JP2872840B2 - 超音波モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動によりロー
タを回転して、駆動力を発生させる超音波モータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波振動を利用してロータを回
転させる構造の超音波モータが開発されている。図４に
示すように、このような超音波モータ1 は、捩り振動圧
電素子2 と縦振動圧電素子3 と円筒状超音波振動体4 か
らなるステータ5 の上面に、ロータ6 を当接させてお
き、捩り振動圧電素子2 と縦振動圧電素子3 によって励
起される楕円振動をステータ5 の上面に発生させ、ロー
タを回転させる構造になっている。また、図５に示すよ
うに、駆動力はロータ6 に駆動力伝達手段としてのパイ
プ等をネジ11によってネジ止めして取り出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で説明したよ
うに、ロータ6 はステータ5 上面に押圧接触しているた
め、ステータ上面の振動は、当然ロータ6 にも伝達され
る。また、図３から明らかなように、ロータ6 の駆動力
は、ロータ6 に形成されたネジ11によりパイプ7とロー
タ6 とを結合する事によって、パイプ7 に伝達されるた
め、不要な振動がパイプ7 に伝わり、騒音等に発生させ
る可能性がある。

【０００４】さらに、ステータ5 に押圧されたロータ6
を１つの振動体と見なして設計された超音波モータにお
いては、パイプ7 とロータ6 がネジによって強固に結合
される事によって、等価的にロータ6 の形状が変わる事
になり、必要とする振動を励起する事が困難になる事も
考えられる。

【０００５】本発明は、前記欠点を除去し得る超音波モ
ータを提供する事を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、本発明の請求項１においては、振動子と振
動子に固定されたステータとステータに押圧接触し、振
動子によって励起された超音波振動により摺動するロー
タとからなる超音波モータにおいて、ロータの回転によ
る駆動力を、ロータに設けた接続手段とパイプの嵌合に
よって前記駆動力を伝達するようにしたものである。

【０００７】また、上記のような課題を解決するため
に、本発明の請求項２においては、前記接続手段をバネ
性を有する物質により構成したものである。さらに、上
記のような課題を解決するために、請求項３において
は、前記接続手段に弾性を有する物質で被覆を施したも
のである。

【０００８】

【作用】上記のような接続手段を介して駆動力を負荷に
伝達する構造にする事によって、振動子によって励起さ
れた超音波振動が、ロータと負荷を接続する接続手段を
介して負荷に伝達されて騒音等を発生する事なく、駆動
力のみを伝達する事が可能になる。また、ステータ，ス
テータに押圧されたロータを１つの振動体と見なして振
動モードを設計する超音波モータにおいては、上記のよ
うな部材によってロータと負荷を接続する構造にする事
によって、ロータの固有振動数は変化しないため、超音
波モータの振動モードを設計する際に、ロータと負荷の
強固な結合によって生じるロータの固有振動数の変化を
考慮に入れる必要がなく、設計が容易になる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。図１は、本発明の一実施例を示す断面図
である。この超音波モータ1 は、ステータ5 の端面にロ
ータ6 を圧接し、これを回転させる構成になっている。
ステータ5 は、捩り振動圧電素子2 と縦振動圧電素子3
とを円筒状超音波振動体4 ではさみ一体化したものであ
る。

【００１０】この超音波モータ1 の駆動方法は以下の通
りである。すなわち、捩り振動圧電素子2 と縦振動圧電
素子3 とにそれぞれ交流電圧を印加して、ステータの端
面5に楕円振動を誘起し、この楕円振動によりステータ
端面に圧接したロータ6 を回転させるものである。

【００１１】上記のように構成され、駆動する超音波モ
ータ1 は、図３に示すようにホルダーによって支持さ
れ、駆動力伝達手段としてのパイプ7 も前記ホルダーに
よって回転自在に支持される。このようにして構成され
た超音波モータ1 を含む組立体は、例えば、カーテンの
巻上げ装置等に使用されるものである。

【００１２】ロータ6 の駆動力は、ロータ6 とパイプ7
との接続手段として用いる接続アーム9 によってパイプ
7 に伝達する。

【００１３】図２は、接続アーム9 とパイプ7 に設けた
嵌合用溝8 の嵌合した状態を示す断面図である。パイプ
7 に設けた嵌合用溝8 は、パイプ7 の内壁に扇形断面を
持つよう形成される。ロータ6の駆動力は、接続アーム
9,嵌合用溝8 における接触面10を介してパイプ7 へ伝達
される。嵌合用溝8 は、駆動力を伝達する機能を有する
接触面10を含む形状であればいかなる形状でもよく、ま
た、必要に応じて樹脂等により嵌合用溝8 を埋めても良
い。

【００１４】前記接続アーム9 は、嵌合用溝8 の形状に
合わせて扇形に成形する。接続アーム9 は、直径１．０
mmのピアノ線に熱収縮チューブを被せた構造になってお
り、少なくとも１０kg・cm以上のトルクを伝達する事が
可能である。なお、ピアノ線に被覆を施さなくても駆動
力の伝達は可能であるが、接続アーム9 とパイプ7 を強
固に固定した場合、金属を金属に押しつけた形で駆動力
を伝達するため、ロータ6 とパイプ7 をネジ止めした場
合と同様の問題を生じる。このため、接続アーム9 に
は、その問題を生じさせないための弾性を有する物質を
被覆した方がより好ましい。また、使用するピアノ線の
線径を太くすれば、さらに大きなトルクの伝達が可能と
なる。さらに、接続アーム9 は、ピアノ線と熱収縮チュ
ーブの組み合わせ以外にも、バネ性を有する物質に弾性
を有する物質の被覆を施す事で実現できる。弾性を有す
る物質としては、ゴム，軟質のプラスチック等が好まし
い。なお、本実施例では、接続アーム9 を線材として成
形したが、嵌合用溝8 に嵌合する形状であれば、接続ア
ーム9 は線材である必要はない。

【００１５】接続アーム9 は、ロータ6 の外周部の取付
穴に差し込んで取り付ける。取付穴は、接続アーム9 の
取付部が、ロータ6 の円周方向には動かず、半径方向に
は自由に動くように取り付けられるように形成される事
が望ましい。これは、ロータ6 とパイプ7 の間の振動の
伝達をできるだけおさえて、かつロータ6 の回転方向の
駆動力を確実に伝達するためである。

【００１６】以上の実施例では、超音波モータ1 をパイ
プ7 に一部挿入し、ロータ6 でパイプ7 を回転させる例
について説明したが、振動系の一部であるロータと負荷
装置を直接接続して使用する構造であれば、本発明の内
容は同じく適用でき、同じ効果を奏する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による超音
波モータにおいては、バネ性を有する物質に弾性を有す
る物質の被覆を施した接続アームをパイプに嵌合させて
駆動力を伝達するため、騒音の発生を防止でき、また、
超音波モータで励起される振動モードも乱されないた
め、超音波モータの性能低下も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す超音波モータの断面図
である。

【図２】本発明の一実施例を示す超音波モータのロータ
部の接続状態を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す超音波モータ，ホル
ダ，パイプの組立体の断面図である。

【図４】従来の超音波モータの側面図である。

【図５】従来の超音波モータのロータ部の接続状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 超音波モータ ２ 捩り振動用圧電素子 ３ 縦振動用圧電素子 ４ 円筒状超音波振動体 ５ ステータ・ロータ摺動面 ６ ロータ ７ パイプ ８ 嵌合用溝 ９ 接続アーム １０ 接触面 １１ 接続用ねじ １２ ホルダー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子と、振動子に固定されたステータ
   と、ステータに押圧接触し、振動子によって励起された
   超音波振動により摺動するロータとからなる超音波モー
   タにおいて、ロータの回転によって発生する駆動力を、
   ロータに設けた接続手段と駆動力伝達手段としてのパイ
   プとの嵌合によって、前記駆動力を伝達する構造を有す
   るとともに、前記接続手段は、ロータの外周部の取付穴
   に差し込まれ、ロータの円周方向には動かず、半径方向
   には自由に動くように取り付けられた接続アームである
   事を特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 前記接続手段が、バネ性を持った物質
   から成る事を特徴とする請求項1に記載の超音波モー
   タ。
3. 【請求項３】 前記接続手段が、バネ性を持った物質か
   らなり、かつ前記接続手段が弾性を持った物質で被覆さ
   れている事を特徴とする請求項1または２に記載の超音
   波モータ。