JP2535260Y2 - 超音波モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ステータにロータを圧
接し、ステータに生じる進行波によりロータを回転させ
るようにした超音波モータに関し、特にステータの固定
状態を改良して、所定波長の進行波を有効に生じるよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波モータは、ステータの一方の面に
多数の圧電素子をその駆動用高周波電圧によって生じる
弾性波の波長の１／２ピッチで配置するか、或はそのよ
うに圧電体を分極させている。多数の圧電素子はλ／４
の間隔をあけて２組に区分し、それぞれに９０°位相差
のある高周波電圧を印加することによりステータに進行
波を生じさせている。そしてステータの他の面に圧接し
たロータを、進行波により回転させるようになってい
る。

【０００３】ロータはステータの外周部で接し、ステー
タの進行波の作用を受けることにより回転するようにな
っているので、ステータには進行波を有効に生じさせる
必要がある。このためステータを基板に固定する場合
に、圧電体を接着したステータの外周部と基板との間に
間隔をあけたり、基板に対しステータ全体を均一な力で
固定できるようにしたものを本出願人は提案している
（実開平２ー１３６４９１号公報）。すなわちその提案
では、スタビライザに突出リングを設けてスタビライザ
の数カ所をネジで基板側に固定することにより、突出リ
ングがステータを基板側に押しつけるようになってい
る。また前記提案では基板側にリング状突条を設けて、
その上にステータを押しつけるようにしたものも含んで
いる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】前記従来の超音波モー
タでは、ステータを基板に固定するのに、スタビライザ
のリング状突条で固定するようにしたものがあるが、そ
のスタビライザも数箇所をネジで固定するため、ステー
タ全体の応力状態を均一にするのは困難であった。この
ため圧電素子に所定の高周波電圧を印加しても、所定の
波長で所定振動の進行波を生じさせにくく、ロータを所
定の出力で回転させることができないことがあった。ま
たスタビライザに突出リングを形成して、ネジにより固
定する構成では、製造工程に時間を要し、組立て効率も
あまり良いとはいえなかった。そこで本考案は、ステー
タの基板への固定を改良して、ステータ全体をより均一
な応力状態にし、モータの出力効率を向上するととも
に、ステータの組立て、分解を容易にできるようにする
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するため、超音波モータのステータを固定する基板に円
筒部を突設し、その円筒部は先端部を基部側より小径に
形成し、円筒部の小径部の基部側近くの外周にリング状
凹溝を設け、ステータは中心孔側を外周部より薄肉に形
成してその中心孔を小径の円筒部に挿入し、リング状凹
溝に弾性リングを嵌合することによりステータを固定し
た。弾性リングとしては、断面円形、四角形、三角形な
どに形成して、弾性リングがステータに線接触させるの
が、ステータの振動特性に悪影響を及ぼさない点で望ま
しい。

【０００６】

【作用】上記の超音波モータでは、ステータの中心孔を
基板の円筒部に挿入して弾性リングによりステータを円
筒部に固定するので、ステータ全体は均一な応力状態と
なっている。このため、ステータの圧電体に高周波電圧
を印加することによりステータに生じる進行波は所定波
長、所定振幅となり、進行波はロータに効率よく作用し
て回転させることができる。またステータの基板側への
固定と分解は、弾性リングをリング状凹溝に嵌合する
か、外し出すだけであるので、その作業が容易である。

【０００７】

【実施例】本考案の実施例を図１〜３により説明する。
超音波モータは、基板１上に円盤状のステータ２が重ね
られ、さらにその上に摩擦材を接着したロータ３が重ね
られ、ステータ２に後記のように生じる進行波によりロ
ータ３を回転させるようになっている。なお、ステータ
２もしくはロータ３の材質等を選択することにより両者
間に適切な摩擦が生じるようにすれば、両者間の摩擦材
は不要である。ステータ２は外周部が厚肉に、そして内
周部が薄肉に形成され、中心部に中心孔が形成されてい
る。またステータ２の厚肉外周部のロータ３と接する面
に放射状の多数の突条２ａが設けられ、ステータ２に生
じる進行波の振動を大きくできるようになっている。

【０００８】基板１の中央部に円筒部４が突設され、円
筒部の先端部４ａは基部側４ｂより小径に形成され、そ
の先端部４ａの基部側近くの外周にリング状凹溝５が形
成される。ステータ２の中心孔は円筒部４の先端側から
基部側４ｂの上端に当たるまで挿入され、一箇所が切断
されている弾性リング６が円筒部のリング状凹溝５に嵌
合されることにより、ステータ２の中心孔周縁が円筒部
４に固定される。この場合、弾性リング６は断面円形に
形成されているのでステータ２と弾性リング６とは円周
状の線接触となり、ステータ２の振動特性が良好な状態
で基板１側に保持される。なお、弾性リング６の断面形
は円形以外の四角形、三角形等にしてもよく、ステータ
２に線接触するような断面形であればよい。

【０００９】ロータ３がステータ２の進行波を受けて回
転するためには、ロータ３をステータ２に圧接させる必
要があり、ロータ３は摩擦材７を介して皿バネ８により
ステータ側に押圧される。皿バネ８の中心側の基部は出
力軸９の鍔部９ａに取付けられ、ロータ３が回転したと
きに皿バネ８を介して出力軸９が一体に回転するように
なっている。なお、出力軸９はロータ３とステータ２と
基板１の各中央孔を貫通し、その出力軸９は基板１に設
けた軸受け１０とロータ３の上部を覆うケーシング１１
に設けたスラスト軸受け１２とに保持される。

【００１０】ステータ２は弾性体により形成され、その
厚肉外周部は基板１側の面に圧電体１３が接着されてい
る。圧電体１３は環状に配置され、それに印加する駆動
用高周波電圧によって生じる弾性波の波長λの１／２ピ
ッチの複数の圧電素子に分極され、複数の圧電素子は１
／４λだけ離れた２組の圧電体部分に分けられる。そし
て２組の圧電体部分にそれぞれ９０°位相差のある高周
波電圧を印加することにより、ステータ２に波長λの進
行波を生じさせるようになっていて、その進行波により
前記のようにロータ３を回転する。

【００１１】

【考案の効果】本考案の超音波モータではステータの内
周側を外周部より薄肉に形成し、その薄肉部中心の中心
孔を基板から突設させた円筒部に挿入して弾性リングと
の線接触により固定しているので、ステータの振動特性
が良好に保たれ、モータ効率が向上する。またステータ
の固定あるいは取り外しは、弾性リングを基板側の円筒
部のリング状凹溝に嵌合したり、外したりするだけでよ
く、組立て性のよいものとなり、特に小型モータに適し
た構造となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の超音波モータの部分断面図である。

【図２】ステータの固定構造の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ ステータ ３ ロータ ４ 円筒部 ５ 凹溝 ６ 弾性リング

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータの一方の面に接着された２組の
   圧電体部分に互いに９０°位相差のある駆動用高周波を
   印加して進行波を発生させ、ステータの他の面に圧接し
   たロータを進行波により回転させるようにした超音波モ
   ータにおいて、ステータは外周の圧電体接着部を厚肉に
   形成するとともに中心孔側を薄肉に形成し、ステータを
   取付ける基板の中央に円筒部を突設し、円筒部の先端部
   は基部側より小径に形成するとともに円筒部の小径部の
   基部側近く外周に凹溝を設け、ステータの中心孔を円筒
   部小径部に挿入するとともに円筒部の凹溝に一端が切離
   してある弾性リングを嵌合して、ステータを円筒部に固
   定したことを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】弾性リングは断面が円、四角形、三角形等
   に形成されて、弾性リングがステータと線接触している
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波モータ。