JPH08214567A - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
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- JPH08214567A JPH08214567A JP7039259A JP3925995A JPH08214567A JP H08214567 A JPH08214567 A JP H08214567A JP 7039259 A JP7039259 A JP 7039259A JP 3925995 A JP3925995 A JP 3925995A JP H08214567 A JPH08214567 A JP H08214567A
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- piezoelectric body
- traveling wave
- ultrasonic motor
- stator
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、回転が安定化し、信頼
性の高い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 having stable rotation and high reliability.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は、従来の超音波モータを示す概略
断面図であり、一例として、ステータの外径が６０ｍｍ
の超音波モータに実施した場合である。図において、１
は出力回転軸であり、この出力回転軸１は、スパイラル
状の歯が切られたスパイラル歯部１Ａ、フランジ部１
Ｂ、シャフト部１Ｃ、図３に示すインボリュートスプラ
イン１Ｄが切られたスプライン部１Ｅ、およびねじ部１
Ｆを備えている。２はベアリングであり、このベアリン
グ２は、出力回転軸１のシャフト部１Ｃに嵌入される。
３はベース部材であり、このベース部材３は、透穴３Ａ
およびねじ穴３Ｂを備え、この透穴３Ａにベアリング２
が嵌入される。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a schematic sectional view showing a conventional ultrasonic motor. As an example, the outer diameter of a stator is 60 mm.
This is the case when it is applied to the ultrasonic motor. In the figure, 1
Is an output rotary shaft, and the output rotary shaft 1 includes a spiral tooth portion 1A in which spiral teeth are cut and a flange portion 1
B, shaft portion 1C, spline portion 1E in which involute spline 1D shown in FIG. 3 is cut, and screw portion 1
Equipped with F. Reference numeral 2 is a bearing, and this bearing 2 is fitted into the shaft portion 1C of the output rotary shaft 1.
3 is a base member, and this base member 3 has a through hole 3A.
And a screw hole 3B, and the bearing 2 is inserted in this through hole 3A.
Is inserted.
【０００３】４はスペーサであり、このスペーサ４は、
透穴を備え、この透穴に出力回転軸１のスプライン溝部
１Ｅを嵌入し、スペーサ４をセットする。５は弾性体で
構成された円盤状のステータであり、このステータ５
は、スペーサ用穴５Ａおよび取付け穴５Ｂが設けられて
おり、その周辺部上面側には複数の溝（図示せず）が切
られて、図示せぬ突起が複数個形成されている。６はね
じであり、このねじ６は、ステータ５の取付け穴５Ｂを
通してベース部材３のねじ穴３Ｂにねじ込まれて、ベー
ス部材３にステータ５を取り付ける。Reference numeral 4 is a spacer, and this spacer 4 is
A through hole is provided, the spline groove portion 1E of the output rotary shaft 1 is fitted into the through hole, and the spacer 4 is set. Reference numeral 5 denotes a disk-shaped stator made of an elastic body.
Is provided with a spacer hole 5A and a mounting hole 5B, and a plurality of grooves (not shown) are cut on the upper surface side of the peripheral portion to form a plurality of protrusions (not shown). Reference numeral 6 denotes a screw, and the screw 6 is screwed into the screw hole 3B of the base member 3 through the mounting hole 5B of the stator 5 to mount the stator 5 on the base member 3.
【０００４】７は進行波発生手段であり、この進行波発
生手段７は、ステータ５の周辺部下面側に接着固定され
ており、その詳細な断面図を図５に、その上面側の平面
図を図６に、その下面側の平面図を図７に、それぞれ示
すように、リング状の圧電体８と、この圧電体８の一方
の面に形成した個別電極９Ａ〜９Ｈ、９Ｊ〜９Ｑと、こ
の圧電体８の他方の面に形成したＣ字形のＳＩＮ電極１
０ＡおよびＣ字形のＣＯＳ電極１０Ｂとを備え、進行波
を発生する。なお、９Ｒ、１０Ｃは回転検出電極、９
Ｓ、１０Ｄは予備電極である。Reference numeral 7 denotes a traveling wave generating means. The traveling wave generating means 7 is adhered and fixed to the lower surface of the peripheral portion of the stator 5. A detailed sectional view of the traveling wave generating means 7 is shown in FIG. 6 and a plan view of the lower surface thereof in FIG. 7, respectively, as shown in FIG. 7, a ring-shaped piezoelectric body 8 and individual electrodes 9A to 9H and 9J to 9Q formed on one surface of the piezoelectric body 8. , C-shaped SIN electrode 1 formed on the other surface of the piezoelectric body 8
OA and C-shaped COS electrode 10B are provided, and a traveling wave is generated. 9R and 10C are rotation detection electrodes, and 9
S and 10D are preliminary electrodes.
【０００５】１１は回転軸用スペーサであり、この回転
軸用スペーサ１１は、中心穴およびフランジ部１１Ａを
備えている。この中心穴の周面には図３に示すようにイ
ンボリュートスプライン１１Ｂが切られており、同様に
外周面にも図３に示すようにインボリュートスプライン
１１Ｃが切られている。そして、この回転軸用スペーサ
１１の中心穴に出力回転軸１を嵌入すると、この回転軸
用スペーサ１１の中心穴の周面に切られたインボリュー
トスプライン１１Ｂが出力回転軸１のスプライン部１Ｅ
に切られたインボリュートスプライン１Ｄに嵌まり込
む。Reference numeral 11 denotes a rotary shaft spacer, and the rotary shaft spacer 11 has a center hole and a flange portion 11A. An involute spline 11B is cut on the peripheral surface of the center hole as shown in FIG. 3, and an involute spline 11C is also cut on the outer peripheral surface as shown in FIG. Then, when the output rotary shaft 1 is fitted into the central hole of the rotary shaft spacer 11, the involute spline 11B cut on the peripheral surface of the central hole of the rotary shaft spacer 11 forms the spline portion 1E of the output rotary shaft 1.
It fits in the involute spline 1D cut into.
【０００６】１２はロータであり、このロータ１２は円
盤状に形成されており、その中心穴の周面には図４に示
すようにインボリュートスプライン１２Ａが切られてお
り、その周縁部１２Ｂの下面側には凸部が形成されて、
上記ステータ５の突起に圧接する。このロータ１２のイ
ンボリュートスプライン１２Ａは、図４に示すように回
転軸用スペーサ１１の外周面に切られているインボリュ
ートスプライン１１Ｃに嵌まり込む。１３はリング状の
摩擦シートであり、この摩擦シート１３は、ロータ１２
の上面に接着されている。１４は皿ばねであり、この皿
ばね１４は、中心穴を備え、この中心穴に回転軸用スペ
ーサ１１のフランジ部１１Ａの突部が係合する。１５は
ねじであり、このねじ１５は、出力回転軸１のねじ部１
Ｆにねじ込まれる。Reference numeral 12 denotes a rotor. The rotor 12 is formed in a disk shape, and an involute spline 12A is cut on the peripheral surface of the center hole thereof as shown in FIG. 4, and a lower surface of a peripheral edge portion 12B thereof. A convex part is formed on the side,
The protrusion of the stator 5 is pressed. The involute spline 12A of the rotor 12 fits into the involute spline 11C cut on the outer peripheral surface of the rotary shaft spacer 11 as shown in FIG. Reference numeral 13 is a ring-shaped friction sheet.
It is adhered to the upper surface of. Reference numeral 14 is a disc spring, and the disc spring 14 is provided with a center hole, and the protrusion of the flange portion 11A of the rotary shaft spacer 11 engages with the center hole. Reference numeral 15 is a screw, and this screw 15 is a screw portion 1 of the output rotary shaft 1.
It is screwed into F.
【０００７】次に、上記構成の超音波モータの動作につ
いて簡単に説明する。まず、皿ばね１４は回転軸用スペ
ーサ１１のフランジ部１１Ａの突部とねじ１１によって
押圧されるため、皿ばね１４のばね圧により、ロータ１
２は押圧されて、ステータ５に圧接される。そこで、進
行波発生手段７に駆動信号を加えると、この進行波発生
手段７は進行性の振動をするため、この進行波発生手段
７が固定されているステータ５の突起は増幅された進行
波で振動をする。この進行波により、ロータ１２が回転
動作し、このロータ１２の回転動作を出力回転軸１に回
転伝達することができる。Next, the operation of the ultrasonic motor configured as described above will be briefly described. First, since the disc spring 14 is pressed by the protrusion of the flange portion 11A of the rotary shaft spacer 11 and the screw 11, the spring pressure of the disc spring 14 causes the rotor 1 to rotate.
2 is pressed and brought into pressure contact with the stator 5. Therefore, when a drive signal is applied to the traveling wave generating means 7, the traveling wave generating means 7 vibrates in a progressive manner, so that the protrusion of the stator 5 to which the traveling wave generating means 7 is fixed has an amplified traveling wave. Vibrate with. The traveling wave causes the rotor 12 to rotate, and the rotation operation of the rotor 12 can be transmitted to the output rotary shaft 1 in rotation.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波モータの進行波発生手段は、リング状の圧電体を
挟んで、一方の面に形成した個別電極とこの圧電体の他
方の面に形成したＳＩＮ電極およびＣＯＳ電極との位置
関係を正確に一致させなければならない。この位置関係
を正確に一致させるためには、その組み立て作業に多く
の時間がかかる。もしも、この位置関係がずれると、寄
生の静電容量が生じて駆動信号の波形が歪み、ロータの
回転が安定しなかったり、効率が低下する。さらに、圧
電体をステータの周辺下部に接着固定する場合に、圧電
体のどちら側の面（個別電極側、あるいはＳＩＮ電極・
ＣＯＳ電極側）を接着固定するにせよ、電極形成された
部分は、圧電体の厚みより厚みが厚くなるため、接着作
業時に割れが発生するものがあるなどという問題点があ
った。However, in the conventional traveling wave generating means of the ultrasonic motor, the individual electrodes formed on one surface and the other surface of this piezoelectric body are sandwiched by the ring-shaped piezoelectric body. The positional relationship between the SIN electrode and the COS electrode must be accurately matched. In order to accurately match the positional relationship, it takes a lot of time for the assembling work. If this positional relationship is deviated, parasitic electrostatic capacitance is generated, the waveform of the drive signal is distorted, the rotation of the rotor is not stable, and the efficiency is reduced. Further, when the piezoelectric body is bonded and fixed to the lower peripheral portion of the stator, which side of the piezoelectric body (the individual electrode side or the SIN electrode.
Even if the COS electrode side) is bonded and fixed, the portion where the electrode is formed becomes thicker than the thickness of the piezoelectric body, so that there is a problem that cracks may occur during the bonding work.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波モー
タは、ステータと、リング状の圧電体とこの圧電体に一
方の面に形成した個別電極とこの圧電体に他方の面に形
成したＳＩＮ電極およびＣＯＳ電極とから構成し、上記
ステータの周辺部下側に接着固定し、進行波を発生する
進行波発生手段と、ステータの周辺部上側に圧接し、こ
のステータの周辺部上側に増幅されて生ずる進行波によ
って回転するロータと、このロータの駆動回転を外部に
取り出すための出力手段とを備えた超音波モータにおい
て、上記進行波発生手段は、リング状の圧電体とこの圧
電体に一方の面に形成した個別電極とこの圧電体に他方
の面に形成した共通電極とから構成したものである。An ultrasonic motor according to the present invention includes a stator, a ring-shaped piezoelectric body, individual electrodes formed on one surface of the piezoelectric body, and the other surface of the piezoelectric body. It is composed of SIN electrodes and COS electrodes, is fixedly adhered to the lower side of the peripheral portion of the stator, is in contact with the traveling wave generating means for generating a traveling wave, and is pressed against the upper side of the peripheral portion of the stator, and is amplified to the upper side of the peripheral portion of the stator. In an ultrasonic motor including a rotor that is rotated by a traveling wave generated as a result and an output unit that takes out the driving rotation of the rotor to the outside, the traveling wave generation unit is configured such that the ring-shaped piezoelectric body and the piezoelectric body Of the individual electrodes and the common electrode formed on the other surface of the piezoelectric body.
【００１０】[0010]
【作用】本発明は、個別電極とＳＩＮ電極およびＣＯＳ
電極との位置合せが不要になり、組み立て時間を大幅に
短縮することができ、しかも、その回転が安定し、超音
波モータの効率を高めることができる。The present invention is directed to individual electrodes, SIN electrodes and COS.
Since the alignment with the electrodes is not necessary, the assembly time can be significantly shortened, the rotation thereof is stable, and the efficiency of the ultrasonic motor can be improved.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は、本発明に係る超音波モータに用いら
れる進行波発生手段の一実施例を示す図であり、特に、
図１（Ａ）は進行波発生手段の一方の面を示す平面図で
あり、図１（Ｂ）はその断面図であり、図１（Ｃ）は進
行波発生手段の他方の面を示す平面図である。図におい
て、１７は進行波発生手段であり、この進行波発生手段
１７は、リング状の圧電体８と、この圧電体８の一方の
面に形成した個別電極９Ａ〜９Ｈ、９Ｊ〜９Ｑと、この
圧電体８の他方の面に形成したリング状の共通電極１８
とから構成され、上記ステータ５の周辺部下面側に接着
固定される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a traveling wave generating means used in an ultrasonic motor according to the present invention.
1A is a plan view showing one surface of the traveling wave generating means, FIG. 1B is a sectional view thereof, and FIG. 1C is a plan view showing the other surface of the traveling wave generating means. It is a figure. In the figure, reference numeral 17 denotes a traveling wave generating means, which is a ring-shaped piezoelectric body 8 and individual electrodes 9A to 9H and 9J to 9Q formed on one surface of the piezoelectric body 8. A ring-shaped common electrode 18 formed on the other surface of the piezoelectric body 8
And is bonded and fixed to the lower surface of the peripheral portion of the stator 5.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る超音波モータによれば、進行波発生手段を個別電極
と共通電極で構成したので、二つの電極の位置合わせを
する必要がなくなり、進行波発生手段の組み立て時間を
大幅に短縮することができる。しかも、ロータの回転を
安定化することができ、効率を高めることができる。さ
らに、共通電極により、個別電極と共通電極を持つ圧電
体は、均一な厚さになっているため、共通電極側をステ
ータの周面部下面側に接着固定する作業中に、圧電体が
割れにくくなるなどの効果がある。As described above in detail, according to the ultrasonic motor of the present invention, since the traveling wave generating means is composed of the individual electrode and the common electrode, it is necessary to align the two electrodes. As a result, the assembling time of the traveling wave generating means can be greatly shortened. Moreover, the rotation of the rotor can be stabilized, and the efficiency can be improved. Furthermore, because the common electrode has a uniform thickness for the piezoelectric body that has individual electrodes and a common electrode, the piezoelectric body does not easily break during the work of bonding and fixing the common electrode side to the lower surface side of the peripheral surface of the stator. There is an effect such as.
【図１】本発明に係る超音波モータに用いられる進行波
発生手段の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a traveling wave generating means used in an ultrasonic motor according to the present invention.
【図２】従来の超音波モータを示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a conventional ultrasonic motor.
【図３】図２の出力回転軸のスプライン部と回転軸用ス
ペーサのインボリュートスプラインとの関係を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a spline portion of the output rotary shaft and an involute spline of a rotary shaft spacer in FIG.
【図４】図２の回転軸用スペーサのインボリュートスプ
ラインとローターのインボリュートスプラインとの関係
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the involute spline of the rotating shaft spacer and the involute spline of the rotor of FIG.
【図５】図２の進行波発生手段を示す断面図である。5 is a cross-sectional view showing a traveling wave generating means of FIG.
【図６】図５の進行波発生手段の上面側を示す平面図で
ある。FIG. 6 is a plan view showing the upper surface side of the traveling wave generating means of FIG.
【図７】図５の進行波発生手段の下面側を示す平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view showing a lower surface side of the traveling wave generating means of FIG.
１７ 進行波発生手段 １８ 共通電極 17 Traveling wave generating means 18 Common electrode
Claims (1)
電体の一方の面に形成した個別電極とこの圧電体の他方
の面に形成したＳＩＮ電極およびＣＯＳ電極とから構成
し、上記ステータの周辺部下側に接着固定し、進行性の
振動波を発生する進行波発生手段と、ステータの周辺部
上側に圧接し、このステータの周辺部上側に増幅されて
生ずる進行波によって回転するロータと、このロータの
駆動回転を外部に取り出すための出力手段とを備えた超
音波モータにおいて、 上記進行波発生手段は、リング状の圧電体とこの圧電体
の一方の面に形成した個別電極とこの圧電体の他方の面
に形成した共通電極とから構成したことを特徴とする超
音波モータ。1. A stator, a ring-shaped piezoelectric body, an individual electrode formed on one surface of the piezoelectric body, and an SIN electrode and a COS electrode formed on the other surface of the piezoelectric body. A traveling wave generating means that is adhesively fixed to the lower side of the peripheral portion, generates a progressive vibration wave, and a rotor that is pressed against the upper side of the peripheral portion of the stator and rotates by the traveling wave generated by being amplified above the peripheral portion of the stator, In the ultrasonic motor provided with an output means for taking out the drive rotation of the rotor to the outside, the traveling wave generation means includes a ring-shaped piezoelectric body, an individual electrode formed on one surface of the piezoelectric body, and the piezoelectric body. An ultrasonic motor comprising a common electrode formed on the other surface of the body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7039259A JPH08214567A (en) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7039259A JPH08214567A (en) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Ultrasonic motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08214567A true JPH08214567A (en) | 1996-08-20 |
Family
ID=12548152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7039259A Pending JPH08214567A (en) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08214567A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2775203A1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-08-27 | Centre Nat Rech Scient | Ultrasonic actuator for displacement of liquid droplets or powdered material |
| US20120170920A1 (en) * | 2009-09-15 | 2012-07-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt | Optical device with a piezoelectrically actuated deformable membrane shaped as a continuous crown |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP7039259A patent/JPH08214567A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2775203A1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-08-27 | Centre Nat Rech Scient | Ultrasonic actuator for displacement of liquid droplets or powdered material |
| WO1999043443A1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-09-02 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnr S) | Ultrasonic actuator for displacing liquid droplets or pulverulent materials |
| US20120170920A1 (en) * | 2009-09-15 | 2012-07-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt | Optical device with a piezoelectrically actuated deformable membrane shaped as a continuous crown |
| US20140104696A1 (en) * | 2009-09-15 | 2014-04-17 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Ene Alt | Optical device with a piezoelectrically actuated deformable membrane shaped as a continuous crown |
| US9075190B2 (en) * | 2009-09-15 | 2015-07-07 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Optical device with a piezoelectrically actuated deformable membrane shaped as a continuous crown |
| US9541677B2 (en) * | 2009-09-15 | 2017-01-10 | Webster Capital Llc | Optical device with a piezoelectrically actuated deformable membrane shaped as a continuous crown |
| US10324236B2 (en) | 2009-09-15 | 2019-06-18 | Webster Capital Llc | Optical device with a piezoelectrically actuated deformable membrane shaped as a continuous crown |
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