JPH05300763A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JPH05300763A
JPH05300763A JP4095664A JP9566492A JPH05300763A JP H05300763 A JPH05300763 A JP H05300763A JP 4095664 A JP4095664 A JP 4095664A JP 9566492 A JP9566492 A JP 9566492A JP H05300763 A JPH05300763 A JP H05300763A
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center bolt
ultrasonic motor
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幹雄 梅田
Toru Nakazawa
徹 中澤
Toshio Takahashi
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Abstract

PURPOSE:To get an ultrasonic motor quiet and high in 'durability by suppressing the noise occurring from a center bolt. CONSTITUTION:In an ultrasonic motor 41, which is equipped with a cylindrical stator 24 having a vertical oscillator 16 and a torsion oscillator 20 and a rotor 26 being pivoted by the center bolt 25 and being welded rotatably to the front of the stator 24 and being arranged in succession with the stator 24, a resinous collar is installed on at least one part of the center bolt 25. Hereby, it becomes one where a resinous collar is interposed between the center bolt and the metallic part rub against the center bolt, thus the occurrence of noise, which occurs when metals rub together, can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気ひずみ振動子を用い
て回転駆動力を発生する超音波モータに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor which uses an electrostrictive oscillator to generate a rotational driving force.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波モータは電気−機械変換効率が大
変高く、低速であっても大きな駆動トルクを発生させる
ことのできるものである。中でも、低速であっても安定
して回転トルクを発生し、しかも制御が容易な複合振動
子型超音波モータは様々な分野での使用が期待されてい
る。
2. Description of the Related Art Ultrasonic motors have a very high electromechanical conversion efficiency and can generate a large driving torque even at low speeds. Above all, a composite oscillator ultrasonic motor that stably generates a rotating torque even at a low speed and is easy to control is expected to be used in various fields.

【0003】従来、この種の超音波モータの一構造例と
して、図2に示す構造の超音波モータが知られている。
図2に示す超音波モータ12は、ステータボトム22と
環状のねじり振動子20と中空のステータホルダ18と
環状の縦振動子16と中空のステータヘッド14がセン
タボルト25で連結されてなるステータ24と、ロータ
26とからなる。ロータ26はベアリング35を介して
センタボルト25で軸支されると共にステータ24と連
結され、ステータ24とロータ26は摺動状態で連設し
ている。ステータ24とロータ26の間には摩擦材が介
在している。また、センタボルト25には、第1ばね受
け29と第2ばね受け30とで係止されたばね部材28
が装着され、ばね部材28はロータ26をステータヘッ
ド14に摩擦材を介して押圧している。尚、第2ばね受
け30は座金34を介してナット10で係止され、符号
36はワッシャである。
Conventionally, an ultrasonic motor having a structure shown in FIG. 2 is known as an example of the structure of this kind of ultrasonic motor.
The ultrasonic motor 12 shown in FIG. 2 includes a stator 24, an annular torsion oscillator 20, a hollow stator holder 18, an annular vertical oscillator 16, and a hollow stator head 14 connected by a center bolt 25 to a stator 24. And a rotor 26. The rotor 26 is axially supported by the center bolt 25 via a bearing 35 and is connected to the stator 24, and the stator 24 and the rotor 26 are continuously connected in a sliding state. A friction material is interposed between the stator 24 and the rotor 26. Further, the center bolt 25 has a spring member 28 locked by a first spring receiver 29 and a second spring receiver 30.
Is mounted, and the spring member 28 presses the rotor 26 against the stator head 14 via a friction material. The second spring receiver 30 is locked by the nut 10 via the washer 34, and the reference numeral 36 is a washer.

【0004】前記構成の超音波モータ12においては、
ねじり振動子20がロータ26の回転駆動力を発生さ
せ、縦振動子16はステータ24とロータ26との接触
制御を行なうようになっている。即ち、ばね部材28の
ばね力によってステータヘッド14とロータ26が押圧
触されている状態でねじり振動子20に電圧を印加する
と、ねじり振動子20のねじり力によってロータ26は
微小角度回転する。回転後に縦振動子16でロータ26
のステータヘッド14に対する押圧力を少なくすると、
ねじり振動子20のねじり量は相殺されて消失する。こ
こで再びねじり振動子20に電圧を印加するとロータ2
6は再び微小角度回転することになる。こうしたねじり
振動子20の振動と縦振動子16の振動の組合せからな
る楕円運動を繰り返し行なうことで、ロータ26を一定
の方向に連続回転させることができ、この構造の超音波
モータは、低速でも高トルクが容易に得られ、運転音が
静かな特徴を有している。
In the ultrasonic motor 12 having the above structure,
The torsional oscillator 20 generates a rotational driving force for the rotor 26, and the vertical oscillator 16 controls contact between the stator 24 and the rotor 26. That is, when a voltage is applied to the torsional oscillator 20 while the stator head 14 and the rotor 26 are pressed and touched by the spring force of the spring member 28, the rotor 26 rotates a minute angle by the torsional force of the torsional oscillator 20. After rotation, the vertical oscillator 16 causes the rotor 26 to rotate.
When the pressing force of the stator head 14 on the
The amount of twist of the torsion oscillator 20 is offset and disappears. When voltage is applied to the torsional vibrator 20 again, the rotor 2
6 will rotate by a small angle again. The rotor 26 can be continuously rotated in a fixed direction by repeatedly performing an elliptic motion that is a combination of the vibration of the torsional vibrator 20 and the vibration of the vertical vibrator 16, and the ultrasonic motor having this structure can operate at a low speed. High torque can be easily obtained and the driving noise is quiet.

【0005】そして、ロータ26にスポーク等を形成
し、回転運動を要する対象体と連結させることで、有効
に超音波モータ12の回転力を取り出して使用すること
ができる。
Then, by forming spokes or the like on the rotor 26 and connecting them to an object requiring a rotational movement, the rotational force of the ultrasonic motor 12 can be effectively taken out and used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般に超音波モータは
運転音が小さく静かで高品質なモータとされている。し
かしながら、金属であるセンタボルト25には、やはり
金属からなるベアリング35、ワッシャ36やばね受け
29等が接触し、駆動時には擦れ合うこととなる。ま
た、超音波モータは縦振動とねじれ振動を利用して駆動
するものであるから必然的にセンタボルト25も微小で
はあるが、生じる縦振動やねじれ振動に応じて縦方向に
振動し、または軸方向に対して傾いた振動が生じてしま
うものであった。これら複雑なセンタボルトの振動によ
って、センタボルト25と該センタボルト25と接触す
る各種金属部品との間からノイズが発生してしまうもの
であった。こうしたノイズは超音波モータの静粛性が高
いという高品質性を妨げてしまうものであった。さらに
は、上記振動するセンタボルト25と各種金属部品との
接触は、これらセンタボルト等の部品に異常な摩耗を生
じさせてしまうものであった。この異常摩耗はモータの
回転むらを引き起こすばかりでなく、超音波モータの耐
久性をも低下せしめてしまうものであった。
Generally, an ultrasonic motor is a high-quality motor that produces a low operating noise and is quiet. However, the metal center bolt 25 comes into contact with the bearing 35, the washer 36, the spring receiver 29, and the like, which are also made of metal, and they rub against each other during driving. Further, since the ultrasonic motor is driven by utilizing vertical vibration and torsional vibration, the center bolt 25 is inevitably small, but it vibrates in the longitudinal direction according to the generated longitudinal vibration or torsional vibration, or The vibration that is inclined with respect to the direction is generated. Due to these complicated vibrations of the center bolt, noise is generated between the center bolt 25 and various metal parts in contact with the center bolt 25. Such noise impedes the high quality of the ultrasonic motor, which is quiet. Further, the contact between the vibrating center bolt 25 and various metal parts causes abnormal wear of parts such as the center bolt. This abnormal wear not only causes uneven rotation of the motor, but also deteriorates the durability of the ultrasonic motor.

【0007】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、センタボルトから発生するノイズを抑え、静
粛性が高く、かつ耐久性能の高い超音波モータを提供す
るものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides an ultrasonic motor which suppresses noise generated from a center bolt, has high quietness, and has high durability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、縦振動子とねじり振動子を有した円柱状のステータ
と、センタボルトにて軸支されステータの前部に回転自
在に加圧接触されてステータと連設するロータとを具備
した超音波モータにおいて、センタボルトの少なくとも
一部に樹脂製カラーが装着されていることを特徴とする
ものである。
An ultrasonic motor according to the present invention is a cylindrical stator having a vertical oscillator and a torsion oscillator, and is rotatably pressed to the front portion of the stator by being axially supported by a center bolt. In an ultrasonic motor including a rotor that is in contact with and is connected to a stator, a resin collar is attached to at least a part of the center bolt.

【0009】[0009]

【作用】本発明の超音波モータでは、駆動時のノイズ発
生源であるセンタボルトと、これと擦れ合う金属部品と
の間に樹脂製のカラーを介在させるもので、このことに
よりセンタボルトと金属部品とが直接擦れ合うことがな
くなり、駆動時にセンタボルト及び金属部品が振動した
としても、金属どうしが擦れる時に生じる比較的大きな
ノイズが発生することがなくなる。
In the ultrasonic motor of the present invention, a resin collar is interposed between the center bolt, which is a noise source at the time of driving, and the metal part that rubs against the center bolt. No longer directly rubbing against each other, and even if the center bolt and metal parts vibrate during driving, relatively large noise generated when the metals rub against each other will not occur.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の一実施例を図1を参照して説明す
る。尚、図2に示した従来例の超音波モータと同一の部
材には同符号を使用し、説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same members as those of the conventional ultrasonic motor shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0011】図1に示す超音波モータ41は、ステータ
ボトム22と環状のねじり振動子20と中空のステータ
ホルダ18と環状の縦振動子16とステータヘッド14
がセンタボルト25で連設されてなるステータ24と、
ロータ26とからなる。ロータ26はベアリング35を
介してセンタボルト25で回転自在に軸支されていると
共にステータ24と連設している。センタボルト25に
は第1ばね受け29と第2ばね受け(図示略)とで係止
されたばね部材(図示略)が装着され、ばね部材はロー
タ26をステータヘッド14に摩擦材40を介して押圧
している。従って、ロータ26はステータ24に対して
押圧触していると共に回転摺動するようになっている。
尚、符号36はベアリング35と第1ばね受け29との
間に介在するワッシャである。また、この超音波モータ
41を支持固定するには、ねじれ振動の節に設けられた
フランジ32を固定することにより行なうことができ
る。
The ultrasonic motor 41 shown in FIG. 1 includes a stator bottom 22, an annular torsion oscillator 20, a hollow stator holder 18, an annular vertical oscillator 16 and a stator head 14.
A stator 24 in which a center bolt 25 is continuously provided,
And a rotor 26. The rotor 26 is rotatably supported by a center bolt 25 via a bearing 35 and is connected to the stator 24. A spring member (not shown) locked by a first spring receiver 29 and a second spring receiver (not shown) is attached to the center bolt 25, and the spring member causes the rotor 26 to contact the stator head 14 via the friction material 40. Pressing. Therefore, the rotor 26 is in pressure contact with the stator 24 and is rotationally slid.
Reference numeral 36 is a washer that is interposed between the bearing 35 and the first spring receiver 29. The ultrasonic motor 41 can be supported and fixed by fixing the flange 32 provided at the node of torsional vibration.

【0012】そして、本発明の超音波モータにおいて
は、センタボルト25にカラー38が装着されている。
カラー38は円筒状でその内側にセンタボルト25が挿
入される大きさのものである。例えば、センタボルト2
5の太さが直径5mmであったならば、内径が5mmで
厚さが0.5mmの外径が6mmのものが使用できる。
(この場合、ベアリング35の内径は6mmとなる。)
カラー38の材料には耐熱性と耐摩耗性に優れ、弾性の
低いものを適用できる。例えば、ポリアセタール(具体
的には、デュラコン:ポリプラスチック(株)製)、ふ
っそ樹脂(具体的には、テフロン:三井・デュポンフロ
ロケミカル(株)製)、ベークライト等のフェノール樹
脂、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド等の各種樹
脂を適用することができる。
In the ultrasonic motor of the present invention, the collar 38 is attached to the center bolt 25.
The collar 38 is cylindrical and has a size into which the center bolt 25 is inserted. For example, the center bolt 2
If the thickness of 5 is 5 mm in diameter, an inner diameter of 5 mm, a thickness of 0.5 mm and an outer diameter of 6 mm can be used.
(In this case, the inner diameter of the bearing 35 is 6 mm.)
As the material of the collar 38, a material having excellent heat resistance and wear resistance and low elasticity can be applied. For example, polyacetal (specifically, Duracon: manufactured by Polyplastics Co., Ltd.), Fluoro resin (specifically, Teflon: manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemicals Co., Ltd.), phenol resin such as Bakelite, polyethylene, polyamide. Various resins, such as polyimide, can be applied.

【0013】上記構成の超音波モータ41において、ね
じり振動子20がロータ26の回転駆動力を発生させ、
縦振動子16はステータ24とロータ26との接触制御
を行なうようになっている。即ち、ばね部材のばね力に
よってステータヘッド14とロータ26が押圧触されて
いる状態で、ねじり振動子20に電圧を印加すると、ね
じり振動子20のねじり力によってロータ26は微小角
度回転する。回転後に縦振動子16でロータ26のステ
ータヘッド14に対する押圧力を少なくすると、ねじり
振動子20のねじり量は相殺されて消失する。ここで再
びねじり振動子20に電圧を印加するとロータ26は再
び微小角度回転することになる。こうしたねじり振動子
20の振動と縦振動子16の振動の組合せからなる楕円
運動を繰り返し行なうことで、ロータ26を一定の方向
に連続回転させることができ、低速でも高トルクを容易
に得ることができる。しかも、本実施例の超音波モータ
41であれば、センタボルト25とベアリング35の間
にカラー38が介在されているので、共に金属製である
センタボルト25とベアリング35が直接接触すること
がないので、ノイズの発生が極力抑えられ、運転音がよ
り一層静かであるという特徴を有している。さらにセン
タボルト25が縦振動を起こしたり、または傾いて振動
しても、センタボルト25とベアリング35等の各種金
属部品とが直接擦れ合うことがないので、センタボルト
25等の各種部品に異常な摩耗が生じることがない。従
って、異常摩耗による回転むらが生じることがなく、よ
って、超音波モータ41の耐久性能が向上する。
In the ultrasonic motor 41 having the above structure, the torsional oscillator 20 generates the rotational driving force of the rotor 26,
The vertical oscillator 16 controls contact between the stator 24 and the rotor 26. That is, when a voltage is applied to the torsion oscillator 20 while the stator head 14 and the rotor 26 are pressed and contacted by the spring force of the spring member, the rotor 26 rotates a minute angle by the torsion force of the torsion oscillator 20. When the vertical vibrator 16 reduces the pressing force of the rotor 26 on the stator head 14 after the rotation, the torsion amount of the torsion vibrator 20 is offset and disappears. When voltage is applied to the torsional oscillator 20 again, the rotor 26 rotates again by a minute angle. By repeating the elliptical motion consisting of the combination of the vibration of the torsional vibrator 20 and the vibration of the vertical vibrator 16, the rotor 26 can be continuously rotated in a fixed direction, and high torque can be easily obtained even at a low speed. it can. Moreover, in the ultrasonic motor 41 of the present embodiment, since the collar 38 is interposed between the center bolt 25 and the bearing 35, the center bolt 25 and the bearing 35, both of which are made of metal, do not come into direct contact with each other. Therefore, it is characterized in that the generation of noise is suppressed as much as possible and the driving noise is even quieter. Further, even if the center bolt 25 causes longitudinal vibration or tilts and vibrates, the center bolt 25 and the various metal parts such as the bearing 35 do not directly rub against each other, so that various parts such as the center bolt 25 are abnormally worn. Does not occur. Therefore, rotation unevenness due to abnormal wear does not occur, and thus the durability performance of the ultrasonic motor 41 is improved.

【0014】尚、カラー38はセンタボルト25と金属
部品とが直接接触することを防ぐものであるから、カラ
ー38はセンタボルト25の全側面を覆うものは勿論の
こと、少なくともベアリング35とセンタボルト25の
間に介在されていれば良い。なぜならば、センタボルト
25と、回転するロータ26からの振動が直接伝わるベ
アリング35との間が最も大きく擦れ合うからで、セン
タボルト25とベアリング35の間にカラー38を介在
させるだけでも十分静粛性を高めることができるからで
ある。さらに、カラー38を、センタボルト25と、ベ
アリング35に加えてワッシャ36及び第1ばね受け2
9との間に介在させるだけでも格段の効果を得ることが
できる。
Since the collar 38 prevents the center bolt 25 from directly contacting the metal parts, the collar 38 covers not only the entire side surface of the center bolt 25 but also at least the bearing 35 and the center bolt. It suffices if it is interposed between 25. This is because the center bolt 25 and the bearing 35, to which the vibration from the rotating rotor 26 is directly transmitted, rubs with each other most. This is because it can be increased. Further, in addition to the center bolt 25 and the bearing 35, the collar 38 includes the washer 36 and the first spring bearing 2
A significant effect can be obtained only by interposing it between 9 and 9.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明の超音波モータは、センタボルト
と、該センタボルトと擦れ合う金属部品との間に樹脂製
カラーを介在させたもので、金属どうしが擦れる時に生
じるノイズの発生を抑えることができる。従って、本発
明の超音波モータであれば、静粛性が高く、高品質なも
のである。よって、本発明の超音波モータは、静粛性の
より求められるカーテンやブラインドの巻上げ用モータ
として特に優れるものである。特に、センタボルトと該
センタボルトと擦れ合う金属部品とが直接擦れ合うこと
がないので、それらセンタボルト等の部品に異常摩耗が
生じることがなくなり、回転むらが起きないばかりか耐
久性能が向上する。
According to the ultrasonic motor of the present invention, a resin collar is interposed between a center bolt and a metal part that rubs against the center bolt, and noise generated when the metals rub against each other is suppressed. You can Therefore, the ultrasonic motor of the present invention has high quietness and high quality. Therefore, the ultrasonic motor of the present invention is particularly excellent as a motor for winding curtains or blinds, which is required to be quiet. In particular, since the center bolt and the metal parts that rub against the center bolt do not directly rub against each other, abnormal wear does not occur on the parts such as the center bolt, rotation unevenness does not occur, and durability is improved.

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

【図1】本実施例の超音波モータの部分分解斜視図であ
る。
FIG. 1 is a partially exploded perspective view of an ultrasonic motor of this embodiment.

【図2】従来例の超音波モータの側面図である。FIG. 2 is a side view of a conventional ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 超音波モータ 16 縦振動子 20 ねじり振動子 24 ステータ 25 センタボルト 26 ロータ 28 ばね部材 35 ベアリング 38 カラー 41 超音波モータ 12 Ultrasonic Motor 16 Vertical Oscillator 20 Torsional Oscillator 24 Stator 25 Center Bolt 26 Rotor 28 Spring Member 35 Bearing 38 Color 41 Ultrasonic Motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 縦振動子とねじり振動子を有した円柱状
のステータと、センタボルトにて軸支され前記ステータ
の前部に回転自在に加圧接触されてステータと連設する
ロータとを具備した超音波モータにおいて、 センタボルトの少なくとも一部に樹脂製カラーが装着さ
れていることを特徴とする超音波モータ。
1. A cylindrical stator having a vertical vibrator and a torsional vibrator, and a rotor axially supported by a center bolt and rotatably press-contacted to the front portion of the stator to be connected to the stator. An ultrasonic motor provided with a resin collar mounted on at least a part of a center bolt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN109951102A (en) * 2019-04-09 2019-06-28 哈尔滨工业大学 A kind of two-freedom ultraprecise piezoelectric drive platform and its motivational techniques

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