JPH02273085A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JPH02273085A
JPH02273085A JP1094544A JP9454489A JPH02273085A JP H02273085 A JPH02273085 A JP H02273085A JP 1094544 A JP1094544 A JP 1094544A JP 9454489 A JP9454489 A JP 9454489A JP H02273085 A JPH02273085 A JP H02273085A
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JP
Japan
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nut
rotor
vibrator
torsional
spring
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Application number
JP1094544A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Tamegai
為我井 昌司
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve reliability by arranging a spring between a tightening nut and a spacer in order to pressure contact an element and arranging a belleville spring between a seat pressure contacting with a rotor through a bearing and the nut. CONSTITUTION:Since loosening or deformation of a nut 15 causes considerable change of characteristics, the nut 15 must be tightened perfectly to a shaft 17a. An insulator 18a, a longitudinal vibrator 11, an insulator 18b, a supporting board 30, a torsional vibrator 12, a metal block 14 and a belleville spring 16 are applied onto the shaft 17a then they are adhered firmly to the end face of a head mast 13 through epoxy series organic adhesive or through soldering, thereatter they are pressure contacted by means of the nut 15 through the belleville spring 16. Since the longitudinal vibrator 11 vibrates with magnitude of several mum and the characteristics fluctuate remarkably due to thermal variation of the members, a belleville spring 23 is arranged on the pushing face of a nut 24 such that the belleville spring 23 elongates/contracts to accomodate thermal variation of the members thus preventing extreme variation of the pushing force of the nut 24.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波モータに関し、特に圧電振動子に超音波
振動を励振させ、それにより駆動力を発生する超音波モ
ータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic motor, and more particularly to an ultrasonic motor that excites ultrasonic vibrations in a piezoelectric vibrator and thereby generates a driving force.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、開発されている超音波モータは超音波振動により
回転力を得る新しい原理に基づくモータであり、従来の
電流と磁界の相互作用に基づく電磁型モータに比べると
、低速且つ高トルクを言う特徴がある。すなわち、電磁
モータに比べ単位体積当たりのトルクが非常に大きく、
しかも低速で使用する際のギヤーレス化とブレーキレス
化が可能であり、さらに質性が小さくロータの静的な保
持力が大きいため応答性に優れるという長所がある。
Recently developed ultrasonic motors are motors based on a new principle of obtaining rotational force through ultrasonic vibrations, and are characterized by lower speed and higher torque than conventional electromagnetic motors, which are based on the interaction of current and magnetic fields. There is. In other words, the torque per unit volume is much larger than that of an electromagnetic motor.
Moreover, it has the advantage of being gearless and brakeless when used at low speeds, and has excellent responsiveness due to its small mechanical properties and large static holding force of the rotor.

これまで種々の超音波モータが提案されており、例えば
日本音響学会講演論文集(昭和63年10月)のpp8
21〜822で報告されている「縦−捩り複合振動を利
用した超音波モータ」等がある。かかる超音波モータは
小径で且つ高トルクを得られるものとして実用的である
Various ultrasonic motors have been proposed so far, for example, in the Proceedings of the Acoustical Society of Japan (October 1986), pp.
21-822, such as "Ultrasonic motor using vertical-torsional compound vibration". Such an ultrasonic motor is practical because it has a small diameter and can obtain high torque.

第2図はかかる従来の一例としての超音波モータの右半
分を断面で示す構造図である。
FIG. 2 is a cross-sectional structural diagram showing the right half of an ultrasonic motor as an example of such a conventional ultrasonic motor.

第2図に示すように、従来の超音波モータはステータ6
0とロータ70を有し、ステータ60は積層圧電アクチ
ュエータで作られた縦振動子(以下、縦振動子と称す)
61と、ランジュバン型捩り振動励振用圧電素子(以下
、捩り振動子と称す)62と、ヘッドマス63と、金属
ブロック64と、ナツト65と、軸67aおよび絶縁体
66a、66b (以下、縦振動子61の一部として考
える)とで構成される。このステータ60は捩りの共振
モードで駆動されるが、縦振動子61はステータ60.
の共振周波数に一致した形で非共振で励振される。また
、ステータ60は捩りモードを利用したメカニカルチャ
ンネルフィルタの変換子部分の動作において周知の如く
、あたかも雑巾をしぼる運動に似た丸棒の捩り変形によ
るモードで動作する。しかも、ヘッドマス63により運
動量はさらに増幅される。従って、このステータ60と
ロータ70との当接するヘッドマス63の端面は共振周
波数において時計廻り方向と反時計廻り方向の回転力を
生み出せるわけである。
As shown in Fig. 2, the conventional ultrasonic motor has a stator 6.
0 and a rotor 70, and the stator 60 is a longitudinal oscillator (hereinafter referred to as a longitudinal oscillator) made of a laminated piezoelectric actuator.
61, a Langevin type torsional vibration excitation piezoelectric element (hereinafter referred to as a torsional vibrator) 62, a head mass 63, a metal block 64, a nut 65, a shaft 67a and insulators 66a and 66b (hereinafter referred to as a longitudinal vibrator) 61). This stator 60 is driven in a torsional resonance mode, and the longitudinal vibrator 61 is driven by the stator 60.
is excited non-resonantly in a manner that matches the resonant frequency of. Furthermore, the stator 60 operates in a mode in which a round bar is torsionally deformed, similar to the movement of wringing a rag, as is well known in the operation of the transducer portion of a mechanical channel filter using a torsional mode. Furthermore, the head mass 63 further amplifies the momentum. Therefore, the end face of the head mass 63 where the stator 60 and the rotor 70 come into contact can generate rotational forces in the clockwise and counterclockwise directions at the resonance frequency.

ここで、ロータ70を反時計廻りに回転させる場合につ
いて述べる。ナツト締めされたステータ60が反時計廻
りの回転力をロータ70に与えるべく、ロータ70に当
接するヘッドマス63の端面が反時計方向に変形したと
き、縦振動子61が捩り振動に同期して軸方向に伸び、
変形を生ずるように別の電源から電圧を印加させ、ロー
タ70とへラドマス63を瞬間的に強く圧接させる。こ
のときの摩擦力でロータ70は反時計方向に大きな回転
力を得ることができる。更に、ヘッドマス63のロータ
70に当接する面が時計廻りに回転したときは、縦振動
子61を軸方向に収縮させて、時間的にロータ70とへ
ラドマス63の圧接力を零にしてやり、時計廻りの捩り
振動変位をロータ70に伝達させないようクラッチの働
きをさせてやれば良い、従って、ステータ60の捩り振
動とステータ一部分に配設されている縦振動子61の伸
縮振動の一連の動作により、ロータ70は滑らかに反時
計方向に回転することができる。
Here, a case will be described in which the rotor 70 is rotated counterclockwise. When the end face of the head mass 63 that contacts the rotor 70 is deformed counterclockwise so that the stator 60 that has been tightened with the nut applies a counterclockwise rotational force to the rotor 70, the vertical vibrator 61 is rotated in synchronization with the torsional vibration. extending in the direction of
A voltage is applied from another power source so as to cause deformation, and the rotor 70 and the heladomas 63 are momentarily brought into strong pressure contact. The friction force at this time allows the rotor 70 to obtain a large rotational force in the counterclockwise direction. Further, when the surface of the head mass 63 that comes into contact with the rotor 70 rotates clockwise, the vertical vibrator 61 is contracted in the axial direction, and the pressure contact force between the rotor 70 and the head mass 63 is temporally reduced to zero, and the clock is rotated. It is sufficient to make the clutch function so as not to transmit the torsional vibration displacement of the surroundings to the rotor 70. Therefore, by a series of operations of the torsional vibration of the stator 60 and the stretching vibration of the longitudinal vibrator 61 disposed in a part of the stator, , the rotor 70 can smoothly rotate counterclockwise.

一方、ロータ70を時計廻りに回転させる場合は、ステ
ータ60はそのまま捩り共振周波数で励振させてやりク
ラッチ動作を行うに1振動子61に上述のロータ70を
反時計廻りに回転させる場合とは180度位相を異なら
しめるよう、位相だけを変えてやれば良い。この場合も
同様にロータ70は、時計廻りに滑らかに回転をするこ
とができる。
On the other hand, when the rotor 70 is rotated clockwise, the stator 60 is simply excited at the torsional resonance frequency, and when the clutch operation is performed, one oscillator 61 is rotated counterclockwise. All you have to do is change the phase so that the degree phase is different. In this case as well, the rotor 70 can rotate smoothly clockwise.

上述した縦振動子61及び捩り振動子62は、共に圧電
セラミックでできており、この圧電セラミックは周知の
如く、圧縮力に対しては極めて丈夫であるが、張力に対
しては極めて脆い。これら縦振動子61及び捩り振動子
62にはナツトにより大きな圧縮バイアス応力を常時加
えておく必要がある。また、ステータ60の回転をロー
タ70に伝えるにはへラドマス63とロータ70が強く
押し付けられていることが不可欠であり、ボルド67b
を使ってヘッドマス63とロータ70とを強固なコイル
スプリング72とナツト73で台座74とベアリング7
1を介して押圧保持している。またステータ60が捩り
振動を行うためにはへラドマス63.縦振動子61およ
び捩り振動子62が強固に結合されていなければならな
い。
The above-mentioned longitudinal vibrator 61 and torsional vibrator 62 are both made of piezoelectric ceramic, and as is well known, this piezoelectric ceramic is extremely strong against compressive force, but extremely fragile against tension. It is necessary to constantly apply a large compressive bias stress to the longitudinal vibrator 61 and the torsional vibrator 62 by means of the nut. In addition, in order to transmit the rotation of the stator 60 to the rotor 70, it is essential that the helad mass 63 and the rotor 70 are strongly pressed together, and the bolt 67b
Connect the head mass 63 and rotor 70 using a strong coil spring 72 and nut 73 to the pedestal 74 and bearing 7.
1 and held by pressure. Further, in order for the stator 60 to perform torsional vibration, the heradomas 63. The longitudinal vibrator 61 and the torsional vibrator 62 must be firmly coupled.

従って、従来の超音波モータでは、縦振動子61および
捩り振動子62をヘッドマスク63にボルト締めで結合
している。
Therefore, in the conventional ultrasonic motor, the longitudinal vibrator 61 and the torsional vibrator 62 are connected to the head mask 63 by bolts.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の超音波モータは、ヘッドマス63とロー
タ70とを強固なコイルスプリング72で保持しており
、このためには強靭なばね定数を有するスプリングが必
要である。
The conventional ultrasonic motor described above uses a strong coil spring 72 to hold the head mass 63 and the rotor 70, and for this purpose, a spring with a strong spring constant is required.

しかしながら、圧縮コイルスプリングを用いると、応力
的に半径方向が制限され且っ線径か細くなり、長さが長
くなってしまうという問題がある。また、線径を板ばね
状の圧縮コイルスプリングを用いて短くした際には、ス
プリングの端面の座りが悪く均一な圧接が得られないと
いう問題がある。従って、いづれにしてもコイル状のス
プリングを用いると、超音波モータが必然的な長くなっ
てしまうという欠点がある。
However, when a compression coil spring is used, there are problems in that the radial direction is restricted due to stress, the wire diameter becomes thinner, and the length becomes longer. Further, when the wire diameter is shortened by using a compression coil spring in the form of a leaf spring, there is a problem in that the end surface of the spring does not sit well and uniform pressure contact cannot be obtained. Therefore, in any case, the use of a coiled spring has the disadvantage that the ultrasonic motor becomes inevitably long.

また、縦振動子61及び捩り振動子62には大きな圧縮
バイアス応力を常時加えておく必要があり、ナツトおよ
びボルトで直にスペーサを押しスペーサを介して均一に
縦、捩り振動子を圧接する構造であると、超音波モータ
に温度変化が生じた際、熱収縮がおき、金属と振動子(
セラミック)との熱膨張率が異なることがら圧接力が変
化し特性が変化するという欠点がある。更に、振動子を
直にボールドすることによりステータが剛体化し、縦振
動子の伸縮によりボルトに軸方向の繰り返し引っ張り荷
重が掛かるので、構造的に弱いねじ部に応力集中が起き
、疲労破壊の原因となるという欠点がある。
In addition, it is necessary to constantly apply a large compressive bias stress to the longitudinal vibrator 61 and the torsional vibrator 62, and a structure is used in which the spacer is directly pressed with nuts and bolts, and the vertical and torsional vibrators are uniformly pressed together through the spacer. Therefore, when a temperature change occurs in the ultrasonic motor, thermal contraction occurs and the metal and vibrator (
Since the coefficient of thermal expansion is different from that of ceramic (ceramic), there is a disadvantage that the pressing force changes and the characteristics change. Furthermore, by directly bolding the vibrator, the stator becomes a rigid body, and the expansion and contraction of the vertical vibrator applies repeated tensile loads in the axial direction to the bolts, which causes stress concentration in the structurally weak threaded parts, which can lead to fatigue failure. There is a drawback that.

本発明の目的は、ロータおよび縮、捩り振動子へのばね
の負荷力を均一化せしめ、熱変形に対応し長期間にわた
り特性の変化等がなく安定で信頼性の高い超音波モータ
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a stable and highly reliable ultrasonic motor that can even out the spring load force applied to the rotor and compression and torsion oscillators, and that is resistant to thermal deformation and has no change in characteristics over a long period of time. There is a particular thing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の超音波モータは、縦、捩り複合圧電振動子のス
テータと、縦、捩りの動作モードを伝達するヘッドマス
と、前記縦、捩りの振動を受け正逆回転するロータと、
前記ステータおよびロータを前記ヘッドマスを挟んで締
め付ける中心軸とで構成する超音波モータにおいて、締
め付けナットとスペーサとの間にばねを設けて素子を圧
接し、ベアリングを介して前記ロータを圧接する台座と
ナツトとの間にサラばねを設けることを特徴としている
The ultrasonic motor of the present invention includes a stator of a vertical and torsional composite piezoelectric vibrator, a head mass that transmits vertical and torsional operation modes, and a rotor that rotates in forward and reverse directions in response to the vertical and torsional vibrations.
An ultrasonic motor comprising the stator and the rotor with a central shaft tightened with the head mass sandwiched therebetween, and a pedestal that presses the rotor through a bearing by providing a spring between the tightening nut and the spacer to press the element. It is characterized by providing a flat spring between it and the nut.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例としての超音波モータの右半
分を断面で示す構造図である。
FIG. 1 is a cross-sectional structural diagram showing the right half of an ultrasonic motor as an embodiment of the present invention.

第1図に示すように、本実施例におけるステータ10は
ナツト締めされた縦と捩りの両方向の変位を出力させる
ことのできるステータ部分を示し、例えばジルコンチタ
ン酸鉛系圧電セラミックのような圧電材料から成るリン
グ状圧電素子からなる捩り振動子12は、すべて円周方
向に分極されている。これらの圧電素子はCu等ででき
た電極板12aを間に介してエポキシ系等有機接着剤あ
るいはハンダ等で強固に積層接着される。しかも、−枚
一枚は互いに逆向きに分極されている。
As shown in FIG. 1, the stator 10 in this embodiment is a stator portion that is tightened with a nut and can output displacement in both longitudinal and torsional directions. The torsional vibrator 12, which is a ring-shaped piezoelectric element, is entirely polarized in the circumferential direction. These piezoelectric elements are firmly laminated and bonded using an organic adhesive such as epoxy, solder, etc., with an electrode plate 12a made of Cu or the like interposed therebetween. Furthermore, each of the -plates is polarized in opposite directions.

例えば、1,3.5段目が時計用りに分極されていれば
、2,4.6段目が反時計廻りに分極される。また、そ
の上下面には、電極がスパッタやメツキあるいは蒸着等
の方法で施され、並列に電気端子が取り出されている。
For example, if the 1st and 3.5th stages are polarized clockwise, the 2nd, 4th and 6th stages are polarized counterclockwise. Furthermore, electrodes are applied to the upper and lower surfaces by sputtering, plating, vapor deposition, or the like, and electrical terminals are taken out in parallel.

尚、周知のように捩り振動子の原理から、より多層の圧
電素子からなる捩り振動変換部分では、隣接する圧電素
子の分極方向は互いに逆向きとなることが知られている
As is well known, based on the principle of a torsional oscillator, it is known that in a torsional vibration conversion section made up of more layers of piezoelectric elements, the polarization directions of adjacent piezoelectric elements are opposite to each other.

また、ステータ10を構成するリング型形状の積層圧電
アクチュエータからなる縦振動子11は絶縁体18a、
18bによって捩り振動素子12と電気的に絶縁されて
いる。ヘッドマス13は一方の端面が縦振動子11の端
面に絶縁体18aを介して固着され、縦振動子11と捩
り振動子12から出力する振幅を増幅し、上部との接触
面に摺動材22を介して出力される。金属ブロック14
は軸17a、サラばね16およびナツト15により静的
な圧力を縦振動子11と捩り振動子12および絶縁体1
8a、18b部分に均一に印加する部材である。尚、こ
のサラばね16はステータ10を構成する各部材の熱膨
張係数の違いにより、温度変化による圧電素子に印加さ
れる圧力の変化を極少にするために配設されたものであ
る。
Further, the longitudinal vibrator 11 consisting of a ring-shaped laminated piezoelectric actuator constituting the stator 10 has an insulator 18a,
It is electrically insulated from the torsional vibration element 12 by 18b. The head mass 13 has one end surface fixed to the end surface of the vertical vibrator 11 via an insulator 18a, amplifies the amplitude output from the vertical vibrator 11 and the torsional vibrator 12, and has a sliding material 22 on the contact surface with the upper part. Output via . metal block 14
The shaft 17a, counter spring 16 and nut 15 apply static pressure to the longitudinal vibrator 11, torsional vibrator 12 and insulator 1.
This is a member that uniformly applies voltage to portions 8a and 18b. Note that the flat spring 16 is provided to minimize changes in the pressure applied to the piezoelectric element due to temperature changes due to differences in the coefficient of thermal expansion of each member constituting the stator 10.

一方、ロータ20は円筒状をなしており、その筒内にベ
アリング21を設けるとともに、軸17bに軸方向に自
由度を有して回転自在に支持されている。しかも、ロー
タ2oの端面がステータ10を圧接する力をサラばね2
3により台座25、ベアリング21を介して伝達されて
いる。
On the other hand, the rotor 20 has a cylindrical shape, a bearing 21 is provided in the cylinder, and the rotor 20 is rotatably supported by the shaft 17b with a degree of freedom in the axial direction. Moreover, the force that presses the end surface of the rotor 2o against the stator 10 is reduced by the flat spring 2.
3 through the pedestal 25 and the bearing 21.

摺動材22は耐磨耗性に優れた部材であり、前述したよ
うに、ヘッドマス13の端面に接着されている。超音波
モータを動作可能にするためには、非動作時には、ステ
ータ10とロータ2oは静的な強い圧力で互いに圧接さ
れている必要がある。
The sliding material 22 is a member with excellent wear resistance, and is bonded to the end surface of the head mass 13 as described above. In order to enable the ultrasonic motor to operate, the stator 10 and rotor 2o must be pressed against each other with strong static pressure when not in operation.

軸17b、サラばね23.ナツト24及び台座25は、
かかる静的圧力印加手段をなし、台座25はベアリング
21の内輪の端面に圧接し、ロータ20がベアリング2
1の外輪に圧接される構成になっている。従って、ロー
タ20が回転したとき、前記圧力印加手段としての部材
が回転することはない。
Shaft 17b, flat spring 23. The nut 24 and the pedestal 25 are
The pedestal 25 is in pressure contact with the end surface of the inner ring of the bearing 21, and the rotor 20 is in pressure contact with the end surface of the inner ring of the bearing 21.
It is configured to be pressed into contact with the outer ring of No. 1. Therefore, when the rotor 20 rotates, the member serving as the pressure applying means does not rotate.

上記構成から明かな如く、ステータ10には、あたかも
雑巾をしぼる運動に似た丸棒の捩り変形によるモードで
動作する。ところで、ナツト15の緩みや変形等は特性
に著しく変化があられれるなめ、ナツト15と軸17a
とは完全に締結する必要がある。そこで、軸17aに絶
縁体18a縦振動子11.絶縁体18b、支持板30.
捩り振動子12.金属ブロック14.サラばね16を挿
入してヘッドマス13の端面にエポキシ系等有機接着剤
あるいはハンダ等で強固に接着を行い、サラばね16を
介してナツト15で加圧圧接するとともに、ヘッドマス
13の楕円運動を最適な状態に調整し軸17aとナツト
15の結合ねじ部n1点をスポット溶接にて結合ねじ部
周囲を数箇所溶解固着すると効果的である。スポット溶
接には、レーザスポット溶接の他に電気スポット溶接が
可能である。さらに、縦振動子11は数μmの伸縮振動
であるため、部材に熱変化が生じると特性に顕著に変化
があられれることがら、サラばね16をナツト15の押
し付は面に設は部材に熱変化が生じてもサラばね16が
伸び縮みしてナツト15の押し付は力を極端に変化しな
いように構成している。また、ロータ2oはへラドマス
13端而の楕円運動を受け摩擦力で回転するので、ロー
タ20はへラドマス13端而への押し付はカが顕著に特
性に影響することが分がる。よって、押し付は力をナツ
ト24により最適に調整し、ナツト24を軸17bと完
全に固着する必要がある。そこで、ステータ1oのナツ
ト15の締結と同様、軸17bとナツト24の結合ねじ
部n2点をスポット溶接にて数箇所溶解固着すると効果
的である。さらに、前述したように、縦振動子11は数
μmの伸縮振動であるため、部材に熱変化が生じると特
性に顕著に変化があられれることがら、サラばね23を
ナツト24の押し付は面に設け、部材に熱変化が生じて
もサラばね23が伸び縮みしてナツト24の押し付は力
を極端に変化しないように構成している。
As is clear from the above configuration, the stator 10 operates in a mode in which the round rod is torsionally deformed, similar to the movement of wringing a rag. By the way, loosening, deformation, etc. of the nut 15 can significantly change the characteristics, so the nut 15 and shaft 17a
must be fully concluded. Therefore, an insulator 18a and a longitudinal vibrator 11. Insulator 18b, support plate 30.
Torsional oscillator 12. Metal block 14. A counter spring 16 is inserted and firmly adhered to the end face of the head mass 13 using an organic adhesive such as epoxy or solder, and the nut 15 is pressed through the counter spring 16 to optimize the elliptical movement of the head mass 13. It is effective to adjust the condition and fix the connecting screw part n1 of the shaft 17a and the nut 15 by spot welding the joint screw part at several places around the joint thread part. For spot welding, electric spot welding can be used in addition to laser spot welding. Furthermore, since the longitudinal vibrator 11 undergoes stretching vibration of several micrometers, the characteristics will change markedly when a thermal change occurs in the member. Even if a thermal change occurs, the flat spring 16 expands and contracts, so that the pressing force of the nut 15 does not change drastically. Further, since the rotor 2o rotates due to frictional force due to the elliptical motion of the heladium mass 13, it can be seen that the force when the rotor 20 is pressed against the heladium mass 13 significantly affects the characteristics. Therefore, it is necessary to optimally adjust the pressing force using the nut 24 and to completely fix the nut 24 to the shaft 17b. Therefore, similarly to the fastening of the nut 15 of the stator 1o, it is effective to melt and fix the joint threaded portion n2 of the shaft 17b and the nut 24 at several points by spot welding. Furthermore, as mentioned above, since the longitudinal vibrator 11 undergoes stretching vibration of several micrometers, the characteristics will change significantly when the member undergoes a thermal change. The counter spring 23 expands and contracts even if a thermal change occurs in the member, so that the pressing force of the nut 24 does not change drastically.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の超音波モータはロータ圧
接部にサラばねを設けることにより、ロータへの圧接力
を均等化させることができるので、回転変動を極小にし
高効率且つ高トルクを実現できるうえ、モータの全長を
縮小化して装置にコンパクト実装できるという効果があ
る。
As explained above, the ultrasonic motor of the present invention can equalize the pressure contact force to the rotor by providing a flat spring in the rotor pressure contact part, thereby minimizing rotational fluctuations and achieving high efficiency and high torque. Not only that, but the total length of the motor can be reduced and it can be mounted compactly in the device.

また、本発明の超音波モータは振動子をサラばねで圧接
することにより、弱い部材への応力集中を緩和し、経年
変化や疲労破壊を防止することができるだけでなく、モ
ータに熱変形を生じてもサラばねが変形誤差に追従し、
振動子を圧接する力に極端な変化が無くなるので、モー
タの特性が変化することはなく、長か命および信頼性の
向上を計れるという効果がある。
Furthermore, by pressing the vibrator with a flat spring, the ultrasonic motor of the present invention not only alleviates stress concentration on weak members and prevents aging and fatigue failure, but also prevents thermal deformation of the motor. However, the Saraspring follows the deformation error,
Since there is no extreme change in the force that presses the vibrator, the characteristics of the motor do not change, resulting in longer life and improved reliability.

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

第1図は本発明の一実施例としての超音波モータの右半
分を断面で示す構造図、第2図は従来の一例としての超
音波モータの右半分を断面で示す構造図である。 10・・・ステータ、11・・・縦振動子、12・・・
捩り振動子、13・・・ヘッドマス、14・・・金属ブ
ロック、15・・・ナツト、16・・・サラばね、17
a17b・・・軸、18a、18b・・・絶縁体、2o
・・・ロータ、21・・・ベアリング、22・・・摺動
材、23・・・サラばね、24・・・ナツト、25・・
・台座、3o・・・支持板。 代理人 弁理士  内 原  晋 梁 区 第2区
FIG. 1 is a structural diagram showing a right half of an ultrasonic motor as an example of the present invention in cross section, and FIG. 2 is a structural diagram showing a right half of a conventional ultrasonic motor in cross section. 10... Stator, 11... Vertical vibrator, 12...
Torsional vibrator, 13... Head mass, 14... Metal block, 15... Nut, 16... Sara spring, 17
a17b...shaft, 18a, 18b...insulator, 2o
... Rotor, 21... Bearing, 22... Sliding material, 23... Flat spring, 24... Nut, 25...
・Pedestal, 3o...Support plate. Agent Patent Attorney Uchihara Jinliang District 2nd Ward

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  縦,捩り複合圧電振動子のステータと、縦,捩りの動
作モードを伝達するヘッドマスと、前記縦,捩りの振動
を受け正逆回転するロータと、前記ステータおよびロー
タを前記ヘッドマスを挟んで締め付ける中心軸とで構成
する超音波モータにおいて、締め付けナットとスペーサ
との間にばねを設けて素子を圧接し、ベアリングを介し
て前記ロータを圧接する台座とナットとの間にサラばね
を設けることを特徴とする超音波モータ。
a stator of a vertical and torsional composite piezoelectric vibrator, a head mass that transmits the vertical and torsional operating modes, a rotor that rotates in forward and reverse directions in response to the vertical and torsional vibrations, and a center that tightens the stator and rotor with the head mass sandwiched therebetween. An ultrasonic motor configured with a shaft, characterized in that a spring is provided between a tightening nut and a spacer to press the element, and a flat spring is provided between the nut and a pedestal that presses the rotor via a bearing. Ultrasonic motor.
JP1094544A 1989-04-13 1989-04-13 Ultrasonic motor Pending JPH02273085A (en)

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