JPH06225555A - Ultrasonic motor - Google Patents
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Landscapes
- 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、超音波モータ、詳しく
は、電気−機械エネルギー変換素子より発生する振動に
よって回転す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, and more particularly to an ultrasonic motor which rotates by vibration generated by an electro-mechanical energy conversion element.
【0002】[0002]
【従来の技術】電気−機械エネルギー変換素子より発生
する振動によって回転する超音波モータは、従来より種
々提案されていて、このようなものの一例が、特開平4
−91668号公報に開示されていている。該公報に記
載の振動子は、駆動用振動モードの節位置の外径に比較
して、その両端部の外径を太く形成している。振動子の
形状をこのように形成することにより、直径が一様であ
る振動子と比較して固有振動数を下げることができ、逆
にモーダル質量が大幅に増加して大きな振動振幅を得る
ことができるものである。このような技術手段を用いる
ことによって、モータ駆動用の回路系を含めたモータ効
率を向上し、駆動を安定化させる構成となっている。2. Description of the Related Art Various ultrasonic motors have been proposed in the past, which rotate by vibration generated by an electro-mechanical energy conversion element.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 91668. In the vibrator described in the publication, the outer diameters of both ends thereof are formed to be thicker than the outer diameter of the node position in the driving vibration mode. By forming the shape of the oscillator in this way, the natural frequency can be reduced compared to the oscillator with a uniform diameter, and conversely, the modal mass can be greatly increased to obtain a large vibration amplitude. Is something that can be done. By using such technical means, the efficiency of the motor including the circuit system for driving the motor is improved and the driving is stabilized.
【0003】また、上述と同様な効果を得る他の技術手
段として、大径部を高密度部としたものが、特開平4−
91670号公報に提案されている。この技術手段で
は、ランジュバン型超音波振動子の圧電素子に電圧を印
加するために、金属製の薄板を該圧電素子と略同形状に
形成して電極板とし、この電極板からリード線を接続す
るための端子部を突設し、このような電極板を上記圧電
素子の両端面に固定していて、電圧印加手段としてはこ
のような構成が一般的なものである。このような電圧印
加手段は、製作が容易であり、しかも圧電素子と良好な
密着性が得られるために古くから多用されてきた。Further, as another technical means for obtaining the same effect as described above, one having a large-diameter portion with a high-density portion is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No.
It is proposed in Japanese Patent No. 91670. In this technical means, in order to apply a voltage to the piezoelectric element of the Langevin type ultrasonic vibrator, a thin metal plate is formed into an electrode plate having substantially the same shape as the piezoelectric element, and a lead wire is connected from this electrode plate. A terminal portion for this purpose is provided in a protruding manner, and such electrode plates are fixed to both end faces of the piezoelectric element, and such a structure is common as a voltage applying means. Such voltage applying means has been widely used for a long time because it is easy to manufacture and can obtain good adhesion with the piezoelectric element.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記特開平4−916
68号公報に記載されるような、大径部を振動の腹位置
に配設して振動振幅の拡大を図る技術手段は、非常によ
く用いられるものであるが、一般に振動子の大型化,高
重量化を招くことが懸念されている。電気−機械エネル
ギー変換素子である圧電素子の外周径に対して、付加質
量の部分の外周を大きくすれば径方向に大型化してしま
い、一方、軸方向に付加質量の部分を長くしようとすれ
ば振動子の全長が大型化してしまう。このような振動子
を用いた超音波モータは、スペースが比較的余裕のある
部分に用いる場合にはあまり問題とならないが、限られ
たスペースに用いる場合には大きな欠点となり、実際に
は用いることができない。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
The technical means for increasing the vibration amplitude by arranging the large-diameter portion at the antinode position of the vibration, as described in Japanese Patent No. 68, is very often used. It is feared that the weight will increase. If the outer circumference of the additional mass portion is increased relative to the outer diameter of the piezoelectric element that is the electro-mechanical energy conversion element, the size becomes larger in the radial direction, while if the portion of the additional mass portion is lengthened in the axial direction, The total length of the oscillator becomes large. An ultrasonic motor using such a vibrator does not pose a problem when used in a part with a relatively large space, but it is a major drawback when used in a limited space, and should be used in practice. I can't.
【0005】また、上記特開平4−91670号公報に
示されるように、高密度部を振動の腹位置に用いる場合
には小型化が図れるが、2種類の異なった材質の部材が
必要となったり、これら複数の部材を組み立てる工程が
増加したりして、コストが上昇してしまうという問題点
がある。Further, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-91670, when the high density portion is used at the antinode position of vibration, downsizing can be achieved, but two kinds of members made of different materials are required. Also, there is a problem that the cost increases due to an increase in the process of assembling these plural members.
【0006】一方、上述のような電圧印加手段は、超音
波振動子の外周径から電極板の端子部が突出するため
に、スペース上の問題を有していた。さらに、圧電素子
を多層に積層する場合、超音波振動子の外周に多数の端
子部が突出するのに加えて、これらの端子部に接続され
るリード線の数も多くなり、さらにスペース上の問題が
大きくなる。そして、配線が煩雑になることもいうまで
もない。これらは、特に小型の超音波モータ(例えばφ
10(mm)以下の超音波モータ)において重要な問題点と
なっている。On the other hand, the voltage applying means as described above has a space problem because the terminal portion of the electrode plate projects from the outer peripheral diameter of the ultrasonic transducer. Furthermore, when the piezoelectric element is laminated in multiple layers, in addition to many terminal portions projecting on the outer periphery of the ultrasonic transducer, the number of lead wires connected to these terminal portions also increases, which further increases the space. The problem gets bigger. Needless to say, the wiring becomes complicated. These are especially small ultrasonic motors (eg φ
This is an important problem in ultrasonic motors of 10 (mm) or less).
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、振動振幅を拡大して効率を向上できる、小ス
ペースの超音波モータを提供することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic motor in a small space, which can increase the vibration amplitude and improve the efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による超音波モータは、電気−機械エネル
ギー変換素子が中心に配置され端面が中心軸に対して傾
斜しながら回転運動する振動発生部と、この振動発生部
の一方の端面に形成され側面に溝を有する振動片と、こ
の振動片と上記振動発生部との接続部に形成されたフラ
ンジ部と、上記振動片の端面に押圧機構によって押圧さ
れ所定方向に移動される被駆動部材とを具備したことを
特徴とする。In order to achieve the above object, an ultrasonic motor according to the present invention has an electro-mechanical energy conversion element arranged at the center thereof and has an end face inclined while rotating with respect to a central axis. A vibration generating portion, a vibrating piece formed on one end surface of the vibration generating portion and having a groove on a side surface, a flange portion formed at a connecting portion between the vibrating piece and the vibration generating portion, and an end surface of the vibrating piece. And a driven member which is pressed by a pressing mechanism and is moved in a predetermined direction.
【0009】[0009]
【作用】振動発生部の端面が中心軸に対して傾斜しなが
ら回転運動し、フランジ部がこの回転運動の振幅を増幅
して振動片に伝達し、この振動片が被駆動部材を所定方
向に移動する。The end face of the vibration generating part makes a rotary motion while inclining with respect to the central axis, and the flange part amplifies the amplitude of this rotary motion and transmits it to the vibrating piece, which vibrates the driven member in a predetermined direction. Moving.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1ないし図4は、本発明の第一実施例を示した
ものである。この第一実施例では、電気−機械エネルギ
ー変換素子として、電圧印加面に銀蒸着された圧電素子
を用いている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a piezoelectric element having silver vapor deposited on the voltage application surface is used as the electromechanical energy conversion element.
【0011】図1は中心軸から右半分を断面で示した超
音波モータの全体を示す側面図であり、図2は積層され
た圧電素子を中心軸方向に引き伸ばして示した分解斜視
図である。この第一実施例の超音波モータは、中心軸を
構成する締結部材10に対して、圧電素子1,2,3,
4などで構成された発振子5を第一共振器9と第二共振
器17で挟み込んで形成した振動子19に、被駆動部材
たる回転子13を皿ばね20を介してナット21で押圧
量を調整可能にねじ止めして、その主要部を構成されて
いる。FIG. 1 is a side view showing the whole of an ultrasonic motor whose right half from the central axis is shown in a cross section, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing laminated piezoelectric elements stretched in the central axis direction. . In the ultrasonic motor of the first embodiment, the piezoelectric elements 1, 2, 3, with respect to the fastening member 10 forming the central axis.
A vibrator 13 formed by sandwiching an oscillator 5 composed of 4 or the like with a first resonator 9 and a second resonator 17 presses a rotor 13 as a driven member with a nut 21 via a disc spring 20. It is screwed to adjust the main part.
【0012】上記発振子5は、電極板8,第一圧電素子
1,電極板6,第二圧電素子2,電極板8,第三圧電素
子3,電極板7,第四圧電素子4,電極板8をこの順に
積層して構成されている。上記ドーナツ形状の第一圧電
素子1,第二圧電素子2,第三圧電素子3,第四圧電素
子4は、それぞれ中心軸に垂直な方向に分極されてい
て、第一圧電素子1の分極方向と第二圧電素子2の分極
方向とは互いに反転するように配設され、同様に第三圧
電素子3の分極方向と第四圧電素子4の分極方向も反転
されている。そして、第一圧電素子1および第二圧電素
子2の分極軸に対して、第三圧電素子3および第四圧電
素子4の分極軸は、位置的に90°ずれて配置されてい
る。The oscillator 5 includes an electrode plate 8, a first piezoelectric element 1, an electrode plate 6, a second piezoelectric element 2, an electrode plate 8, a third piezoelectric element 3, an electrode plate 7, a fourth piezoelectric element 4 and an electrode. The plates 8 are laminated in this order. The doughnut-shaped first piezoelectric element 1, the second piezoelectric element 2, the third piezoelectric element 3, and the fourth piezoelectric element 4 are polarized in a direction perpendicular to the central axis, and the polarization direction of the first piezoelectric element 1 is the same. The polarization directions of the second piezoelectric element 2 and the second piezoelectric element 2 are arranged so as to be opposite to each other. Similarly, the polarization directions of the third piezoelectric element 3 and the fourth piezoelectric element 4 are also reversed. The polarization axes of the third piezoelectric element 3 and the fourth piezoelectric element 4 are displaced by 90 ° with respect to the polarization axes of the first piezoelectric element 1 and the second piezoelectric element 2.
【0013】また、上記電極板6,8,7は銅で形成さ
れていて、電極板6と電極板7には、90°位相がずれ
た共振周波数附近の正弦波電圧(例えば電極板6にはs
inωt,電極板7にはcosωtの波形を有する電
圧)が図示しない駆動回路からそれぞれ印加されるとと
もに、電極板8はアース(図中、符号Gで示す)に接続
されている。The electrode plates 6, 8 and 7 are made of copper, and the electrode plates 6 and 7 have a sinusoidal voltage (for example, a Is s
inωt, a voltage having a waveform of cosωt) is applied to the electrode plate 7 from a drive circuit (not shown), and the electrode plate 8 is connected to the ground (indicated by a symbol G in the figure).
【0014】上記第一共振器9は、振動伝達に優れた材
質(アルミニウム合金,ステンレス,リン青銅,ジュラ
ルミン,チタン合金など)で形成されていて、本実施例
ではSUS440Cにハードクロムメッキ処理をして、
硬度をHv800以上にしたものを用いている。該第一
共振器9の中心軸部には、締結部材10と螺合する雌ね
じ11が刻設され、振動子19の端面となる方向から電
圧素子1,2,3,4の方向へ向けて、第一共振器9の
端面が締結部材10と接触しないようにカップ状の凹部
12が形成されている。よって、第一共振器9の回転子
13との接触部近傍は薄肉の円筒形状となっていて、振
動片23を構成している。そして、この振動片23より
下側の部分、すなわち第一共振器9の下部と、発振子5
と、第二共振器17とで振動発生部24を構成してい
る。さらに、第一共振器9の外周面には、所定深さの第
一周溝14と第二周溝15が、外周と同心円状に刻設さ
れている。このとき、第二周溝15と共振器9の周面と
を接続する部分、つまり上記振動片23と振動発生部2
4とを接続する部分には、薄肉のフランジ部16が構成
されている。The first resonator 9 is made of a material excellent in vibration transmission (aluminum alloy, stainless steel, phosphor bronze, duralumin, titanium alloy, etc.). In this embodiment, SUS440C is hard-chrome plated. hand,
A hardness of Hv 800 or higher is used. A female screw 11 that is screwed into the fastening member 10 is engraved on the central axis portion of the first resonator 9, and extends from the direction of the end face of the vibrator 19 toward the voltage elements 1, 2, 3, 4. A cup-shaped recess 12 is formed so that the end face of the first resonator 9 does not come into contact with the fastening member 10. Therefore, the vicinity of the contact portion of the first resonator 9 with the rotor 13 has a thin cylindrical shape and constitutes the vibrating piece 23. The portion below the vibrating piece 23, that is, the lower portion of the first resonator 9 and the oscillator 5
And the second resonator 17 constitute a vibration generating section 24. Further, on the outer peripheral surface of the first resonator 9, a first peripheral groove 14 and a second peripheral groove 15 having a predetermined depth are engraved concentrically with the outer periphery. At this time, the portion connecting the second circumferential groove 15 and the circumferential surface of the resonator 9, that is, the vibrating piece 23 and the vibration generating portion 2
A thin flange portion 16 is formed at a portion connecting with 4.
【0015】また、圧電素子1,2,3,4のもう一方
の端面に配置される第二共振器17も、上記第一共振器
6と同材質で形成されていて、その中心軸部には締結部
材10と螺合するための雌ねじ18が刻設されている。The second resonator 17 arranged on the other end face of the piezoelectric elements 1, 2, 3, 4 is also made of the same material as that of the first resonator 6 and has a central axis portion. A female screw 18 for screwing with the fastening member 10 is engraved.
【0016】図示のように、各圧電素子1,2,3,4
および電極板6,7,8を、締結部材10である2ケ所
のねじ部を有するボルトに貫通させた状態で第一共振器
9と第二共振器17との間に挟み、各構成部材間にエポ
キシ系接着剤を塗布後、圧着し、接着剤を硬化させて超
音波振動子19を構成する。As shown, each piezoelectric element 1, 2, 3, 4
The electrode plates 6, 7 and 8 are sandwiched between the first resonator 9 and the second resonator 17 in a state where they are penetrated by a bolt having two threaded portions which is the fastening member 10, and between the respective constituent members. After the epoxy-based adhesive is applied to the above, it is pressure-bonded and the adhesive is cured to form the ultrasonic transducer 19.
【0017】上記ボルト10は、超音波振動子19を圧
着構成するとともに、該超音波振動子19の端面に押圧
機構を有する回転子13を支持している。この実施例で
は、皿ばね20の圧着量をナット21によって可変でき
る押圧機構を用いている。The bolt 10 pressure-bonds the ultrasonic oscillator 19 and supports the rotor 13 having a pressing mechanism on the end face of the ultrasonic oscillator 19. In this embodiment, a pressing mechanism is used in which the amount of crimping of the disc spring 20 can be varied by the nut 21.
【0018】上記回転子13は、本実施例では、アルミ
ニウム合金で形成するとともに、その摺動部分にシュウ
酸アルマイト処理を施している。該回転子13は、その
周面やや下部に周溝22を刻設し、その下面側はフラン
ジ部22aとなっている。そして、該回転子13はこの
フランジ部22aから下方に向かって一旦、薄肉に形成
された周面となった後、再び内方に向かうフランジ部2
2bが形成されていて、その下部は振動子との接触部2
2cとなっている。このような構成により、回転子13
の接触部の固有振動数が、超音波振動子19の駆動周波
数よりも高くなるようにしている。In this embodiment, the rotor 13 is made of an aluminum alloy, and its sliding portion is subjected to oxalic acid alumite treatment. The rotor 13 has a circumferential groove 22 formed in a slightly lower portion of its circumferential surface, and a lower surface side thereof forms a flange portion 22a. Then, the rotor 13 once becomes a peripheral surface that is formed thinly from the flange portion 22a downward, and then the flange portion 2 that faces inward again.
2b is formed, the lower part of which is a contact portion 2 with the vibrator.
It is 2c. With such a configuration, the rotor 13
The natural frequency of the contact portion is higher than the driving frequency of the ultrasonic transducer 19.
【0019】このような第一実施例の作用を説明する。
電極板6,7に互いに位相が90°ずれた共振周波数附
近の正弦波電圧が印加されると、振動発生部24に中心
軸の周りに回転する屈曲振動が発生する。よって、振動
片23の端面には中心軸周りに回転する楕円運動が発生
し、押圧設置された回転子13を回転させる。なお、上
記電極板6,7に加える駆動電圧の位相差を180°ず
らすと、超音波振動子19に逆回転の楕円運動が発生し
て、回転子13を逆回転させる。The operation of the first embodiment will be described.
When a sinusoidal voltage having a resonance frequency close to each other and having a phase difference of 90 ° is applied to the electrode plates 6 and 7, bending vibration that rotates around the central axis is generated in the vibration generating unit 24. Therefore, an elliptical motion of rotating about the central axis is generated on the end surface of the vibrating piece 23, and the rotor 13 that is pressed and installed is rotated. If the phase difference between the drive voltages applied to the electrode plates 6 and 7 is shifted by 180 °, the ultrasonic oscillator 19 causes an elliptical motion of reverse rotation, causing the rotor 13 to rotate in reverse.
【0020】図3は、超音波振動子19が屈曲振動する
際の様子を示す、第一共振器9の半分の断面図である。
上記振動発生部24で発生した屈曲振動が、フランジ部
16を介して振動片23に伝達される。このとき、フラ
ンジ部16の長さlと厚さtを調整して、振動片23の
屈曲振動の共振周波数を振動発生部24の屈曲振動の共
振周波数に一致させる。該フランジ部16は薄肉構造で
あるためばね特性を有し、振動片23を強く励振させ
る。この作用によって、振動発生部24の小さい振動振
幅は、振動片23の端面(すなわち回転子13との接触
面)において、例えば数十倍に拡大された振幅となる。FIG. 3 is a half cross-sectional view of the first resonator 9 showing a state where the ultrasonic transducer 19 bends and vibrates.
The flexural vibration generated by the vibration generating section 24 is transmitted to the vibrating piece 23 via the flange section 16. At this time, the length 1 and the thickness t of the flange portion 16 are adjusted so that the resonance frequency of the bending vibration of the vibrating piece 23 matches the resonance frequency of the bending vibration of the vibration generating portion 24. Since the flange portion 16 has a thin structure, it has spring characteristics and strongly vibrates the vibrating piece 23. Due to this action, the small vibration amplitude of the vibration generating section 24 becomes, for example, several tens of times larger on the end surface of the vibrating piece 23 (that is, the contact surface with the rotor 13).
【0021】図4にフランジ部16の厚さtと振動振幅
の関係をグラフにしたものを示す。図に示すように、振
動振幅は、フランジ部16の厚さがt=0.225(mm)
のときに最大振幅となり、一方、共振周波数はこのとき
最も低くなる。モータを比較的高効率で回転させるため
には、フランジ部16の厚さを0.1(mm)〜0.4(mm)
にするのが良く、この場合には回転子13の回転も安定
している。これに対して、フランジ部16の厚さが0.
1(mm)を下回ったり、0.4(mm)を越える場合には、振
動振幅が極端に小さくなり、モータの効率が低下して発
熱が激しくなる。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the thickness t of the flange portion 16 and the vibration amplitude. As shown in the figure, the vibration amplitude is such that the thickness of the flange 16 is t = 0.225 (mm)
, The maximum amplitude is obtained, while the resonance frequency is the lowest at this time. In order to rotate the motor with relatively high efficiency, the thickness of the flange portion 16 should be 0.1 (mm) to 0.4 (mm).
In this case, the rotation of the rotor 13 is stable. On the other hand, the thickness of the flange portion 16 is 0.
When it is less than 1 (mm) or exceeds 0.4 (mm), the vibration amplitude becomes extremely small, the efficiency of the motor decreases, and the heat generation becomes severe.
【0022】このような第一実施例によれば、振動片2
3の端面には大きな振幅の屈曲振動が励振されるととも
に、回転子13を安定して回転させることができる。ま
た、振動片23と振動発生部24の共振周波数を正確に
一致させているため、最も効率のよい拡大が行われ、モ
ータを高効率にすることができる。さらに、振動片23
の共振周波数はフランジ部16の形状に左右されるた
め、該振動片23の大きさを調整する必要がなく、超音
波振動子の小型化が図れる。このように、小型でかつ効
率の高い超音波モータとすることができる。According to such a first embodiment, the resonator element 2
A bending vibration of large amplitude is excited on the end face of 3, and the rotor 13 can be stably rotated. Further, since the resonance frequencies of the vibrating piece 23 and the vibration generating section 24 are accurately matched, the most efficient expansion can be performed and the motor can be made highly efficient. Further, the vibrating piece 23
Since the resonance frequency of 1 depends on the shape of the flange portion 16, it is not necessary to adjust the size of the vibrating piece 23, and the ultrasonic vibrator can be downsized. In this way, a compact and highly efficient ultrasonic motor can be obtained.
【0023】図5は、本発明の第二実施例を示したもの
である。この第二実施例は上記第一実施例における振動
片を4分割したものであるので、第一実施例と同様であ
る部分については説明を省略し、異なる部分のみを説明
する。FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, since the vibrating element in the first embodiment is divided into four parts, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted and only the different parts will be described.
【0024】第一共振器9には上記第一実施例と同様
に、カップ状の凹部12,第一周溝14,第二周溝1
5,フランジ部16が形成されている。そして、該第一
共振器9には、その周方向に4等分する4本の溝25
が、回転子13(図一参照)の配設される方向から圧電
素子1,2,3,4の方向へ向かって、中心軸に平行に
所定の深さに形成されている。すなわち、振動片23
は、周方向に沿って4つの部分に分割されている。The first resonator 9 has a cup-shaped recess 12, a first circumferential groove 14, and a second circumferential groove 1 as in the first embodiment.
5 and the flange part 16 are formed. Then, the first resonator 9 has four grooves 25 that divide it into four equal parts in the circumferential direction.
Is formed at a predetermined depth parallel to the central axis from the direction in which the rotor 13 (see FIG. 1) is arranged toward the piezoelectric elements 1, 2, 3, 4. That is, the vibrating piece 23
Are divided into four parts along the circumferential direction.
【0025】このように構成された第二実施例の作用を
説明する。振動片23の径方向の運動の規制が大幅にな
くなるため、該振動片23が大きく振動するようにな
る。このとき、フランジ部16の形状を調整し、振動発
生部と各振動片23の共振周波数を一致させていること
は、上記第一実施例と同様である。The operation of the second embodiment thus constructed will be described. Since the restriction of the radial movement of the vibrating piece 23 is largely eliminated, the vibrating piece 23 vibrates greatly. At this time, the shape of the flange portion 16 is adjusted so that the resonance frequencies of the vibration generating portion and each of the vibrating pieces 23 are the same as in the first embodiment.
【0026】このような第二実施例によれば、上記第一
実施例とほぼ同様の効果を有するとともに、さらに大き
な振動振幅が振動片端面に発生するため、比較的高回転
数の超音波モータが得られる。According to the second embodiment as described above, substantially the same effect as that of the first embodiment is obtained, and since a larger vibration amplitude is generated on the vibrating end face, the ultrasonic motor having a relatively high rotation speed is obtained. Is obtained.
【0027】図6は、本発明の第三実施例を示したもの
である。この第三実施例は上記第一実施例におけるフラ
ンジ部の形状を変形したものであるので、第一実施例と
同様である部分については説明を省略し、異なる部分の
みを説明する。FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. Since the third embodiment is a modification of the shape of the flange portion in the first embodiment, the description of the same parts as the first embodiment will be omitted, and only the different parts will be described.
【0028】図に示すように、この第三実施例のフラン
ジ部26は、断面形状がL字となるように形成されてい
る。すなわち、薄肉の垂直フランジ部26aが、第一共
振器9の下部から軸方向に沿って一旦垂直に立ち上がっ
た後、薄肉の水平フランジ部26bが軸に垂直に外方に
向かって形成されている。As shown in the drawing, the flange portion 26 of the third embodiment is formed so that its cross-sectional shape is L-shaped. That is, the thin vertical flange portion 26a once rises vertically from the lower portion of the first resonator 9 along the axial direction, and then the thin horizontal flange portion 26b is formed outward perpendicular to the axis. .
【0029】このように、第一共振器に形成されるフラ
ンジ部の形状は、軸に垂直に形成された薄肉形状に限ら
れるものではなく、ばね特性を用いて振動片を共振させ
る形状であれば、広い範囲の形状を有するものに対し
て、振動振幅を拡大するという機能を実現することがで
きる。このようなばね特性を有する構成として、例えば
図7に示すようなものも上げられる。この図7に示すも
のでは、フランジ部の上端面を下方に向かうテーパ状に
形成して、最も薄肉である部分が符号27で示す一箇所
であるように設け、この部分でばね特性を有するように
構成したものである。As described above, the shape of the flange portion formed on the first resonator is not limited to the thin-walled shape formed perpendicularly to the axis, but may be any shape that resonates the resonator element by using the spring characteristic. For example, the function of enlarging the vibration amplitude can be realized for objects having a wide range of shapes. As a structure having such spring characteristics, for example, a structure as shown in FIG. In the structure shown in FIG. 7, the upper end surface of the flange portion is formed in a downward tapered shape so that the thinnest portion is provided at one place indicated by reference numeral 27, and the spring characteristic is provided at this portion. It is configured in.
【0030】このように構成された第三実施例の作用
は、上記第一実施例とほぼ同様であるが、振動発生部2
4から発生した振動を振動片に伝達する際に、上述のよ
うなフランジ部26により、中心軸に対して平行な方向
と、垂直な方向の両方向に屈曲して振幅を拡大する。The operation of the third embodiment thus constructed is almost the same as that of the first embodiment, except that the vibration generator 2
When the vibration generated from No. 4 is transmitted to the resonator element, the flange portion 26 bends in both the direction parallel to the central axis and the direction perpendicular to the central axis to increase the amplitude.
【0031】このような第三実施例によれば、薄板形状
のフランジ部以外の形状を有するものでも上記第一実施
例とほぼ同様の効果が得られ、振動振幅を拡大できると
ともに、安定して回転する超音波モータとすることがで
きる。According to the third embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even in the case of the shape other than the thin plate-shaped flange portion, the vibration amplitude can be expanded, and the stability can be stabilized. It can be a rotating ultrasonic motor.
【0032】図8ないし図11は、本発明の第四実施例
を示したものである。この第四実施例では、電気−機械
エネルギー変換素子として電圧印加面に銀蒸着された圧
電素子51を用いている。図8は薄板電極板52,5
3,54を組込んだ状態の超音波モータの右半分を断面
で示した側面図、図9は圧電素子51と薄板電極板5
2,53を中心軸方向に引き伸ばして示した分解斜視
図、図10は電圧供給部材であるフレキシブル基板55
と薄板電極板52,53,54の接続の概略を示す部分
斜視図、図11は接続部を示す拡大断面図である。8 to 11 show a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, a piezoelectric element 51 having silver vapor deposited on the voltage application surface is used as the electromechanical energy conversion element. FIG. 8 shows thin electrode plates 52, 5
FIG. 9 is a side view showing a cross section of the right half of the ultrasonic motor in which 3, 54 are incorporated. FIG. 9 shows the piezoelectric element 51 and the thin electrode plate 5.
2, 53 is an exploded perspective view in which the central axis direction is expanded, and FIG. 10 is a flexible substrate 55 which is a voltage supply member.
Is a partial perspective view showing the outline of the connection between the thin plate electrode plates 52, 53 and 54, and FIG. 11 is an enlarged sectional view showing the connection part.
【0033】この実施例の超音波モータは、超音波振動
子56と、この超音波振動子56に押圧手段57で押圧
された回転子58とを有している。上記超音波振動子5
6には、圧電素子51が複数積層され、これらの圧電素
子51の各層の間および両端面側には、電圧印加面に電
圧を印加するための薄板の電極板52,53,54が配
設されている。これら薄板電極板52,53,54は、
図9に示すように、その外周の一箇所に微小な接合部5
9を突設している。該電極板52,53,54は、例え
ば50(μm)の厚さのリン青銅で形成されていて、表
面にニッケルメッキ処理がされている。電極板52,5
3,54より突出して形成された上記接合部59は、図
10に示すように、超音波振動子56の周面に沿って例
えば下方に向けて折曲される。The ultrasonic motor of this embodiment has an ultrasonic vibrator 56 and a rotor 58 which is pressed against the ultrasonic vibrator 56 by pressing means 57. The ultrasonic transducer 5
In FIG. 6, a plurality of piezoelectric elements 51 are laminated, and thin electrode plates 52, 53, 54 for applying a voltage to the voltage application surface are arranged between the layers of the piezoelectric elements 51 and on both end surface sides. Has been done. These thin plate electrode plates 52, 53, 54 are
As shown in FIG. 9, a minute joint portion 5 is provided at one place on the outer periphery thereof.
9 is projected. The electrode plates 52, 53, 54 are made of phosphor bronze having a thickness of 50 (μm), for example, and the surfaces thereof are nickel-plated. Electrode plates 52, 5
As shown in FIG. 10, the joint portion 59 formed so as to project from the reference numerals 3, 54 is bent downward along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56, for example.
【0034】このような薄板電極板53には例えばsin
ωtの波形を有する電圧、薄板電極板54には電極板5
3と位相が90度ずれた例えばcosωtの波形を有する
電圧がぞれぞれ印加され、一方、3枚の薄板電極板52
はアースされている。For such a thin electrode plate 53, for example, sin
The voltage having a waveform of ωt, the thin plate electrode plate 54, the electrode plate 5
3, and a voltage having a waveform of, for example, cos ωt, which is 90 degrees out of phase with each other, is applied to each of the electrodes, while three thin electrode plates 52 are applied.
Is grounded.
【0035】上述のような電極板52,53,54に
は、3本の銅パターン60が形成されたフレキシブル基
板55が接続されるようになっている。このフレキシブ
ル基板55には、パターン60を被覆するように絶縁被
覆が設けられているが、先端部はこの絶縁被覆がされて
おらず、パターン60が露出する露出部61となってい
る。また、この露出したパターン60の表面にはニッケ
ルメッキ処理がされている。このようなフレキシブル基
板55は、図10に示すように、超音波振動子56の周
面に沿って湾曲して接着される。A flexible substrate 55 having three copper patterns 60 formed thereon is connected to the electrode plates 52, 53 and 54 as described above. The flexible substrate 55 is provided with an insulating coating so as to cover the pattern 60, but the tip portion is not covered with the insulating coating, and is an exposed portion 61 where the pattern 60 is exposed. The surface of the exposed pattern 60 is nickel-plated. Such a flexible substrate 55 is curved and adhered along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56, as shown in FIG.
【0036】上述のような薄板電極板52,53,54
の接合部59とフレキシブル基板55のパターン露出部
61とを、細径ワイヤ62を介して、ワイヤボンダー等
の装置によって超音波接合して接続する。この超音波接
続によって、図11に示すように、ワイヤ62の先端部
は変形して接合部59のニッケルと合金化して接続され
る。ここでは、ワイヤ62としてφ50(μm)のアル
ミニウムの細線を用いている。このようなアルミニウム
の細線を用いたときのワイヤ62の最大位置高さは略
0.2(mm)である。なお、図示はしないが、細径ワイヤ
62を保護するために、接続後に表面をフェノール樹脂
で被覆する。The thin electrode plates 52, 53, 54 as described above
The bonding portion 59 and the pattern exposed portion 61 of the flexible substrate 55 are ultrasonically bonded to each other through a thin wire 62 by a device such as a wire bonder. By this ultrasonic connection, as shown in FIG. 11, the tip portion of the wire 62 is deformed and alloyed with nickel of the joint portion 59 to be connected. Here, a thin wire of aluminum having a diameter of 50 (μm) is used as the wire 62. The maximum position height of the wire 62 when using such an aluminum thin wire is about 0.2 (mm). Although not shown, in order to protect the thin wire 62, the surface is coated with phenol resin after connection.
【0037】上述のような超音波モータの作用は、上記
第一実施例とほぼ同様である。すなわち、圧電素子51
に電圧を印加すると超音波振動子56が一次の屈曲振動
を励振し、この屈曲振動が中心軸周りに所定方向に回転
する運動になる。この運動によって、振動子56の端面
に押圧手段57によって押圧された回転子58を回転さ
せる。The operation of the ultrasonic motor as described above is almost the same as that of the first embodiment. That is, the piezoelectric element 51
When a voltage is applied to the ultrasonic transducer 56, the ultrasonic transducer 56 excites a primary bending vibration, and this bending vibration becomes a motion of rotating in a predetermined direction around the central axis. By this movement, the rotor 58 pressed by the pressing means 57 against the end surface of the vibrator 56 is rotated.
【0038】このような第四実施例によれば、薄板電極
板の接合部と電圧供給部材であるフレキシブル基板の露
出部とをアルミニウムの細径ワイヤを介して超音波接合
することにより、超音波モータの外周からの突出を小さ
くすることができる。つまり、従来の半田等の盛り上が
りによるスペースに比べ、接続に要する領域を非常に小
さくできる。上述のフェノール樹脂の保護被覆を形成し
た状態でも、外周からの突出量は略0.5(mm)以下に抑
えることができる。According to the fourth embodiment as described above, ultrasonic bonding is performed by ultrasonically bonding the joint portion of the thin electrode plate and the exposed portion of the flexible substrate, which is the voltage supply member, through the thin aluminum wire. The protrusion from the outer periphery of the motor can be reduced. In other words, the area required for the connection can be made very small as compared with the conventional space in which solder or the like rises. Even with the above-described protective coating of phenol resin formed, the amount of protrusion from the outer periphery can be suppressed to approximately 0.5 (mm) or less.
【0039】なお、超音波接合による細径ワイヤの接続
部は非常に小さく、該細径ワイヤの直径をdとした場合
に、1.5d程度、すなわち直径の1.5倍程度で済
む。つまり、ワイヤの接続に必要な薄板電極板の接合部
は、非常に小さなものにすることができる。また、アル
ミニウムの細径ワイヤは、超音波接合によってニッケル
メッキされた薄板電極板の接合部やフレキシブル基板の
露出パターンと合金化するため強固に接続され、超音波
モータの超音波振動によって接続が外れることはない。
さらに、このような超音波接合によれば、圧電素子に熱
の影響がかからず、熱による圧電特性の劣化がないとい
う効果を有する。The connecting portion of the thin wire by ultrasonic bonding is very small, and when the diameter of the thin wire is d, it is about 1.5d, that is, about 1.5 times the diameter. That is, the joining portion of the thin electrode plates required for connecting the wires can be made very small. Also, the aluminum thin wire is firmly connected because it is alloyed with the bonding part of the nickel-plated thin electrode plate by ultrasonic bonding and the exposed pattern of the flexible substrate, and is disconnected by the ultrasonic vibration of the ultrasonic motor. There is no such thing.
Furthermore, such ultrasonic bonding has an effect that the piezoelectric element is not affected by heat and the piezoelectric characteristic is not deteriorated by heat.
【0040】このように、配線による突出部が非常に小
さくなり、モータの小型化が図れるとともに、モータが
小型であっても、配線接続作業が簡単になり、組み立て
時間の短縮ができる。As described above, the protrusion due to the wiring is extremely small, and the motor can be miniaturized. Even if the motor is small, the wiring connection work is simplified and the assembly time can be shortened.
【0041】図12は本発明の第五実施例を示したもの
であり、フレキシブル基板と薄板電極板の接続部とを示
す拡大斜視図である。この第五実施例は、上記第四実施
例とほぼ同様であるので、異なる部分のみを説明する。
薄板電極板52,53,54には、電圧供給部材として
のフレキシブル基板64が接続されるようになってい
る。このフレキシブル基板64は、先端が斜めに形成さ
れていて、さらに、該薄板電極板52,53,54の数
に合わせて複数の銅パターン60が形成されている。こ
れらの銅パターン60の内、アースに接続される銅パタ
ーンは、該フレキシブル基板64内で互いに接続されて
一本にまとめられている。このフレキシブル基板64に
は、パターン60を被覆するように絶縁被覆が設けられ
ているが、先端部はこの絶縁被覆がされておらず、パタ
ーン60が露出している。また、この露出したパターン
60の表面にはニッケルメッキ処理がされている。この
ようなフレキシブル基板64は、超音波振動子56の周
面に沿って湾曲して接着される。FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention and is an enlarged perspective view showing a connecting portion of a flexible substrate and a thin electrode plate. Since the fifth embodiment is almost the same as the fourth embodiment, only different parts will be described.
A flexible substrate 64 as a voltage supply member is connected to the thin electrode plates 52, 53, 54. The flexible substrate 64 has a slanted tip, and a plurality of copper patterns 60 are formed according to the number of the thin electrode plates 52, 53, 54. Among these copper patterns 60, the copper patterns to be connected to the ground are connected to each other in the flexible substrate 64 and are integrated. The flexible substrate 64 is provided with an insulating coating so as to cover the pattern 60, but the tip portion is not covered with the insulating coating and the pattern 60 is exposed. The surface of the exposed pattern 60 is nickel-plated. Such a flexible substrate 64 is curved and adhered along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56.
【0042】ニッケルメッキ処理された薄板電極板5
2,53,54の接合部59は、図示のごとく、周方向
に少しずつずれて斜めに配列して突出するように構成さ
れている。また、該接合部59は、上記第四実施例のよ
うに超音波振動子56の外周側面に沿って例えば下方に
折り曲げられている。Nickel plated thin electrode plate 5
As shown in the figure, the joint portions 59 of the reference numerals 2, 53, 54 are arranged so as to be arranged obliquely with a slight offset in the circumferential direction so as to project. Further, the joint portion 59 is bent, for example, downward along the outer peripheral side surface of the ultrasonic transducer 56 as in the fourth embodiment.
【0043】このような接合部59に合わせて、フレキ
シブル基板64の斜めに形成された先端が配置され、各
接合部59と銅パターン60とをアルミニウムの細径ワ
イヤ62を介して、超音波接合により接続する。なお、
接続後に図示しないフェノール樹脂で保護被覆が行われ
ることも上記第四実施例と同様である。The obliquely formed tip of the flexible substrate 64 is arranged in accordance with the joint portion 59, and each joint portion 59 and the copper pattern 60 are ultrasonically joined to each other through the aluminum thin wire 62. To connect. In addition,
Similar to the fourth embodiment, the protective coating is performed with a phenol resin (not shown) after the connection.
【0044】このような第五実施例によれば、細径ワイ
ヤの接続距離を短縮できるため、細径ワイヤの最大位置
高さをさらに低く抑えることができる。また、フレキシ
ブル基板内でアースを一本にまとめる構成であるため、
細径ワイヤが交差することはなく、超音波接合をさらに
簡単に行うことができる。According to the fifth embodiment, since the connecting distance of the thin wire can be shortened, the maximum position height of the thin wire can be further reduced. In addition, because the ground is integrated into one in the flexible board,
Since the thin wires do not cross each other, ultrasonic bonding can be performed more easily.
【0045】このように、細径ワイヤの突出量をさらに
小さくしてモータを小型化することができる。加えて、
接続距離が短くなるので接続の信頼性が向上し、しかも
配線作業の簡素化ができるという効果を有する。In this way, the motor can be downsized by further reducing the protruding amount of the thin wire. in addition,
Since the connection distance is shortened, the reliability of the connection is improved, and the wiring work can be simplified.
【0046】図13は、上記第五実施例の変形例を示し
たものであり、電圧供給部材と薄板電極板の接続部とを
示す拡大斜視図である。この第五実施例では、電圧供給
部材として、厚さ略0.1(mm)のガラスエポキシ基板6
5を用いている。上記ガラスエポキシ基板65には、図
示のように、アースを基板内で接続して1つにまとめた
銅パターン60が形成されている。銅パターン60の露
出部66は、ガラスエポキシ基板65の先端部の側方に
形成されていて、露出した銅パターン60にはニッケル
メッキ処理が施されている。FIG. 13 shows a modified example of the fifth embodiment, and is an enlarged perspective view showing the voltage supply member and the connecting portion of the thin electrode plate. In the fifth embodiment, the glass epoxy substrate 6 having a thickness of about 0.1 (mm) is used as the voltage supply member.
5 is used. On the glass epoxy substrate 65, as shown in the drawing, a copper pattern 60 is formed by connecting a ground to the inside of the substrate and collecting them together. The exposed portion 66 of the copper pattern 60 is formed on the side of the tip portion of the glass epoxy substrate 65, and the exposed copper pattern 60 is nickel-plated.
【0047】このようなガラスエポキシ基板65の露出
部66に対応して、薄板電極板52,53,54の接合
部59は、図示のように、中心軸に平行に一列に突出
し、さらに下方に折曲されている。この接合部59に近
接して、ガラスエポキシ基板65を周面に沿って湾曲し
て接着固定し、接合部59と銅パターン60とをアルミ
ニウムの細径ワイヤ62を介して、超音波接合して接続
している。このような構成でも上記第五実施例とほぼ同
様の作用と効果が得られる。Corresponding to the exposed portion 66 of the glass epoxy substrate 65, the joint portions 59 of the thin electrode plates 52, 53 and 54 project in a line parallel to the central axis and further downward as shown. It has been folded. The glass epoxy substrate 65 is curved and bonded and fixed along the peripheral surface in the vicinity of the joint portion 59, and the joint portion 59 and the copper pattern 60 are ultrasonically joined to each other through the aluminum thin wire 62. Connected. With such a structure, the same operation and effect as those of the fifth embodiment can be obtained.
【0048】図14は、本発明の第六実施例を示したも
のであり、電圧供給部材と薄板電極板の接続部とを示す
拡大斜視図である。この第六実施例は、上記第四実施例
とほぼ同様であるので、異なる部分のみを説明する。こ
の第六実施例では、電圧供給部材として厚さ0.1(mm)
のガラスエポキシ基板67を用いている。FIG. 14 shows a sixth embodiment of the present invention and is an enlarged perspective view showing a voltage supply member and a connecting portion of a thin plate electrode plate. Since the sixth embodiment is almost the same as the fourth embodiment, only different parts will be described. In the sixth embodiment, the voltage supply member has a thickness of 0.1 (mm)
The glass epoxy substrate 67 of is used.
【0049】上記ガラスエポキシ基板67は、図示のよ
うに、先端部が電極板どうしの間隔にほぼ等しい段差を
有する形状に形成されていて、各段差ごとに銅パターン
60が露出する露出部68が形成されていて、該銅パタ
ーン60の露出部分にはニッケルメッキ処理が施されて
いる。そして、アースに接続される銅パターンは右端に
設けられていて、最も長い露出部の長さを有している。As shown in the figure, the glass epoxy substrate 67 is formed in such a shape that the tip end portion thereof has a step substantially equal to the interval between the electrode plates, and an exposed portion 68 at which the copper pattern 60 is exposed at each step. The exposed portion of the copper pattern 60 is nickel-plated. The copper pattern connected to the ground is provided at the right end and has the longest exposed portion length.
【0050】この段差を有するガラスエポキシ基板67
の先端部の形状に対応して、薄板電極板52,53,5
4の接合部59が配置され、これらの接合部59の内ア
ースに接続される2つだけは右端のアースパターンの側
部に配置される。A glass epoxy substrate 67 having this step
Corresponding to the shape of the tip of the thin plate electrode plate 52, 53, 5
4 joints 59 are arranged, and only two of these joints 59, which are connected to the ground, are arranged on the side of the rightmost ground pattern.
【0051】上述のような薄板電極板52,53,54
の接合部59とガラスエポキシ基板67の露出部68の
銅パターン60とを、アルミニウムの細径ワイヤ62を
介して、超音波接合して接続している。Thin electrode plates 52, 53, 54 as described above
The connecting portion 59 and the copper pattern 60 on the exposed portion 68 of the glass epoxy substrate 67 are ultrasonically connected to each other via the aluminum thin wire 62.
【0052】このような第六実施例によれば、上述の第
四実施例とほぼ同様の作用と効果を有するとともに、ガ
ラスエポキシ基板の銅パターンを内部で交差する必要が
なく簡単な構成となるため、該基板を製作するコストを
安くすることができる。また、上記第五実施例と同様
に、細径ワイヤの接続距離を短縮できるため、突出量を
小さくでき、信頼性を向上させることができる。According to the sixth embodiment, the operation and effect are almost the same as those of the above-mentioned fourth embodiment, and it is not necessary to intersect the copper patterns of the glass epoxy substrate inside and the structure is simple. Therefore, the cost of manufacturing the substrate can be reduced. Further, as in the fifth embodiment, since the connection distance of the thin wire can be shortened, the protrusion amount can be reduced and the reliability can be improved.
【0053】図15ないし図17は、本発明の第七実施
例を示したものである。この第七実施例は、上記第五実
施例とほぼ同様であるので、異なる部分のみを説明す
る。この第七実施例における薄板電極板52,53,5
4は、図16に示す電極板69の形状になっていて、リ
ン青銅をベースに前処理を行い、アルミニウムを表面に
設けた厚さ略50(μm)の薄板形状に形成されてお
り、外周の一部に細長に突出した連結部70が設けられ
ている。このような形状の電極板52,53,54は、
図15に示すように、電圧供給部材として上記第五実施
例で説明した先端部が斜めに形成されているフレキシブ
ル基板64に接続される。15 to 17 show a seventh embodiment of the present invention. Since the seventh embodiment is almost the same as the fifth embodiment, only different parts will be described. The thin electrode plates 52, 53, 5 in the seventh embodiment
Reference numeral 4 shows the shape of the electrode plate 69 shown in FIG. 16, which is formed into a thin plate shape having a thickness of about 50 (μm) on the surface of which aluminum is provided on the surface after pretreatment using phosphor bronze as a base. An elongated projecting connecting portion 70 is provided in a part of the. The electrode plates 52, 53, 54 having such a shape are
As shown in FIG. 15, the voltage supply member is connected to the flexible substrate 64 having the distal end portion described in the fifth embodiment and formed obliquely.
【0054】そして、該フレキシブル基板64は、図示
のように、超音波振動子56の周面に沿って湾曲して接
着固定される。この後、上記連結部70を超音波振動子
56の中心軸方向に沿って下方に折曲げ、フレキシブル
基板64のパターン露出部71と一致させる。図17
は、このような接続部分の拡大断面図を示したものであ
り、連結部70とパターン露出部71の一致した部分
(すなわち、矢印72で示した部分)を超音波接合して
いる。Then, as shown in the figure, the flexible substrate 64 is curved and adhered and fixed along the peripheral surface of the ultrasonic transducer 56. After that, the connecting portion 70 is bent downward along the central axis direction of the ultrasonic transducer 56 to be aligned with the pattern exposed portion 71 of the flexible substrate 64. FIG. 17
Shows an enlarged cross-sectional view of such a connecting portion, and ultrasonically joins the matching portion of the connecting portion 70 and the pattern exposed portion 71 (that is, the portion indicated by the arrow 72).
【0055】このような第七実施例によれば、薄板電極
板に一体に形成した細長の連結部を用いて電圧供給部材
と超音波接合しているため、接続に必要な箇所が半分に
なり、組立工程を減少させるとともに、組立時間をさら
に短くすることができる。また、超音波モータの周面か
ら突出する量も、電圧供給部材の厚さと薄板電極板の厚
さを合わせた量のみとなり小さくなる。このように、超
音波モータの周面から突出する量が非常に小さいため、
モータをさらに小型化することができる。そして、接続
に必要な距離が短縮し、接続箇所も減少するため、モー
タの組み立てコストが下がるとともにモータの信頼性も
向上する。According to the seventh embodiment as described above, since the long and thin connecting portions integrally formed with the thin electrode plate are ultrasonically joined to the voltage supply member, the number of portions required for connection is reduced to half. The assembly process can be reduced and the assembly time can be further shortened. Further, the amount of protrusion from the peripheral surface of the ultrasonic motor is reduced to only the amount of the thickness of the voltage supply member and the thickness of the thin electrode plate. In this way, the amount of protrusion from the peripheral surface of the ultrasonic motor is very small,
The motor can be further downsized. Since the distance required for connection is shortened and the number of connection points is reduced, the assembly cost of the motor is reduced and the reliability of the motor is improved.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動振幅を拡大して効率を向上できる、小スペースの超音
波モータを提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic motor in a small space in which the vibration amplitude can be increased to improve the efficiency.
【図1】本発明の第一実施例の、中心軸から右半分を断
面で示した超音波モータの全体を示す側面図。FIG. 1 is a side view showing an entire ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention, showing a right half from a central axis in a cross section.
【図2】上記第一実施例の積層された圧電素子を、中心
軸方向に引き伸ばして示した分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the stacked piezoelectric elements of the first embodiment in a state of being stretched in a central axis direction.
【図3】上記第一実施例の超音波振動子が屈曲振動する
際の様子を示す、第一共振器の右半分の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the right half of the first resonator, showing how the ultrasonic transducer of the first embodiment flexurally vibrates.
【図4】上記第一実施例のフランジ部の厚さと振動振幅
の関係を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the thickness of the flange portion and the vibration amplitude of the first embodiment.
【図5】本発明の第二実施例の超音波振動子の、平面図
および中心軸から右半分を断面で示した側面図。5A and 5B are a plan view and a side view showing a right half from a central axis in a cross section of an ultrasonic transducer according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第三実施例の超音波振動子の、中心軸
から半分を断面で示した側面図。FIG. 6 is a side view of the ultrasonic transducer according to the third embodiment of the present invention, showing a half section from the central axis in cross section.
【図7】上記第三実施例の他の例の超音波振動子の右半
分を示した断面図。FIG. 7 is a sectional view showing the right half of an ultrasonic transducer of another example of the third embodiment.
【図8】本発明の第四実施例の超音波モータの、右半分
を断面で示した側面図。FIG. 8 is a side view showing the right half of the ultrasonic motor according to the fourth embodiment of the present invention in section.
【図9】上記第四実施例の圧電素子と薄板電極板を中心
軸方向に引き伸ばして示した分解斜視図。FIG. 9 is an exploded perspective view showing the piezoelectric element and the thin plate electrode plate of the fourth embodiment by stretching them in the central axis direction.
【図10】上記第四実施例の電圧供給部材と薄板電極板
の接続の概略を示す部分斜視図。FIG. 10 is a partial perspective view showing the outline of the connection between the voltage supply member and the thin plate electrode plate of the fourth embodiment.
【図11】上記第四実施例の接続部を示す拡大断面図。FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a connection portion of the fourth embodiment.
【図12】本発明の第五実施例のフレキシブル基板と薄
板電極板の接続部とを示す拡大斜視図。FIG. 12 is an enlarged perspective view showing a flexible substrate and a connection portion of a thin plate electrode plate according to a fifth embodiment of the present invention.
【図13】上記第五実施例の変形例の電圧供給部材と薄
板電極板の接続部とを示す拡大斜視図。FIG. 13 is an enlarged perspective view showing a voltage supply member and a connecting portion of a thin plate electrode plate according to a modified example of the fifth embodiment.
【図14】本発明の第六実施例の電圧供給部材と薄板電
極板の接続部とを示す拡大斜視図。FIG. 14 is an enlarged perspective view showing a voltage supply member and a connecting portion of a thin plate electrode plate according to a sixth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第七実施例のフレキシブル基板と薄
板電極板の接続部とを示す拡大斜視図。FIG. 15 is an enlarged perspective view showing a connecting portion of a flexible substrate and a thin electrode plate according to a seventh embodiment of the present invention.
【図16】上記第七実施例の薄板電極板の形状を示す斜
視図。FIG. 16 is a perspective view showing the shape of the thin electrode plate of the seventh embodiment.
【図17】上記第七実施例のフレキシブル基板と薄板電
極板の連結部とを示す拡大断面図。FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing the flexible substrate and the connecting portion of the thin plate electrode plate according to the seventh embodiment.
1,2,3,4…圧電素子(電気−機械エネルギー変換
素子) 13…回転子(被駆動部材) 16…フランジ部 20…皿ばね(押圧部材) 23…振動片 24…振動発生部1, 2, 3, 4 ... Piezoelectric element (electrical-mechanical energy conversion element) 13 ... Rotor (driven member) 16 ... Flange portion 20 ... Disc spring (pressing member) 23 ... Vibrating piece 24 ... Vibration generating portion
Claims (1)
配置され、端面が中心軸に対して傾斜しながら回転運動
する振動発生部と、 この振動発生部の一方の端面に形成され、側面に溝を有
する振動片と、 この振動片と上記振動発生部との接続部に形成されたフ
ランジ部と、 上記振動片の端面に押圧機構によって押圧され、所定方
向に移動される被駆動部材と、 を具備したことを特徴とする超音波モータ。1. A vibration generating part, in which an electro-mechanical energy conversion element is arranged at the center, and an end face is rotated while tilting with respect to a central axis, and a groove formed on one side face of the vibration generating part. A vibrating piece having: a flange portion formed at a connecting portion between the vibrating piece and the vibration generating section; and a driven member which is pressed against an end surface of the vibrating piece by a pressing mechanism and is moved in a predetermined direction. An ultrasonic motor characterized by being provided.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01202293A JP3164683B2 (en) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | Ultrasonic motor |
US08/125,682 US5440190A (en) | 1992-09-25 | 1993-09-22 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
JPH06225555A true JPH06225555A (en) | 1994-08-12 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3164683B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1099485A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ball ejecting device |
JP2008253069A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Canon Inc | Laminated piezoelectric element and oscillatory wave drive device |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP01202293A patent/JP3164683B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH1099485A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ball ejecting device |
JP2008253069A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Canon Inc | Laminated piezoelectric element and oscillatory wave drive device |
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