JPH07184378A - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
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- JPH07184378A JPH07184378A JP5327511A JP32751193A JPH07184378A JP H07184378 A JPH07184378 A JP H07184378A JP 5327511 A JP5327511 A JP 5327511A JP 32751193 A JP32751193 A JP 32751193A JP H07184378 A JPH07184378 A JP H07184378A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は円環状もしくは円板状の
ステータと、軸付きのロータと、を有して成る超音波モ
ータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor having an annular or disk-shaped stator and a rotor with a shaft.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波モータの代表的な形式として、所
定の角度に分割したパターンに分極を施した薄いドーナ
ッツ状の圧電素子を、櫛歯形状を有する円板状の振動子
に貼り付け、該圧電素子に位相の異なる２相以上の交流
電圧を印加することにより該振動子を周回する進行波を
起振し、該振動子の櫛歯部分にロータを圧接することに
より該ロータが該進行波の波頭の周方向振幅を摩擦で受
け、該ロータに接続された軸が回転するものがある。2. Description of the Related Art As a typical form of an ultrasonic motor, a thin donut-shaped piezoelectric element, which is polarized in a pattern divided at a predetermined angle, is attached to a disc-shaped vibrator having a comb tooth shape. By applying alternating voltages of two or more phases having different phases to the piezoelectric element, a traveling wave that circulates around the vibrator is generated, and the rotor is moved by pressing the rotor against the comb teeth of the vibrator. There is a type in which the shaft connected to the rotor is rotated by receiving the circumferential amplitude of the wave crest by friction.
【０００３】以下、図６及び図７により従来例を説明す
る。A conventional example will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.
【０００４】ここでのステータ４１は振動子４２、圧電
素子４３、フレキシブルプリント基板（以下、フレキと
略す）４４とから構成されている。The stator 41 is composed of a vibrator 42, a piezoelectric element 43, and a flexible printed board (hereinafter abbreviated as "flexible") 44.
【０００５】ロータ（不図示）とステータ４１との摩耗
を低減するための摩擦材は、従来の超音波モータではロ
ータ側に貼り付けられているため、このステータ４１の
振動子４２の櫛歯の歯表面には摩擦材は描かれていな
い。The friction material for reducing the wear between the rotor (not shown) and the stator 41 is attached to the rotor side in the conventional ultrasonic motor, so that the comb teeth of the vibrator 42 of the stator 41 are attached. No friction material is drawn on the tooth surface.
【０００６】図７に示すように、振動子４２はその中心
から外周へと順に次の三つの構造を有している。As shown in FIG. 7, the vibrator 42 has the following three structures in order from the center to the outer circumference.
【０００７】（１）軸４５の貫通する穴４６を有し、ね
じ４７を挿通するすきま穴４８を有し、後蓋４９に振動
子４２を固定するための支持部５０。(1) A support portion 50 having a hole 46 through which the shaft 45 passes, a clearance hole 48 through which a screw 47 is inserted, and a vibrator 42 fixed to a rear lid 49.
【０００８】（２）振動を妨げずに振動部５０を支持す
るつば部５１。(2) A brim portion 51 that supports the vibrating portion 50 without disturbing the vibration.
【０００９】（３）櫛歯形状を有し、圧電素子４３の振
動を受けてロータ（不図示）を回転させるための振動部
５２。(3) A vibrating portion 52 having a comb-like shape for rotating a rotor (not shown) in response to the vibration of the piezoelectric element 43.
【００１０】振動子４２の振動部５２の下面には圧電素
子４３を接着固定し、更に圧電素子４３に給電するため
のフレキ４４が取付けられる。A piezoelectric element 43 is adhered and fixed to the lower surface of the vibrating portion 52 of the vibrator 42, and a flexure 44 for supplying power to the piezoelectric element 43 is attached.
【００１１】従来の超音波モータのモータケースは外筒
５４と後蓋４９とから成り、後蓋４９に軸受５３が圧入
固定されている。また、後蓋４９にステータ４１を固定
する構造になっている。The motor case of the conventional ultrasonic motor comprises an outer cylinder 54 and a rear lid 49, and a bearing 53 is press-fitted and fixed to the rear lid 49. Further, the structure is such that the stator 41 is fixed to the rear lid 49.
【００１２】一方、外筒５４には高い内径寸法精度で作
られたハウジング５５が取付けられ、該ハウジング５５
によりボールベアリング５６の外輪を保持している。ボ
ールベアリング５６の内輪では軸４５を保持するととも
にロータ（不図示）の加圧反力を受ける加圧機構の一部
を担っている。On the other hand, a housing 55 having a high inner diameter dimensional accuracy is attached to the outer cylinder 54, and the housing 55
Holds the outer ring of the ball bearing 56. The inner ring of the ball bearing 56 holds the shaft 45 and also serves as a part of a pressurizing mechanism that receives a pressurizing reaction force of a rotor (not shown).
【００１３】従来の超音波モータを装置の取付板に実装
する様子を図６に示す。FIG. 6 shows how a conventional ultrasonic motor is mounted on a mounting plate of the apparatus.
【００１４】超音波モータの軸４５を取付板５７の貫通
穴５８に通し、ねじ５９を取付板５７のすきま穴６０に
通し、超音波モータの外筒５４のねじ穴６１で締め付け
ることにより超音波モータが取付板５７に固定される。
超音波モータの軸４５にプーリ６２や歯車、カップリン
グ等、各種被回転物を装着し、その軸４５を回転させた
り止めたりすることにより、さまざまな働きを行なう。The shaft 45 of the ultrasonic motor is passed through the through hole 58 of the mounting plate 57, the screw 59 is passed through the clearance hole 60 of the mounting plate 57, and is tightened with the screw hole 61 of the outer cylinder 54 of the ultrasonic motor. The motor is fixed to the mounting plate 57.
By mounting various kinds of objects to be rotated, such as a pulley 62, a gear, and a coupling, on the shaft 45 of the ultrasonic motor, and rotating or stopping the shaft 45, various operations are performed.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波モータは図６に示すように外筒と後蓋といった２
部品以上に分離されたモータケースを用意し、ロータと
ステータとを収納後、分離された前記のモータケース同
士を組合せて固定し、モータが完了する構造であったた
め、以下の問題があった。However, as shown in FIG. 6, the conventional ultrasonic motor has two components such as an outer cylinder and a rear lid.
Since a motor case separated into more than parts is prepared, the rotor and the stator are housed, and then the separated motor cases are combined and fixed to complete the motor, there are the following problems.
【００１６】（１）軸を支持する二つの軸受はそれぞれ
分離されたモータケースに別々に固定され、該モータケ
ース同士を組み立ててはじめて二つの軸受同士の位置関
係が決定する構造であったため、二つの軸受間に関与す
る部品精度やモータケース同士の組立精度のバラつきが
積み重なり、二つの軸受の同軸度の確保が困難であっ
た。(1) The two bearings supporting the shaft are separately fixed to the separated motor cases, and the positional relationship between the two bearings is determined only after the motor cases are assembled. It was difficult to secure the concentricity of the two bearings because the precision of the parts involved between the two bearings and the variation in the assembly precision of the motor cases accumulated.
【００１７】二つの軸受の同軸度のずれが大きい場合、
軸と軸受とが片当りし、トルク損失が増大したり、軸受
寿命を著しく縮めてしまう。また、該軸受によって軸の
姿勢が決まるため、取付面に対する軸の位置精度の確保
が困難であった。When the deviation of the coaxiality between the two bearings is large,
The shaft and the bearing are unidirectionally contacted with each other, resulting in an increase in torque loss and a significant reduction in bearing life. Further, since the shaft orientation is determined by the bearing, it is difficult to secure the positional accuracy of the shaft with respect to the mounting surface.
【００１８】（２）（１）の理由により、軸の傾きがロ
ータとステータとの接触状態に大きな影響を与える。ロ
ータとステータ間の面圧が不均一になり、モータ特性が
安定しない。更に、加圧分布むらと進行波との位相によ
っては異常振動や鳴きが発生し、また、モータを駆動し
ているうちに摩擦材の異常摩耗やトルク変動が増大す
る。(2) Due to the reasons (1), the inclination of the shaft has a great influence on the contact state between the rotor and the stator. The surface pressure between the rotor and stator becomes uneven and the motor characteristics are not stable. Further, abnormal vibration or squeal occurs depending on the phase of the uneven pressure distribution and the traveling wave, and abnormal wear of the friction material or torque fluctuation increases while the motor is being driven.
【００１９】（３）ロータとステータとの同軸度も
（１）の理由同様、ロータやステータ自体が持つ偏心以
外に他の部品精度の影響を受けるほか、ステータとモー
タケースとの取付といったいくつかの組立工程を経て積
み重なった位置ずれにより同軸度の確保が困難であっ
た。(3) Similarly to the reason of (1), the coaxiality between the rotor and the stator is affected by the accuracy of other components in addition to the eccentricity of the rotor and the stator itself, and some of the mounting of the stator and the motor case. It was difficult to secure the coaxiality due to the misalignment accumulated after the assembly process.
【００２０】（４）（３）の理由により、ロータとステ
ータとの偏心方向や偏心量によりロータの回転むらや回
転に同期したトルククリップが発生する。(4) Due to the reasons (3), the rotation unevenness of the rotor and the torque clip synchronized with the rotation are generated depending on the eccentric direction and the eccentric amount of the rotor and the stator.
【００２１】（５）ロータやステータを覆うモータ部品
の中で最大級の大きさであるモータケースは、堅牢な材
質で薄く高精度に製造しなければならず、コストの高騰
や部品管理負担の増加を招いていた。(5) The motor case, which is the largest size of the motor parts covering the rotor and the stator, must be manufactured from a robust material in a thin and highly accurate manner, which causes a cost increase and a part management burden. Was inviting an increase.
【００２２】（６）小スペースで大きなトルクを発生す
るのが特徴である超音波モータであるが、たとえトルク
を発生する部分であるロータやステータが小さくても、
ロータやステータとケースとの隙間やケース本体の肉厚
が三乗的に空間を占有するため、小型化への弊害となっ
ていた。(6) The ultrasonic motor is characterized in that it produces a large torque in a small space. Even if the rotor or stator, which is the portion that produces the torque, is small,
The space between the rotor and the stator and the case and the wall thickness of the case body occupy the space in a cube, which is an obstacle to downsizing.
【００２３】本発明の目的は、前記問題点を解決し、従
来品よりも小型且つ安価であり、他部材への取付けが容
易で取付精度がよい、改良された超音波モータを提供す
ることである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide an improved ultrasonic motor that is smaller and cheaper than conventional products, can be easily mounted on other members, and has good mounting accuracy. is there.
【００２４】[0024]
【課題を解決するための手段】従来の超音波モータを大
型にし且つ比較的コストの高いものにしている原因の一
つであるモータケースをなくすことにより、従来の超音
波モータよりもコストが安く且つ小型の超音波モータを
実現することができる。本発明では、このような構想に
基づいて、モータケースが無く、また、他の部分も従来
の超音波モータよりも改善された構造を有する超音波モ
ータを実現した。本発明の超音波モータは、モータケ
ースがなく、ステータとロータが露出している、ステ
ータに取付板等の他部材への取付部が設けられている、
ステータに軸受が２個取付けられている、軸に取付
けた被駆動体や回転検出手段がステータとロータとを圧
接させるための加圧手段の一部を構成している、等の特
徴を有している。By eliminating the motor case, which is one of the causes of making the conventional ultrasonic motor large and relatively expensive, the cost is lower than that of the conventional ultrasonic motor. Moreover, a small ultrasonic motor can be realized. In the present invention, based on such a concept, an ultrasonic motor having no motor case and having a structure improved in other portions as compared with the conventional ultrasonic motor was realized. The ultrasonic motor of the present invention does not have a motor case, the stator and the rotor are exposed, and the stator is provided with a mounting portion to another member such as a mounting plate.
It has features that two bearings are attached to the stator, the driven body attached to the shaft and the rotation detecting means constitute a part of the pressurizing means for bringing the stator and the rotor into pressure contact with each other. ing.
【００２５】本発明の超音波モータでは、ステータ部の
振動子の一部品のみに２個の軸受を固定するため、該軸
受相互の同軸精度が高く、かつばらつきが少ない構造と
なり、軸の傾きといった軸の位置精度の問題だけでな
く、ロータとステータとの片当りや加圧分布むらといっ
た超音波モータ特有の問題に対しても有利な構造であ
る。また、本発明の超音波モータはロータ部とステータ
部というトルク発生部分のみで構成するため、同じ出力
で比較した場合、従来の超音波モータよりも小型化する
ことができる。In the ultrasonic motor of the present invention, the two bearings are fixed only to one component of the vibrator of the stator portion, so that the coaxial precision between the bearings is high and the structure has little variation, and the inclination of the shaft is This structure is advantageous not only for the positional accuracy of the shaft but also for problems unique to the ultrasonic motor such as uneven contact between the rotor and the stator and uneven pressure distribution. Further, since the ultrasonic motor of the present invention is composed of only the torque generating portion, that is, the rotor portion and the stator portion, when compared with the same output, it can be made smaller than the conventional ultrasonic motor.
【００２６】[0026]
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
つつ、説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２７】＜実施例１＞図１及び２を参照して本発明
の第一実施例を説明する。<First Embodiment> A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００２８】図１は本実施例の超音波モータを他の装置
の取付板に固定する時の状態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a state in which the ultrasonic motor of this embodiment is fixed to a mounting plate of another device.
【００２９】本実施例の超音波モータは、ステータ部１
と、ロータ部１４と、の二つに大別でき、ステータ部１
にロータ部１４を組み付けて完成する。The ultrasonic motor of this embodiment has a stator portion 1
And the rotor part 14 can be roughly divided into two parts.
The rotor part 14 is assembled to the above to complete the process.
【００３０】ステータ部１は、振動子２、圧電素子３、
フレキ４、摩擦材５、ボールベアリング６、オイルレス
メタル７、とから構成されている。The stator section 1 includes a vibrator 2, a piezoelectric element 3,
It is composed of a flexible member 4, a friction material 5, a ball bearing 6, and an oilless metal 7.
【００３１】振動子２は図７と同じく、支持部８、つば
部９、振動子１０の三つの部分が一体的に形成されてい
る。支持部８には凸起部１１とねじ穴１２が設けられ、
更にボールベアリング６の外輪及びオイルレスメタル７
が固定されている。Similar to FIG. 7, the vibrator 2 is formed by integrally forming three portions of a support portion 8, a collar portion 9 and a vibrator 10. The support portion 8 is provided with a raised portion 11 and a screw hole 12,
Furthermore, the outer ring of the ball bearing 6 and the oilless metal 7
Is fixed.
【００３２】つば部９は図７のつば部と同様に振動部１
０の振動を妨げずに支持する部分である。振動部１０の
櫛歯１３には摩擦材５が取付けられ、一方、櫛歯１３の
反対側の面には圧電素子３及びフレキ４が取付けられて
いる。The collar portion 9 is similar to the collar portion of FIG.
It is a part that supports the vibration of 0 without hindering it. The friction material 5 is attached to the comb teeth 13 of the vibrating portion 10, while the piezoelectric element 3 and the flex 4 are attached to the surface on the opposite side of the comb teeth 13.
【００３３】図１において、ロータ部１４を構成するも
のは、軸１５、ロータ１６、ばね受け１７、ばね１８、
と被回転物である歯車１９である。In FIG. 1, the rotor portion 14 is composed of a shaft 15, a rotor 16, a spring bearing 17, a spring 18,
And the gear 19, which is the object to be rotated.
【００３４】軸１５にロータ１６を固定したものをステ
ータ部１のオイルレスメタル７及びボールベアリング６
の内輪に挿通し、更にばね受け１７を挿通し、ばね１８
を組み込み、歯車１９を軸１５に固定し、本発明の第一
実施例の超音波モータが完成する。The rotor 15 fixed to the shaft 15 is the oilless metal 7 and the ball bearing 6 of the stator 1.
Of the spring 18
And the gear 19 is fixed to the shaft 15 to complete the ultrasonic motor of the first embodiment of the present invention.
【００３５】さて、上記超音波モータを装置の取付板２
０に高い取付け位置精度で取付けられる理由を図２で説
明する。Now, the above ultrasonic motor is mounted on the mounting plate 2 of the apparatus.
The reason why it can be mounted at a high mounting position accuracy of 0 will be described with reference to FIG.
【００３６】図２は本発明の第一実施例の超音波モータ
を取付板に実装する様子を示す斜視図である。本発明の
第一実施例の超音波モータの支持体８には高い寸法精度
φＢと、軸１５の基準Ａに対して高い同軸精度φｂで凸
起部１１が設けられている。FIG. 2 is a perspective view showing how the ultrasonic motor of the first embodiment of the present invention is mounted on a mounting plate. The support 8 of the ultrasonic motor according to the first embodiment of the present invention is provided with the protrusion 11 with high dimensional accuracy φB and high coaxial accuracy φb with respect to the reference A of the shaft 15.
【００３７】一方、装置側の取付板２０も高い寸法精度
φＣで取付穴２２が設けられている。On the other hand, the mounting plate 20 on the apparatus side is also provided with mounting holes 22 with high dimensional accuracy φC.
【００３８】取付板２０に該超音波モータを取付ける場
合、凸起部１１が取付穴２２へのガイドになり、高い同
軸度φｃで位置出しが行なわれる。When the ultrasonic motor is mounted on the mounting plate 20, the raised portion 11 serves as a guide to the mounting hole 22, and positioning is performed with a high degree of coaxiality φc.
【００３９】そして、ねじ２３を取付板２０のすきま穴
２１に挿通し、支持部８のねじ穴１２で締め付けること
により、高い同軸度φｃを保ったままで該モータを固定
することができる。By inserting the screw 23 into the clearance hole 21 of the mounting plate 20 and tightening the screw hole 12 of the support portion 8, the motor can be fixed while maintaining a high coaxiality φc.
【００４０】＜実施例２＞図３は本発明の第二実施例の
超音波モータを装置の取付板に固定する様子を示す断面
図である。なお、本実施例のモータの構成要素は第一実
施例のものと同じであるから構成要素の表示符号も図１
のものを流用してある。<Embodiment 2> FIG. 3 is a sectional view showing the manner in which an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention is fixed to a mounting plate of an apparatus. Since the constituent elements of the motor of this embodiment are the same as those of the first embodiment, the reference numerals of the constituent elements are also shown in FIG.
The thing is diverted.
【００４１】装置の取付板２５にはねじ穴２６が設けら
れており、本実施例の超音波モータの支持部８にはねじ
部２４が設けられている。ここでは、超音波モータのね
じ部２４が雄ねじ、取付板２５のねじ穴２６が雌ねじの
関係になっており、取付板２５のねじ穴２６に本実施例
の超音波モータをねじ込むことにより固定することがで
きる。A screw hole 26 is provided in a mounting plate 25 of the apparatus, and a screw portion 24 is provided in a supporting portion 8 of the ultrasonic motor of this embodiment. Here, the screw portion 24 of the ultrasonic motor has a male screw and the screw hole 26 of the mounting plate 25 has a female screw. The ultrasonic motor of the present embodiment is screwed into the screw hole 26 of the mounting plate 25 to be fixed. be able to.
【００４２】＜実施例３＞図４は本発明の第三実施例の
超音波モータを装置の取付板に固定する様子を示す断面
図である。なお、本実施例においても、モータの構成要
素は図１の符号で表示されている。<Embodiment 3> FIG. 4 is a sectional view showing the manner in which an ultrasonic motor according to a third embodiment of the present invention is fixed to a mounting plate of an apparatus. Note that, also in this embodiment, the constituent elements of the motor are indicated by the reference numerals in FIG.
【００４３】本実施例では、モータにより回転される被
駆動体としてプーリ２７が使用されている。In this embodiment, the pulley 27 is used as the driven body rotated by the motor.
【００４４】装置の取付板３０には高い寸法精度で取付
穴３１が設けられており、超音波モータの支持部８には
ねじ部２８とはめあい部２９が設けてある。はめあい部
２９は軸１５に対し高い同軸度と高い寸法精度で作られ
ている。The mounting plate 30 of the apparatus is provided with a mounting hole 31 with high dimensional accuracy, and the supporting portion 8 of the ultrasonic motor is provided with a screw portion 28 and a fitting portion 29. The fitting portion 29 is made with high coaxiality with respect to the shaft 15 and high dimensional accuracy.
【００４５】取付板３０に該モータを取付ける場合、は
めあい部２９が取付穴３１により同軸度の位置出しさ
れ、その状態でナット３２で支持部８のねじ部２８を締
め付けて固定する。図４の実施例は図３の実施例にくら
べて超音波モータの取付方向の精度や自由度が向上す
る。また、取付穴３１とはめあい部２９に互いに嵌合す
る凸起や凹みを設けることにより取付けの方向性や回り
止め機能を持たせることもできる。When mounting the motor on the mounting plate 30, the fitting portion 29 is positioned coaxially by the mounting hole 31, and in that state, the screw portion 28 of the support portion 8 is tightened and fixed by the nut 32. The embodiment shown in FIG. 4 has improved accuracy and flexibility in the mounting direction of the ultrasonic motor as compared with the embodiment shown in FIG. Further, by providing the mounting hole 31 and the fitting portion 29 with a protrusion or a recess for fitting with each other, it is possible to have a mounting directionality and a rotation preventing function.
【００４６】＜実施例４＞図５に本発明の第四の実施例
を示す。本実施例は、該モータの回転運動を直線運動に
変換する機構を具備していることを特徴とするものであ
る。なお、同図においても図１に示した構成要素と同じ
構成要素は図１と同じ符号で表示されている。<Fourth Embodiment> FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized by including a mechanism for converting the rotational movement of the motor into a linear movement. In the figure, the same constituent elements as those shown in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals as those in FIG.
【００４７】本実施例の超音波モータは回転運動を直線
運動に変換させるための機構として、雄ねじ４０を有し
たリードスクリュウ３９と、超音波モータの中空軸３３
の内周面に設けた雌ねじ３４と、を有している。The ultrasonic motor of this embodiment has a lead screw 39 having a male screw 40 and a hollow shaft 33 of the ultrasonic motor as a mechanism for converting a rotary motion into a linear motion.
And an internal thread 34 provided on the inner peripheral surface thereof.
【００４８】中空軸３３の雌ねじ３４の中には逃げ部３
５が設けられ、リードスクリュウ３９の雄ねじ４０との
接触部分を少なくすることにより摩擦による力の損失の
低減を図っている。本実施例のモータのロータ部１４
は、中空軸３３、ロータ１６、ばね受け１７、ばね１
８、回転検出用のエンコーダ円板３７、とを具備してい
る。In the internal thread 34 of the hollow shaft 33, the escape portion 3
5 is provided and the contact portion of the lead screw 39 with the male screw 40 is reduced to reduce the loss of force due to friction. The rotor portion 14 of the motor of this embodiment
Is the hollow shaft 33, the rotor 16, the spring bearing 17, the spring 1
8 and an encoder disc 37 for rotation detection.
【００４９】本実施例の超音波モータの組立方法は、図
５の状態にて取付板２０の穴２２に超音波モータの凸起
部１１を嵌合させ、ねじ２３を取付板２０のすきま穴２
１に挿通し、該モータの支持部８のねじ穴１２で締め付
けて固定する。次に中空軸３３を押さえながらコンコー
ダ円板３７でばね１８を所定の位置まで圧縮する。そし
て、ばね１８を圧縮した状態で中空軸３３の溝部３６に
止めねじ３８を締め込んでエンコーダ円板３７を固定す
る。In the method of assembling the ultrasonic motor of this embodiment, the protrusions 11 of the ultrasonic motor are fitted into the holes 22 of the mounting plate 20 in the state shown in FIG. Two
1 and is tightened and fixed in the screw hole 12 of the supporting portion 8 of the motor. Next, while pressing the hollow shaft 33, the spring 18 is compressed to a predetermined position by the concoder disk 37. Then, with the spring 18 compressed, the set screw 38 is tightened in the groove 36 of the hollow shaft 33 to fix the encoder disk 37.
【００５０】[0050]
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が得
られる。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【００５１】（１）振動子を製造する際、ボールベアリ
ング及びオイルレスメタルを取付ける支持部の穴を高精
度に加工できるので、二つの軸受の同軸度が容易に高精
度で得られる。また、唯一個の部品の穴の内径で同軸精
度を確保するために、寸法管理負担が少ないにもかかわ
らず同軸度のバラつきが発生しにくい構造であり、品質
の安定化を容易に図れる。(1) When manufacturing the vibrator, the holes of the support portion for mounting the ball bearing and the oilless metal can be processed with high accuracy, so that the coaxiality of the two bearings can be easily obtained with high accuracy. Further, since the coaxial precision is ensured by the inner diameter of the hole of only one component, the structure is such that the variation of the coaxiality is unlikely to occur even though the dimensional management load is small, and the quality can be easily stabilized.
【００５２】（２）軸受穴を基準として振動部及び櫛歯
の表面加工も高精度にできるので軸に対するロータ接触
面の振れや傾きの少ない振動子を製造できる。そのた
め、ロータとステータとの接触面の片当りが発生しにく
くなり、均一な面圧が容易に確保できる。これによりモ
ータの回転特性、鳴き、寿命の各面において品質の向上
と安定化が図れる。(2) Since the vibrating portion and the comb teeth can be surface-processed with high precision on the basis of the bearing hole, it is possible to manufacture a vibrator in which the rotor contact surface with respect to the shaft has less runout and inclination. Therefore, it is difficult for the contact surface between the rotor and the stator to come into contact with each other, and a uniform surface pressure can be easily ensured. As a result, it is possible to improve and stabilize the quality of the motor in terms of rotation characteristics, squeal, and life.
【００５３】（３）軸径及びボールベアリングやオイル
レスメタルといった軸受の内径、外径の寸法精度は数ミ
クロン以内のバラつきしか持たない為、本発明の超音波
モータは実質上、振動子だけの唯一つの部品の寸法管理
のみで装置の取付板に対する軸の位置精度、又は取付面
に対する軸の傾き、振れといったモータの出力軸の寸法
精度を高精度に維持できる。(3) Since the dimensional accuracy of the inner diameter and the outer diameter of the shaft diameter and the bearing such as the ball bearing and the oilless metal has variations within several microns, the ultrasonic motor of the present invention is substantially composed of only the vibrator. The dimensional accuracy of the shaft with respect to the mounting plate of the device, or the dimensional accuracy of the output shaft of the motor such as the inclination and deflection of the shaft with respect to the mounting surface can be maintained with high accuracy only by controlling the dimensions of only one part.
【００５４】（４）本発明の超音波モータは出力軸側に
ボールベアリングが配置されるため、ラジアル荷重に強
い有利な構造である。また、高価なボールベアリングを
２個必要とせず、二つの軸受のうち一つを廉価なオイル
レスメタルで済むため大幅なコスト削減ができる。(4) Since the ultrasonic motor of the present invention has the ball bearing on the output shaft side, it has an advantageous structure that is strong against a radial load. Further, it is not necessary to use two expensive ball bearings, and one of the two bearings can be made of inexpensive oilless metal, which can significantly reduce the cost.
【００５５】（５）ステータ及びロータを収容するケー
スがないので、軽量且つ小型で安価である。(5) Since there is no case for accommodating the stator and rotor, it is lightweight, compact and inexpensive.
【００５６】（６）軸に固定する被駆動体や回転検出手
段がロータ加圧機構の一部を担い、ばね受に関するコス
ト削減が図れる。(6) The driven body fixed to the shaft and the rotation detecting means play a part of the rotor pressing mechanism, and the cost for the spring bearing can be reduced.
【図１】本発明の第一実施例の超音波モータを取付板に
固定する様子を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing how an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention is fixed to a mounting plate.
【図２】第一実施例の超音波モータと取付板に固定する
様子を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing how the ultrasonic motor of the first embodiment is fixed to a mounting plate.
【図３】本発明の第二実施例の超音波モータを取付板に
固定する様子を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing how the ultrasonic motor of the second embodiment of the present invention is fixed to a mounting plate.
【図４】本発明の第三実施例の超音波モータを取付板に
固定する様子を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing how the ultrasonic motor of the third embodiment of the present invention is fixed to a mounting plate.
【図５】本発明の第四実施例の超音波モータを取付板に
固定する様子を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing how the ultrasonic motor of the fourth embodiment of the present invention is fixed to a mounting plate.
【図６】従来の超音波モータを装置に実装する様子を示
す分解斜視図。FIG. 6 is an exploded perspective view showing how a conventional ultrasonic motor is mounted on an apparatus.
【図７】図６の超音波モータの一部の分解断面図。FIG. 7 is an exploded sectional view of a part of the ultrasonic motor shown in FIG.
１…ステータ部 ２，４２…振動
子 ３，４３…圧電素子 ４，４４…フレ
キ ５…摩耗材 ６，５６…ボー
ルベアリング ７…オイルレスメタル ８，５０…支持
部 ９，５１…つば部 １０，５２…振
動部 １１，２６…凸起部 １２，６１…ね
じ穴 １３…櫛歯 １４…ロータ部 １５，４５…軸 １６…ロータ １７…ばね受 １８…ばね １９…歯車 ２０，２５，３
０，５７…取付板 ２１，４８，６０…すきま穴 ２２，３１…取
付穴 ２３，４７，５９…ねじ ２４，２８…ね
じ部 ２７，６２…プーリ ２９…はめあい
部 ３２…ナット ３３…中空軸 ３４…雌ねじ ３５…にげ部 ３６…溝部 ３７…エンコー
ダ円板 ３８…止めねじ ３９…リードス
クリュー ４０…雄ねじ ４１…ステータ ４６…穴 ４９…後蓋 ５３…軸受 ５４…外筒 ５５…ハウジング ５８…貫通穴DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stator part 2, 42 ... Oscillator 3, 43 ... Piezoelectric element 4, 44 ... Flex 5 ... Wear material 6, 56 ... Ball bearing 7 ... Oilless metal 8, 50 ... Support part 9, 51 ... Collar part 10, 52 ... Vibration part 11, 26 ... Convex part 12, 61 ... Screw hole 13 ... Comb teeth 14 ... Rotor part 15, 45 ... Shaft 16 ... Rotor 17 ... Spring receiving 18 ... Spring 19 ... Gears 20, 25, 3
0, 57 ... Mounting plate 21, 48, 60 ... Clearance hole 22, 31 ... Mounting hole 23, 47, 59 ... Screw 24, 28 ... Screw portion 27, 62 ... Pulley 29 ... Fitting portion 32 ... Nut 33 ... Hollow shaft 34 ... female screw 35 ... bare part 36 ... groove 37 ... encoder disk 38 ... set screw 39 ... lead screw 40 ... male screw 41 ... stator 46 ... hole 49 ... rear lid 53 ... bearing 54 ... outer cylinder 55 ... housing 58 ... through hole
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成６年２月８日[Submission date] February 8, 1994
【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】００２０[Correction target item name] 0020
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２０】（４）（３）の理由により、ロータとステ
ータとの偏心方向や偏心量によりロータの回転むらや回
転に同期したトルクリップルが発生する。(4) Due to the reasons (3), uneven rotation of the rotor and torque ripple synchronized with the rotation occur due to the eccentric direction and the amount of eccentricity between the rotor and the stator.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【符号の説明】 １…ステータ部 ２，４２…振動
子 ３，４３…圧電素子 ４，４４…フレ
キ ５…摩擦材 ６，５６…ボー
ルベアリング ７…オイルレスメタル ８，５０…支持
部 ９，５１…つば部 １０，５２…振
動部 １１，２６…凸起部 １２，６１…ね
じ穴 １３…櫛歯 １４…ロータ部 １５，４５…軸 １６…ロータ １７…ばね受 １８…ばね １９…歯車 ２０，２５，３
０，５７…取付板 ２１，４８，６０…すきま穴 ２２，３１…取
付穴 ２３，４７，５９…ねじ ２４，２８…ね
じ部 ２７，６２…プーリ ２９…はめあい
部 ３２…ナット ３３…中空軸 ３４…雌ねじ ３５…にげ部 ３６…溝部 ３７…エンコー
ダ円板 ３８…止めねじ ３９…リードス
クリュー ４０…雄ねじ ４１…ステータ ４６…穴 ４９…後蓋 ５３…軸受 ５４…外筒 ５５…ハウジング ５８…貫通穴[Explanation of reference numerals] 1 ... Stator portion 2, 42 ... Vibrator 3, 43 ... Piezoelectric element 4, 44 ... Flex 5 ... Friction material 6, 56 ... Ball bearing 7 ... Oilless metal 8, 50 ... Support portion 9, 51 ... Collar part 10, 52 ... Vibrating part 11, 26 ... Convex part 12, 61 ... Screw hole 13 ... Comb teeth 14 ... Rotor part 15, 45 ... Shaft 16 ... Rotor 17 ... Spring receiving 18 ... Spring 19 ... Gear 20, 25,3
0, 57 ... Mounting plate 21, 48, 60 ... Clearance hole 22, 31 ... Mounting hole 23, 47, 59 ... Screw 24, 28 ... Screw portion 27, 62 ... Pulley 29 ... Fitting portion 32 ... Nut 33 ... Hollow shaft 34 ... female screw 35 ... bare part 36 ... groove 37 ... encoder disk 38 ... set screw 39 ... lead screw 40 ... male screw 41 ... stator 46 ... hole 49 ... rear lid 53 ... bearing 54 ... outer cylinder 55 ... housing 58 ... through hole
Claims (12)
するとともに該振動部を支えるための支持部を中心部分
に具備している円板状もしくは車輪状のステータと、該
振動部のみに圧接されて該ステータの一方の端面に対向
して配置された円形ロータと、該ロータの中心に固定さ
れるとともに該ステータの該支持部の中心を貫通して該
ロータとは反対側の方向に延在する回転軸と、を有して
成る超音波モータにおいて、 該ステータ及び該ロータはケース等の筐体に収容される
ことなく露出しており、該支持部の該ロ−タに対向しな
い端面にはモータ本体を他部材に取付けるための取付手
段が設けられており、該支持部の中心には該回転軸を回
転可能に支持する２個の軸受部材が設けられ、該軸受部
材のうちで該ロータから遠い位置に配置されている軸受
部材には該振動部を該ロータに圧接させるための加圧手
段が係合していることを特徴とする超音波モータ。1. A disc-shaped or wheel-shaped stator having an annular vibrating portion for causing traveling wave vibration and having a support portion for supporting the vibrating portion at its central portion, and only the vibrating portion. A circular rotor which is pressed and arranged so as to face one end surface of the stator, and which is fixed to the center of the rotor and penetrates through the center of the supporting portion of the stator in a direction opposite to the rotor. In an ultrasonic motor having an extending rotating shaft, the stator and the rotor are exposed without being housed in a casing such as a case, and do not face the rotor of the supporting portion. Attachment means for attaching the motor body to another member is provided on the end surface, and two bearing members that rotatably support the rotation shaft are provided at the center of the support portion. Is located at a position far from the rotor Ultrasonic motor to a bearing member which are characterized in that the pressurizing means for pressing the vibrating portion in the rotor is engaged.
あり、該軸受部材の他方はボールベアリングであり、該
オイルレスメタルは該支持部において該ロータに近い位
置に配置され、該ボールベアリングは該支持部において
該ロータから遠い位置に配置されるとともに該加圧手段
により軸方向に押されていることを特徴とする請求項１
の超音波モータ。2. One of the bearing members is an oilless metal, the other of the bearing members is a ball bearing, and the oilless metal is arranged at a position near the rotor in the supporting portion, and the ball bearing is 2. The support portion is arranged at a position far from the rotor and is axially pushed by the pressing means.
Ultrasonic motor.
タとは反対側に延在する該回転軸には、歯車、ローラ、
カム、てこ棒、羽根、プーリ等の被駆動体及びエンコー
ダ円板などの回転検出手段の少なくとも一方が固定され
ており、該被駆動体及び該回転検出手段が該加圧手段の
一部を構成していることを特徴とする請求項１の超音波
モータ。3. The rotating shaft extending through the supporting portion of the stator and on the side opposite to the rotor has a gear, a roller,
At least one of driven bodies such as cams, levers, vanes, and pulleys, and rotation detection means such as an encoder disk is fixed, and the driven bodies and the rotation detection means constitute a part of the pressurizing means. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein
方向に押すばねを含んでいることを特徴とする請求項１
又は２の超音波モータ。4. The pressurizing means includes a spring that axially pushes the ball bearing.
Or the ultrasonic motor of 2.
他部材へ取付ける際の芯出し機能を有していることを特
徴とする請求項１の超音波モータ。5. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the support portion of the stator has a centering function when the motor body is attached to another member.
する請求項１の超音波モータ。6. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the mounting means is a screw hole.
けたことを特徴とする請求項１の超音波モータ。7. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the supporting means is provided with a male screw as the mounting means.
空軸の内部空間が光線、流体の通路や配線通路として構
成されていることを特徴とする請求項１の超音波モー
タ。8. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the rotary shaft is configured as a hollow shaft, and the inner space of the hollow shaft is configured as a passage for a light beam, a fluid or a wiring passage.
もに該中空軸の内周はねじが形成されたねじ孔となって
おり、該ねじ孔にはねじ軸が螺合関係にて挿入されてい
ることを特徴とする請求項１の超音波モータ。9. The rotating shaft is configured as a hollow shaft, and an inner circumference of the hollow shaft is a screw hole in which a screw is formed, and the screw shaft is inserted into the screw hole in a threaded relationship. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein:
中空軸がシリンダもしくはスクリュウポンプとして構成
されていることを特徴とする請求項１の超音波モータ。10. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the rotary shaft is configured as a hollow shaft, and the hollow shaft is configured as a cylinder or a screw pump.
中空軸内にレンズ等の光学部品が配置され、光束の通路
としても機能するようになっていることを特徴とする請
求項１の超音波モータ。11. The rotating shaft is configured as a hollow shaft, and an optical component such as a lens is arranged in the hollow shaft so as to function also as a passage of a light beam. Ultrasonic motor.
中空軸の内部空間が光、電磁波、磁束、気体、流体、粉
体、固体、液体、半固体、等の物質、物体、エネルギー
の通路になっていることを特徴とする請求項１の超音波
モータ。12. The rotating shaft is configured as a hollow shaft, and the inner space of the hollow shaft is made of light, electromagnetic waves, magnetic flux, gas, fluid, powder, solid, liquid, semisolid, etc. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the ultrasonic motor is a passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5327511A JPH07184378A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5327511A JPH07184378A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Ultrasonic motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07184378A true JPH07184378A (en) | 1995-07-21 |
Family
ID=18199946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5327511A Pending JPH07184378A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07184378A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129606A (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Seiko Instruments Inc | Ultrasonic motor and electronic equipment using the same |
| WO2016006545A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Ntn株式会社 | Joint driving device |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5327511A patent/JPH07184378A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129606A (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Seiko Instruments Inc | Ultrasonic motor and electronic equipment using the same |
| JP4610993B2 (en) * | 2004-10-28 | 2011-01-12 | セイコーインスツル株式会社 | Electronic equipment with ultrasonic motor |
| WO2016006545A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Ntn株式会社 | Joint driving device |
| JP2016016479A (en) * | 2014-07-08 | 2016-02-01 | Ntn株式会社 | Joint driving device |
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