JP3241688B2 - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
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- JP3241688B2 JP3241688B2 JP10457499A JP10457499A JP3241688B2 JP 3241688 B2 JP3241688 B2 JP 3241688B2 JP 10457499 A JP10457499 A JP 10457499A JP 10457499 A JP10457499 A JP 10457499A JP 3241688 B2 JP3241688 B2 JP 3241688B2
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- moving body
- vibrating body
- ultrasonic motor
- bearing
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータの移
動体の回転支持構造に関するものである。
動体の回転支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波モータにおいて、移動体の
回転支持にベアリングを用いる場合、中心軸についてベ
アリングを介して移動体を回転可能に組み込んでいたが
そのベアリングのアガキは小さいもので特別な値には構
成されていなかった。
回転支持にベアリングを用いる場合、中心軸についてベ
アリングを介して移動体を回転可能に組み込んでいたが
そのベアリングのアガキは小さいもので特別な値には構
成されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】超音波モータは、弾性
体に接合された圧電素子に、交流電圧を印加して、その
伸縮運動により、振動体にたわみ振動波を発生させ、そ
の振動体に、加圧接触された移動体を、摩擦カによって
動かすものである。例えば、進行波型超音波モータの場
合、振動体と移動体に接合された摩擦材との接触状態
は、図３に示すようになっている。摩擦カによって駆動
するものであるから、理想的には、すべての進行波の波
頭が、摩擦材の摺動面に均一に接触していることが望ま
しい。しかしながら、圧電素子に関しても、パターン形
状のバラツキ、分極状態のバラツキ等から、真に均等な
進行波を発生させることは不可能である。また、摩擦材
の摺動面に関しても、製造上のバラツキから、接触状態
が、真に均一になることは不可能である。したがって、
より効率の高いモータを得るには、モータの構造上、上
記のバラツキを吸収する部分を持たなければならない。
移動体の回転支持にベアリングを用いた場合、ベアリン
グのアガキ部分が、その役目をする。したがって、ベア
リングのアガキ量が、極端に小さい場合、バラツキを吸
収できなくなり、接触状態が不均一となり、スベリが発
生して、モータ性能が悪化する。
体に接合された圧電素子に、交流電圧を印加して、その
伸縮運動により、振動体にたわみ振動波を発生させ、そ
の振動体に、加圧接触された移動体を、摩擦カによって
動かすものである。例えば、進行波型超音波モータの場
合、振動体と移動体に接合された摩擦材との接触状態
は、図３に示すようになっている。摩擦カによって駆動
するものであるから、理想的には、すべての進行波の波
頭が、摩擦材の摺動面に均一に接触していることが望ま
しい。しかしながら、圧電素子に関しても、パターン形
状のバラツキ、分極状態のバラツキ等から、真に均等な
進行波を発生させることは不可能である。また、摩擦材
の摺動面に関しても、製造上のバラツキから、接触状態
が、真に均一になることは不可能である。したがって、
より効率の高いモータを得るには、モータの構造上、上
記のバラツキを吸収する部分を持たなければならない。
移動体の回転支持にベアリングを用いた場合、ベアリン
グのアガキ部分が、その役目をする。したがって、ベア
リングのアガキ量が、極端に小さい場合、バラツキを吸
収できなくなり、接触状態が不均一となり、スベリが発
生して、モータ性能が悪化する。
【０００４】そこで、本発明では、従来のこのような課
題を解決し、効率の高いモータを提供することを目的と
する。
題を解決し、効率の高いモータを提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明においては、移動体の回転支持に用いられ
るベアリングのスラスト方向のアガキ量を、振動体に発
生する振動波の振幅量、あるいは、摩擦材摺動面のうね
り量の両者のうちの大きい方の量より大きくする構造と
した。ここで、上記ベアリングのスラスト方向のアガキ
量とは、図２（ａ）に示すように、外輪２０１が内輪に
対しボールを介して上へ上昇した状態から、図２（ｂ）
に示すように、外輪２０４が内輪に対しボールを介して
下へ下降した状態まで変化する時の上下方向の全移動量
である。
めに、本発明においては、移動体の回転支持に用いられ
るベアリングのスラスト方向のアガキ量を、振動体に発
生する振動波の振幅量、あるいは、摩擦材摺動面のうね
り量の両者のうちの大きい方の量より大きくする構造と
した。ここで、上記ベアリングのスラスト方向のアガキ
量とは、図２（ａ）に示すように、外輪２０１が内輪に
対しボールを介して上へ上昇した状態から、図２（ｂ）
に示すように、外輪２０４が内輪に対しボールを介して
下へ下降した状態まで変化する時の上下方向の全移動量
である。
【０００６】移動体の回転支持に用いられるベアリング
のスラスト方向のアガキ量を、振動体に発生する進行波
の振幅量より大きくすることによって、移動体の上下方
向の自由度が増大し、振動波が不均一になっても、移動
体は、自動的に最も安定した接触状態に倣おうとする。
また、ベアリングのスラスト方向のアガキ量を、摩擦材
摺動面のうねり量より大きくすることによって、自由度
が増し、振動体との接触面が片当りすることを防ぎ、よ
り均一な接触状態になる。
のスラスト方向のアガキ量を、振動体に発生する進行波
の振幅量より大きくすることによって、移動体の上下方
向の自由度が増大し、振動波が不均一になっても、移動
体は、自動的に最も安定した接触状態に倣おうとする。
また、ベアリングのスラスト方向のアガキ量を、摩擦材
摺動面のうねり量より大きくすることによって、自由度
が増し、振動体との接触面が片当りすることを防ぎ、よ
り均一な接触状態になる。
【０００７】以上の作用から、振動体の振動を、移動体
に効率よく伝えることができ、効率の高い超音波モータ
を提供することができる。
に効率よく伝えることができ、効率の高い超音波モータ
を提供することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を、図面
に基づいて説明する。図１は、本発明による超音波モー
タの基本構成を示す。振動体１０６は、Ａｌ等の金属か
らなり、分極処理されたＰＺＴの圧電素子１０７が接着
され、中心軸１０９に、打込まれている。振動体１０６
は、圧電素子１０７による振動を拡大するために、複数
のくし歯状の突起１０６ａを持ち、その先端面が移動体
１０４との接触面となる。移動体１０４は、金属からな
る移動体部に、複合プラスチック材からなる摩擦材１０
５が接着され、中心部にベアリング１０３の外輪１０３
ａが打込まれている。このベアリング１０３の内輪１０
３ｂが振動体１０６の中心軸１０９にセットされ、モー
タを構成する。また、ベアリング１０３の内輪１０３ｂ
は、加圧バネ１０２により、加圧され、ボール１１１を
介して、振動体１０６と摩擦材１０５の接触面に、加圧
力を与える。
に基づいて説明する。図１は、本発明による超音波モー
タの基本構成を示す。振動体１０６は、Ａｌ等の金属か
らなり、分極処理されたＰＺＴの圧電素子１０７が接着
され、中心軸１０９に、打込まれている。振動体１０６
は、圧電素子１０７による振動を拡大するために、複数
のくし歯状の突起１０６ａを持ち、その先端面が移動体
１０４との接触面となる。移動体１０４は、金属からな
る移動体部に、複合プラスチック材からなる摩擦材１０
５が接着され、中心部にベアリング１０３の外輪１０３
ａが打込まれている。このベアリング１０３の内輪１０
３ｂが振動体１０６の中心軸１０９にセットされ、モー
タを構成する。また、ベアリング１０３の内輪１０３ｂ
は、加圧バネ１０２により、加圧され、ボール１１１を
介して、振動体１０６と摩擦材１０５の接触面に、加圧
力を与える。
【０００９】実際に、振動体の外径がφ１０ｍｍのモー
タを製作したところ、無負荷状態の振動体の振幅は、１
〜２μ程度であった。また、摩擦材のうねりは、５〜１
０μ程度であった。このモータで、ベアリングのアガキ
量を様々に変更して実験したところ、アガキ量が、１０
μ以下のものは、極めて、回転性能が悪かった。また、
摺動音も大きく、スベリが発生しているのがわかった。
したがって、この場合、ベアリングのアガキ量は、摩擦
材のうねり量より大きいことが望ましい。
タを製作したところ、無負荷状態の振動体の振幅は、１
〜２μ程度であった。また、摩擦材のうねりは、５〜１
０μ程度であった。このモータで、ベアリングのアガキ
量を様々に変更して実験したところ、アガキ量が、１０
μ以下のものは、極めて、回転性能が悪かった。また、
摺動音も大きく、スベリが発生しているのがわかった。
したがって、この場合、ベアリングのアガキ量は、摩擦
材のうねり量より大きいことが望ましい。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、超音波
モータの移動体の回転支持構造において、ベアリングを
用いた場合、そのスラスト方向アガキ量を、振動体に発
生する振動波の振幅量、あるいは、摩擦材摺動面のうね
り量の両者のうちの大きい方の量より、大きくすること
によって、移動体の上下方向の自由度が増大し、振動
体、及び、摩擦材のバラツキを吸収して、安定した接触
状態となり、効率の良い超音波モータを提供することが
できる。
モータの移動体の回転支持構造において、ベアリングを
用いた場合、そのスラスト方向アガキ量を、振動体に発
生する振動波の振幅量、あるいは、摩擦材摺動面のうね
り量の両者のうちの大きい方の量より、大きくすること
によって、移動体の上下方向の自由度が増大し、振動
体、及び、摩擦材のバラツキを吸収して、安定した接触
状態となり、効率の良い超音波モータを提供することが
できる。
【図１】本発明による移動体回転支持構造を有する超音
波モータの断面図である。
波モータの断面図である。
【図２】本発明によるベアリングのアガキ量を示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明による超音波モータの接触状態を示す断
面図である。
面図である。
１０１・・・・・・止メネジ １０２・・・・・・加圧バネ １０３・・・・・・ベアリング １０４、３０１・・移動体 １０５、３０２・・摩擦材 １０６、３０３・・振動体 １０７・・・・・・圧電素子 １０８・・・・・・リード線 １０９・・・・・・中心軸 １１０・・・・・・固定台 １０３ａ、２０１、２０４・・外輪 １０３ｂ、２０２、２０５・・内輪 １１１、２０３、２０６・・ボール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−277480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64278（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/00
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電素子を有する振動体と、前記振動体
に圧接され、前記圧電素子の伸縮運動による振動波で摩
擦駆動する移動体を有する超音波モータにおいて、 前記移動体に設けられたベアリングの内輪を加圧するこ
とで前記移動体と前記振動体の接触圧を得る加圧手段を
有し、 前記ベアリングの内輪に対して外輪が、 前記振動体に発
生する振動波の振幅量、または、前記移動体の前記振動
体接触面のうねり量の大きい方よりも、さらに大きい値
のスラスト方向のあがき量を有することを特徴とする超
音波モータ。 - 【請求項２】 前記移動体を回転可能に支持する支持ピ
ンを前記振動体に設けた請求項１記載の超音波モータ。 - 【請求項３】 前記振動体と接触する個所に摩擦材を固
定した移動体を有する請求項１記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10457499A JP3241688B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10457499A JP3241688B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 超音波モータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013031A Division JP2967230B2 (ja) | 1989-06-19 | 1990-01-22 | 超音波モータ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001136427A Division JP3295075B2 (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11332264A JPH11332264A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3241688B2 true JP3241688B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=14384220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10457499A Expired - Fee Related JP3241688B2 (ja) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3241688B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI706692B (zh) | 2015-03-20 | 2020-10-01 | 日商特電股份有限公司 | 感應加熱系統 |
-
1999
- 1999-04-12 JP JP10457499A patent/JP3241688B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI706692B (zh) | 2015-03-20 | 2020-10-01 | 日商特電股份有限公司 | 感應加熱系統 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11332264A (ja) | 1999-11-30 |
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Legal Events
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