JPH0491682A - 振動波駆動装置 - Google Patents
振動波駆動装置Info
- Publication number
- JPH0491682A JPH0491682A JP2207763A JP20776390A JPH0491682A JP H0491682 A JPH0491682 A JP H0491682A JP 2207763 A JP2207763 A JP 2207763A JP 20776390 A JP20776390 A JP 20776390A JP H0491682 A JPH0491682 A JP H0491682A
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- JP
- Japan
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- rotational
- rotor
- vibrator
- ultrasonic motor
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、フリクションクラッチを備えた超音波モータ
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］
近年、振動の合成によって振動弾性体の表面粒子に円、
又は楕円運動を励起させ、その表面に摩擦接触する部材
と該弾性体とを相対移動させる超音波モータが提供され
ている。
又は楕円運動を励起させ、その表面に摩擦接触する部材
と該弾性体とを相対移動させる超音波モータが提供され
ている。
超音波モータとして、円環形状に形成された形式、また
棒状に形成された形式が提案されているが、これらはい
ずれも駆動のための振動を発生させるためのステータを
構成する振動弾性体と、該振動弾性体に形成される駆動
振動を回転力に変換するロータ等の回転変換部材とを摩
擦接触させ、摩擦力により該回転変換部材を回転させる
という基本的な駆動原理は同じである。
棒状に形成された形式が提案されているが、これらはい
ずれも駆動のための振動を発生させるためのステータを
構成する振動弾性体と、該振動弾性体に形成される駆動
振動を回転力に変換するロータ等の回転変換部材とを摩
擦接触させ、摩擦力により該回転変換部材を回転させる
という基本的な駆動原理は同じである。
円環形状の超音波モータを例えばオートフォーカスの駆
動源としてレンズ鏡筒に使用する場合、ギア等の伝達機
構を用いずに、ロータの回転出力を直接フォーカスレン
ズに付与することができるといった利点があるが、円環
形状の形式の超音波モータは、製作コストの点において
棒状の形式の超音波モータに比べて不利であるといった
難がある。
動源としてレンズ鏡筒に使用する場合、ギア等の伝達機
構を用いずに、ロータの回転出力を直接フォーカスレン
ズに付与することができるといった利点があるが、円環
形状の形式の超音波モータは、製作コストの点において
棒状の形式の超音波モータに比べて不利であるといった
難がある。
棒状超音波モータは、円環形状の超音波モータのように
、例えばレンズを取り囲むように配置することができな
いため、歯車等の伝達機構を介してロータの回転力を被
駆動部材、例えばフォーカスレンズに伝達する構成とす
ることになる。
、例えばレンズを取り囲むように配置することができな
いため、歯車等の伝達機構を介してロータの回転力を被
駆動部材、例えばフォーカスレンズに伝達する構成とす
ることになる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、棒状超音波モータを駆動源とし、伝達機
構を介して被駆動部材を駆動する場合、ロータの回転力
を被駆動部材に伝達する歯車等の回転出力部材に高負荷
前わると、ロータの回転が不安定となり、最悪の場合ス
テータ振動の共振状態から外れて回転が停止するため、
ステータが振動しているのにロータがその場所で止まっ
ていることによる音の発生（キーキー音）を起こしたり
、ステータとロータとの間で異常摩耗が発生するという
問題があった。
構を介して被駆動部材を駆動する場合、ロータの回転力
を被駆動部材に伝達する歯車等の回転出力部材に高負荷
前わると、ロータの回転が不安定となり、最悪の場合ス
テータ振動の共振状態から外れて回転が停止するため、
ステータが振動しているのにロータがその場所で止まっ
ていることによる音の発生（キーキー音）を起こしたり
、ステータとロータとの間で異常摩耗が発生するという
問題があった。
そこで、このような問題を解決するために、特開平２−
９７２８１号では、高負荷が加わるとロータを空回転さ
せるようにしているが、この方式ではロータと出力軸と
の間に摩擦板を新たに設ける必要があるため、スペース
や、コストの面で有効とはいえなかった。
９７２８１号では、高負荷が加わるとロータを空回転さ
せるようにしているが、この方式ではロータと出力軸と
の間に摩擦板を新たに設ける必要があるため、スペース
や、コストの面で有効とはいえなかった。
本発明は、このような従来の問題を解決し、外部から駆
動系に高負荷が加わっても、ロータとステータ間の異常
摩耗や、異音の発生を防止することができる機構を簡単
な構造で得ることができ、しかもモータの小型化が図れ
ることができる超音波モータを提供することを目的とす
る。
動系に高負荷が加わっても、ロータとステータ間の異常
摩耗や、異音の発生を防止することができる機構を簡単
な構造で得ることができ、しかもモータの小型化が図れ
ることができる超音波モータを提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］
本発明の目的を実現する超音波モータの構成は、電気−
機械エネルギー変換素子を有する振動子に加圧部材を介
して回転部材を摩擦接触させ、該電気−機械エネルギー
変換素子への交流電界の印加により、該振動子に駆動振
動を励起させて該回転部材を駆動すると共に、該回転部
材と摩擦接触して出力を取り出す回転出力部材とを備え
、該回転部材と該回転出力部材との摩擦力を、該振動子
と該回転部材との摩擦力よりも小さく設定したことを特
徴とするものである。
機械エネルギー変換素子を有する振動子に加圧部材を介
して回転部材を摩擦接触させ、該電気−機械エネルギー
変換素子への交流電界の印加により、該振動子に駆動振
動を励起させて該回転部材を駆動すると共に、該回転部
材と摩擦接触して出力を取り出す回転出力部材とを備え
、該回転部材と該回転出力部材との摩擦力を、該振動子
と該回転部材との摩擦力よりも小さく設定したことを特
徴とするものである。
［作 用］
上記の如（構成した超音波モータは、回転出力部材に高
負荷が加わった場合、回転部材の回転が不安定又は停止
する前に回転出力部材に対して回転部材が滑り出す。
負荷が加わった場合、回転部材の回転が不安定又は停止
する前に回転出力部材に対して回転部材が滑り出す。
［実施例〕
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明による超音波モータの一実施例を示し、
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は縦断面図である。
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は縦断面図である。
ｌは金属材料からなる円柱形状の振動弾性体、２は振動
弾性体１の外径と同形の外径を有する金属材料からなる
押え体、３ａ〜３ｄは振動弾性体１の外径と同径の外径
に形成された円環形状の圧電素子板、４８〜４ｄは圧電
素子板３ａ〜３ｄの電極板であり、振動弾性体１と押え
体２との間に、該電極板４ａ〜４ｄ、圧電素子板３ａ〜
３ｄを配設し、ボルト２を押え体２を通して振動弾性体
１に螺着することにより、これらを一体に固定し、超音
波モータＡのステータを構成している。
弾性体１の外径と同形の外径を有する金属材料からなる
押え体、３ａ〜３ｄは振動弾性体１の外径と同径の外径
に形成された円環形状の圧電素子板、４８〜４ｄは圧電
素子板３ａ〜３ｄの電極板であり、振動弾性体１と押え
体２との間に、該電極板４ａ〜４ｄ、圧電素子板３ａ〜
３ｄを配設し、ボルト２を押え体２を通して振動弾性体
１に螺着することにより、これらを一体に固定し、超音
波モータＡのステータを構成している。
超音波モータＡは、ステータの電極板４ａ〜４ｄに不図
示の電源回路から移相の異なる交流電圧を印加すること
により、圧電素子板３ａ〜３ｄが機械的振動をステータ
に形成し、これら振動の合成によってステータに縄飛び
のような運動を励起し、ステータの前端部に摩擦接触す
る後記のロータ６を摩擦駆動する。６はロータで、後端
部（摩擦接触部）６ａを振動弾性体１のテーバ部１ａに
当接させ、後記する加圧バネ１０による加圧により適切
な摩擦力を得ている。
示の電源回路から移相の異なる交流電圧を印加すること
により、圧電素子板３ａ〜３ｄが機械的振動をステータ
に形成し、これら振動の合成によってステータに縄飛び
のような運動を励起し、ステータの前端部に摩擦接触す
る後記のロータ６を摩擦駆動する。６はロータで、後端
部（摩擦接触部）６ａを振動弾性体１のテーバ部１ａに
当接させ、後記する加圧バネ１０による加圧により適切
な摩擦力を得ている。
７は歯車７ａを有する摩擦安定材料製の回転出力部材で
、後端面とロータ６の端面との間でフリクション結合し
ている。この歯車７ａは、ロータ６の回転を外部に伝達
するためのものである。
、後端面とロータ６の端面との間でフリクション結合し
ている。この歯車７ａは、ロータ６の回転を外部に伝達
するためのものである。
ロータ６と回転出力部材７とのフリクション結合のフリ
クション力は、加圧バネ１０により発生し、その力は振
動弾性体１とロータ６との摩擦力より小さくなるように
（摩擦係数が小さくなるように）設定されている。
クション力は、加圧バネ１０により発生し、その力は振
動弾性体１とロータ６との摩擦力より小さくなるように
（摩擦係数が小さくなるように）設定されている。
すなわち、回転出力部材７に外部から回転力を与えても
、ロータ６はステータに対する摩擦力が回転出力部材７
に対する摩擦力よりも大きいために回転することはな（
、回転ａ力部材７のみが回転することになる。
、ロータ６はステータに対する摩擦力が回転出力部材７
に対する摩擦力よりも大きいために回転することはな（
、回転ａ力部材７のみが回転することになる。
一方、回転出力部材７の内径部にベアリング８を設け、
このベアリング８の内径部に中空の軸９を嵌入すること
で、ロータ６と回転出力部材７とを回転可能としている
。
このベアリング８の内径部に中空の軸９を嵌入すること
で、ロータ６と回転出力部材７とを回転可能としている
。
軸９は、ボルト５の摺動部５ａに嵌合することで、ステ
ータの軸心と一致させている。
ータの軸心と一致させている。
ＩＯは加圧バネであり、軸９の段部９ａを押圧すること
で、フランジ部９ｂによりベアリング８を押圧し、その
押圧力で振動弾性体１とロータ６、ロータ６と回転出力
部材７との間に摩擦力が発生するように構成している。
で、フランジ部９ｂによりベアリング８を押圧し、その
押圧力で振動弾性体１とロータ６、ロータ６と回転出力
部材７との間に摩擦力が発生するように構成している。
加圧バネｌＯの加圧力は、平板形状の保持部材１１の孔
部１１ｃをボルト５の先端部に形成されたビン部５ｂに
挿入し、例えば接着剤により固着するといった周知の方
法で固定することで発生させている。
部１１ｃをボルト５の先端部に形成されたビン部５ｂに
挿入し、例えば接着剤により固着するといった周知の方
法で固定することで発生させている。
この超音波モータＡは、保持部材１１を不図示の固定部
材に対し、ビス孔１１ａ、１１ｂを通して不図示のビス
によりビス止めすることにより固定されている。
材に対し、ビス孔１１ａ、１１ｂを通して不図示のビス
によりビス止めすることにより固定されている。
なお、超音波モータのステータを支持するに際し、ステ
ータに励起される振動に影響を与えないようにすること
が必要であり、ステータの端は振動の腹位置となり、径
方向における変位があるのみで、しかも該変位は実際に
は微小であるため、ステータの一端であるピン部５ｂで
固定することにより、ステータの振動に影響を与えるこ
とはない。
ータに励起される振動に影響を与えないようにすること
が必要であり、ステータの端は振動の腹位置となり、径
方向における変位があるのみで、しかも該変位は実際に
は微小であるため、ステータの一端であるピン部５ｂで
固定することにより、ステータの振動に影響を与えるこ
とはない。
このように構成した超音波モータにおいて、回転出力部
材７に高負荷が加わった場合、ロータ６の回転が不安定
となったり、あるいは回転停止する前に、ロータ６が回
転出力部材７に対し滑り出し、ロータ６とステータとの
間に、回転出力部材７からの高負荷が伝達されることが
ない。
材７に高負荷が加わった場合、ロータ６の回転が不安定
となったり、あるいは回転停止する前に、ロータ６が回
転出力部材７に対し滑り出し、ロータ６とステータとの
間に、回転出力部材７からの高負荷が伝達されることが
ない。
以上のような作動を成立させるためには、振動弾性体１
、ロータ６及び回転出力部材７の材質の選択が問題とな
るが、振動弾性体１を黄銅、ロータ６をアルミニュウム
とする組み合わせとし、この摩擦係数を０．８以上とす
ると共に、回転出力部材７をポリアセタールとし、ロー
タ６との摩擦係数を０．２以下として上記の動作を行わ
せたところ、良好に作動することが確認され、またこれ
らの材質だけでなく、４倍程度の摩擦係数の差があれば
、振動弾性体１とロータ６とが滑る前に、ロータ６と回
転出力部材７が確実に滑ることが確認された。
、ロータ６及び回転出力部材７の材質の選択が問題とな
るが、振動弾性体１を黄銅、ロータ６をアルミニュウム
とする組み合わせとし、この摩擦係数を０．８以上とす
ると共に、回転出力部材７をポリアセタールとし、ロー
タ６との摩擦係数を０．２以下として上記の動作を行わ
せたところ、良好に作動することが確認され、またこれ
らの材質だけでなく、４倍程度の摩擦係数の差があれば
、振動弾性体１とロータ６とが滑る前に、ロータ６と回
転出力部材７が確実に滑ることが確認された。
なお、図に示すように、振動弾性体ｌ、ロータ６、回転
出力部材７は略同径に形成され、保持部材１１がこれら
振動弾性体１、ロータ６、回転出力部材７に対して略同
径以上となるように構成し、これを一体的に組みつけて
ユニット化している。
出力部材７は略同径に形成され、保持部材１１がこれら
振動弾性体１、ロータ６、回転出力部材７に対して略同
径以上となるように構成し、これを一体的に組みつけて
ユニット化している。
［発明の効果］
以上説明してきたように、本発明によれば、歯車等の回
転出力部材に高負荷がかかっても、ロータ等の回転部材
の回転が不安定、又は停止する前に、回転部材が回転出
力部材に対して滑り出すことにより、振動子と回転部材
間の異常摩耗、異音発生を防止することができる。
転出力部材に高負荷がかかっても、ロータ等の回転部材
の回転が不安定、又は停止する前に、回転部材が回転出
力部材に対して滑り出すことにより、振動子と回転部材
間の異常摩耗、異音発生を防止することができる。
また、回転部材に対する摩擦駆動を回転出力部材自体で
行うので、新たに部品を設ける必要がなく、安価でスペ
ースの増大がな（小型化に寄与できる超音波モータを提
供することができるという効果がある。
行うので、新たに部品を設ける必要がなく、安価でスペ
ースの増大がな（小型化に寄与できる超音波モータを提
供することができるという効果がある。
また、フリクション機構を含めたモータを構成する部材
を１つのユニットとして組みつけているので、従来のよ
うに、モータ以外の箇所、例えば被駆動部を駆動するた
めの伝達系に高負荷対策としての機構を設ける必要がな
くなり、種々の装置への適用の自由度が飛躍的に増大し
、その効果は大なるものである。
を１つのユニットとして組みつけているので、従来のよ
うに、モータ以外の箇所、例えば被駆動部を駆動するた
めの伝達系に高負荷対策としての機構を設ける必要がな
くなり、種々の装置への適用の自由度が飛躍的に増大し
、その効果は大なるものである。
第１図は本発明による超音波モータの一実施例を示し、
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。 ７：回転出力部材 ９：軸 １１：保持部材。 ８：ベアリング １０：加圧バネ 忙４ろ Ａ ： １ ： ａ ａ ５ ： 超音波モータ 弾性振動体 〜３ｄ：圧電素子板 〜４ｄ：電極板 ボルト ６：ロータ ２：押え体
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。 ７：回転出力部材 ９：軸 １１：保持部材。 ８：ベアリング １０：加圧バネ 忙４ろ Ａ ： １ ： ａ ａ ５ ： 超音波モータ 弾性振動体 〜３ｄ：圧電素子板 〜４ｄ：電極板 ボルト ６：ロータ ２：押え体
Claims (3)
- １．電気−機械エネルギー変換素子を有する振動子に加
圧部材を介して回転部材を摩擦接触させ、該電気−機械
エネルギー変換素子への交流電界の印加により、該振動
子に駆動振動を励起させて該回転部材を駆動すると共に
、該回転部材と摩擦接触して出力を取り出す回転出力部
材とを備え、該回転部材と該回転出力部材力との摩擦力
を、該振動子と該回転部材との摩擦力よりも小さく設定
したことを特徴とする超音波モータ。 - ２．請求項１において、回転部材と回転出力部材との摩
擦力は、振動子と回転部材とに摩擦力を付与する加圧部
材によって発生させることを特徴とする超音波モータ。 - ３．請求項１又は２において、振動子、回転部材、回転
出力部材、加圧部材をユニット化したことを特徴とする
超音波モータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207763A JP2577118B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 振動波駆動装置 |
| US08/034,182 US5428260A (en) | 1990-08-03 | 1993-03-18 | Vibration driven motor |
| US08/416,183 US5633553A (en) | 1990-08-03 | 1995-04-04 | Vibration driven motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2207763A JP2577118B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 振動波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491682A true JPH0491682A (ja) | 1992-03-25 |
| JP2577118B2 JP2577118B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16545144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2207763A Expired - Fee Related JP2577118B2 (ja) | 1990-08-03 | 1990-08-06 | 振動波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577118B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123492U (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-22 | ||
| JPH0297281A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Kyocera Corp | 振動波モータ |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2207763A patent/JP2577118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01123492U (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-22 | ||
| JPH0297281A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Kyocera Corp | 振動波モータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2577118B2 (ja) | 1997-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |