータ 1:弾性振動体、2:押え体 3a〜3d:圧電素子板 4a〜4d:電極板 5:ボルト、6:ロータ 7:回転出力部材、8:ベアリング 9:軸、10:加圧バネ 11:保持部材。
Claims (3)
- 【請求項１】所定方向に延びた軸を有する振動子に回転
部材を摩擦接触させ、該振動子に駆動振動を励起させて
該回転部材を駆動すると共に、前記軸の回りに配置さ
れ、かつ該回転部材と摩擦接触して出力を取り出す中空
の回転出力部材とを備え、該回転部材と該回転出力部材
との摩擦力を、該振動子と該回転部材との摩擦力より小
さく設定したことを特徴とする振動波駆動装置。 - 【請求項２】請求項１において、回転部材と回転出力部
材との摩擦力は、前記回転出力部材の内周面と前記軸と
の間に設けられ、一端が軸の一部に係合し、他端が前記
回転出力部材に間接的に係合した、振動子と回転部材と
に摩擦力を付与する加圧部材によって発生させることを
特徴とする振動波駆動装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記回転出力
部材の外周面に設けられ、負荷に係合する出力歯車を有
することを特徴とする振動波駆動装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207763A JP2577118B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 振動波駆動装置 |
| US08/034,182 US5428260A (en) | 1990-08-03 | 1993-03-18 | Vibration driven motor |
| US08/416,183 US5633553A (en) | 1990-08-03 | 1995-04-04 | Vibration driven motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207763A JP2577118B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 振動波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491682A JPH0491682A (ja) | 1992-03-25 |
| JP2577118B2 true JP2577118B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16545144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2207763A Expired - Fee Related JP2577118B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-06 | 振動波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577118B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123492U (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-22 | ||
| JPH0297281A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Kyocera Corp | 振動波モータ |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2207763A patent/JP2577118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0491682A (ja) | 1992-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |