JP2977685B2 - 超音波モータ - Google Patents

超音波モータ

Info

Publication number
JP2977685B2
JP2977685B2 JP4300452A JP30045292A JP2977685B2 JP 2977685 B2 JP2977685 B2 JP 2977685B2 JP 4300452 A JP4300452 A JP 4300452A JP 30045292 A JP30045292 A JP 30045292A JP 2977685 B2 JP2977685 B2 JP 2977685B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
piezoelectric element
ultrasonic motor
vibration
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4300452A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06133571A (ja
Inventor
正行 田中
幹雄 梅田
徹 中澤
利男 高橋
公一 加藤
浩之 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ARUPUSU DENKI KK
Original Assignee
ARUPUSU DENKI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ARUPUSU DENKI KK filed Critical ARUPUSU DENKI KK
Priority to JP4300452A priority Critical patent/JP2977685B2/ja
Publication of JPH06133571A publication Critical patent/JPH06133571A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2977685B2 publication Critical patent/JP2977685B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータに係り、
特に縦振動と捩り振動とのいわゆる複合振動を利用して
ロータを回転させるように形成されている超音波モータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ステータ部での超音波振動を利用
して、ロータを回転させるようにした超音波モータが開
発されている。
【0003】このような超音波モータは、円柱状のステ
ータ部の端面にロータ部を圧接させておき、前記ステー
タ部に、縦方向の振動を与える縦振動用圧電素子と互い
に逆方向に振動して捩り方向の振動を与える一対の捩り
振動用圧電素子とを備え、縦振動と捩り振動とを組合わ
せることによってステータ部の端面にリサージュ図形を
描くように運動させて、前記ステータ部の端面に圧接さ
れているロータ部を右方向又は左方向へ回転させるよう
に形成されている。
【0004】これを図9に示す超音波モータの概略構造
を示す半断面正面図を用いてさらに説明する。
【0005】図示超音波モータ10は、円柱状のステー
タ20と、該ステータ20に圧接されているロータ30
とを保持軸40,50によって一体化構造とされたもの
である。前記ステータ20は、ステータヘッド60と、
リング状に積層された縦振動用圧電素子70と、ホール
ドブロック80と、リング状に積層された捩り振動用圧
電素子90と、ボトムナット100とが保持軸40によ
って締結固定された構造となっている。そして、前記ス
テータヘッド60の上端面61には複数枚の摩擦板11
0が接着固定されており、該摩擦板110がロータ30
の端面に圧接されている。また、各圧電素子70,90
の両端面には、各圧電素子70,90に電圧を印加する
ための電極板71,91が密着して配置され、この電極
板71,91には、不図示の電源が接続されている。こ
のような超音波モータ10では、縦振動用圧電素子70
による縦振動と、捩り振動用圧電素子90による捩り振
動とによって、ステータヘッド60の上端面61がリサ
ージュ運動を生じるため、ステータ20に圧接されてい
るロータ30が回動させられ、超音波モータ10が構成
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この超
音波モータ10は、ステータ20を組み立てるときの締
め付け具(図示せず)を係止するために形成されたス
テータヘッド60の外周面61の凹部62の真上の部位
を含めて複数枚の摩擦板110をステータヘッド60の
上面外周部63に載置すると、摩擦板110を介して圧
接されたロータ30が回動するとき、高トルクが得られ
ず効率の悪い超音波モータ10となる。
【0007】そこで、本発明は、ロータ30の回動が高
トルクで高効率な超音波モータ10を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、ステータと、ステータの一端に圧接されてステータ
によって回転駆動されるロータとを備え、ステータは、
縦及び捩り振動用圧電素子と、これら圧電素子の端面に
当接して圧電素子を挟む複数個のホールド部材とが保持
軸の軸線方向に締結固定されているものであって、前記
ホールド部材のひとつが、ロータに複数枚の摩擦板を介
して圧接されたステータヘッドであって、該ステータヘ
ッドの外周面に形成された凹部の真上の部位を除くステ
ータヘッドの上面外周部に摩擦板が載置されていること
を特徴とする。
【0009】
【作用】上記の構成の超音波モータは、ステータヘッド
の外周面に形成された凹部の真上の部位をさけて複数枚
の摩擦板がステータヘッドの上面外周部に載置されたこ
とによって高効率な超音波モータとなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図8を用
いて詳細に説明する。図1は、本発明に係わる超音波モ
ータの一実施例を示す半断面正面図、図2は、図1に示
す超音波モータのステータ部の一実施例を示す要部分解
斜視図、図3は、捩り振動用圧電素子を示す要部分解斜
視図、図4は、ステータヘッドを示す図で(a)は平面
図,(b)は(a)のA−A´断面図、図5は、ホール
ドブロックを示す図で、(a)は平面図,(b)は
(a)のA−A´断面図、図6は、ボトムナットを示す
図で(a)は底面図,(b)は(a)のA−A´断面
図、図7は、ロータを示す図で、(a)は平面図,
(b)は(a)のA−A´断面図、図8は、上バネ受け
を示す図で(a)は平面図,(b)は(a)のA−A´
断面図である。
【0011】図示の超音波モータ10は、円柱状のステ
ータ部20と、該ステータ部20の一端面に、例えば、
10個から成る摩擦板110が所定間隔で配置され、該
摩擦板110に圧接されているロータ部30とから構成
されている。そして、前記ステータ部20とロータ部3
0とは、それぞれ外周面に雄ねじ43が形成された第1
の保持軸40と、雄ねじ51が形成された第2の保持軸
50とによって、一体化構造とされている。前記ステー
タ部20は、ステータヘッド60と、縦方向(軸線方
向)の超音波振動を生じさせる10層から成る縦振動用
圧電素子70と、ホールドブロック80と、例えば4個
の扇状の圧電素子片90a…90dで構成され、捩り方
向(軸線周り方向)の超音波振動を生じさせる4層から
成る捩り振動用圧電素子90と、ボトムナット100と
によって構成されている。そして前記ステータヘッド6
0,ホールドブロック80,ボトムナット100及び各
圧電素子70,90は、第1の保持軸40で軸線方向に
200〜300Kg・cmの強い力で締結固定され、ステー
タ部20が構成される。
【0012】また、ステータヘッド60,ホールドブロ
ック80及びボトムナット100は前述の如く円柱状に
形成されており、かつ、そのそれぞれの外周面61,8
1,101であって第1の保持軸40に対して対称の位
置に締め付けるための冶具である例えばトルクレンチ
(図示せず)によって締め付けるときの係止部となる一
対の凹部62,82,102が形成されている。なお、
ボトムナット100の中央の段部104内に形成された
第1の保持軸40を螺合するネジ部103は、本実施例
では、貫通して形成されているが、ステータ部20の振
動によって、第1の保持軸40の軸方向への移動するの
を防止するためにネジ部103の一端部が封止されるよ
うに形成してもよい。また、前記ステータヘッド60に
形成された一対の凹部62は、円柱の外周面のほぼ中央
に、そして、ホールドブロック80に形成された一対の
凹部82は、鍔部83に一端を接し、他端はトルクレン
チ(図示せず)の締付け部の幅に対応する寸法まで切削
され、そしてさらに、ボトムナット100に形成された
一対の凹部102は、下端部が切落されて形成されてい
る。
【0013】ホールドブロック80の外周面81に形成
されている鍔部83は、ステータ部20の超音波複合振
動の節となる部位であるような位置に配置されている。
【0014】縦振動用圧電素子70は、圧電材の1枚の
厚さが約0.5mmであって、これを例えば、10枚積層
することによって形成され、各層の間には、電極板(図
示せず)が挟まれて配置されており、該電極板には、こ
れも不図示の外部電源から約300V位の駆動電圧が印
加される。そして10層から成る縦振動用圧電素子70
と電極板とは、所定の接着剤によって相互に固着されて
いる。
【0015】捩り振動用圧電素子90は、圧電材の1枚
の厚さが約2mmであって、これを例えば4層とすること
により、そしてそれぞれ各層は、例えば約90度の扇状
であって4枚の圧電素子片90a,90b,90c,9
0dをリング状に固着して形成されている。そしてリン
グ状に接着剤等によって固着された圧電素子片90a,
…90dを4層に積層する際に、素子片の固着部91,
91´が所定角度ずれて配置されており、一直線状に成
るように積層はされていない。また、圧電素子片90
a,…90dは各々接線方向に分極されており、リング
状に固着することによって各分極軸92が閉ループを描
くように組立、されに積層する際は、閉ループの向きが
反時計方向(図中矢印A)と、時計方向(図中矢印B)
とに逆になるように順次組立てるものとする。
【0016】ステータヘッド60(図4参照)は、円柱
状のアルミニュウム合金材から成り、外周面61には、
締め付け具であるトルクレンチ(図示せず)の係止部
となる一対の凹部62が切削によって形成されている。
その結果、ステータ部60はその上記凹部62と上端部
63(上端面)とで囲まれる軸方向から直角に突出した
部分(凹部真上肉部61A、61A)上記凹部62と下
端部65とで囲まれる軸方向から直角に突出した部分
(凹部真下肉部61C,61C)及び凹部の真上の部位
を除くステータヘッドの上端面の外周部(肉部を除く円
筒部61B、61B)から構成されている。さらに上端
部63の中央には段部64がそして下端部65にも段部
66が形成されており、中心部には雌ネジ67が切られ
ている。また、上端面63の外方であって、一対の凹部
62の真上の位置からずれた部位に例えば10片の摩擦
板110が5片ずつ凹部62に対して線対称に雌ネジ6
7を中心で円周上に接着剤(図示せず)によって固着さ
れている。この摩擦板110は、耐摩耗性に優れた材質
から選択される。そして摩擦板110の摩擦面111
は、平坦であるように研磨されている。
【0017】ホールドブロック80(図5参照)は、円
柱状のアルミニュウム合金材から成り、外周面81には
トルクレンチ(図示せず)の係止部となる一対の凹部8
2と鍔部83とが形成され、上端面84と下端面85と
には段部86,87が形成されている。
【0018】ボトムナット100(図6参照)は、円柱
状のステンレス鋼材(SUS材)から成り、外周面10
1には、トルクレンチ(図示せず)の係止部となる一対
の凹部102が切削によって形成され、上端面103に
は、段部104が形成されている。
【0019】上述の如く、形成されたステータヘッド6
0,縦振動用圧電素子70,ホールドブロック80,捩
り振動用圧電素子90及びボトムナット100とは順次
第1の保持軸40の軸線方向に積層される。このとき、
トルクレンチによってそれぞれ一対の凹部62,82,
102を係止部として所定の力で締結固定する。このと
き捩り振動用圧電素子90の内周部93と対向する第1
の保持軸40の位置には、電気的な絶縁部材120が巻
き付け等の手段によって保持されている。この絶縁部材
120によって、捩り振動用圧電素子90へ電圧を印加
するための電極(図示せず)と第1の保持軸40との絶
縁が保たれることになる。このようにして一体化され、
複合振動を生じるステータ部20が形成される。
【0020】次に、ロータ部30について説明する。ま
ず、ロータ130(図7参照)は、円柱状であってステ
ンレス鋼材(SUS材)から成り、その上端面131に
はスラストベアリング140が係止される段部132
と、該段部132の中央部に第2の保持軸50が挿通さ
れる貫通穴133が形成されている。さらに円柱状の外
周面134には、例えば90度づつ対称の位置にロータ
130の回転力を外部の駆動部材(図示せず)に伝達係
合するための4個のノック穴135が形成されている。
【0021】次にロータ部30のステータ部20への組
込みについて説明する。第1の保持軸40にトルクレン
チによって締結固定され一体化されたステータ部20で
あって、第1の保持軸40の先端部41の中心部に形成
されたネジ部42に第2の保持軸50の雄ねじ51を螺
合させる。そして第2の保持軸50を貫通させて、スラ
ストベアリング140が係止されたロータ130をステ
ータヘッド60の上端面63に接着された摩擦板110
上に載置する。次に下バネ受150,圧縮バネ160,
上バネ受170及び六角ナット180を順次スラストベ
アリング140上に載置する。なお、上バネ受170
(図8参照)には、中心部に形成された、第2の保持軸
50と螺合されるネジ部171と、トルクレンチ(図示
せず)の係止部となる切欠き部172と、圧縮バネ16
0を保持するための凹部173とが形成されている。そ
して、上バネ受170のネジ部171と、六角ナット1
80とによって、いわゆるダブルナット構成となる。そ
してこのダブルナット構成にてステータ部20の複合振
動による圧縮バネ160のゆるみがなくなり、安定した
締付け圧力が保持される。
【0022】このようにして、ロータ部30を保持する
第2の保持軸50は、ステータ部20を保持する第1の
保持軸40の先端部41に形成されたネジ部42に螺合
されて、あたかも一本の保持軸であるかのように構成さ
れる。
【0023】
【発明の効果】上述の如く、本発明の超音波モータは、
ステータヘッドの外周面に形成された凹部との真上の部
位を除くステータヘッドの該上端面の外周部に該複数枚
摩擦板が載置されているので、凹部真上肉部61A、
61Aの機械的固有振動数および固有振動モードが肉部
を除く円筒部61B,61Bと異なっていても凹部真上
部に摩擦剤を設けないことによりステータ20を組み立
てるときの締め付け治具(図示せず)を係止することが
容易でしかも効率の高い超音波モータを提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超音波モータの一実施例を示す半
断面正面図。
【図2】図1に示す超音波モータのステータ部の一実施
例を示す要部分解斜視図。
【図3】捩り振動用圧電素子を示す要部分解斜視図。
【図4】ステータヘッドを示す図で、(a)は平面図,
(b)は(a)のA−A´断面図。
【図5】ホールドブロックを示す図で、(a)は平面
図,(b)は(a)のA−A´断面図。
【図6】ボトムナットを示す図で、(a)は底面図,
(b)は(a)のA−A´断面図。
【図7】ロータを示す図で、(a)は平面図、(b)は
(a)のA−A´断面図。
【図8】上バネ受を示す図で、(a)は平面図,(b)
は(a)のA−A´断面図。
【図9】従来の超音波モータを示す半断面正面図。
【図10】従来のステータヘッドを示す図で、(a)は
平面図,(b)は(a)のA−A´断面図。
【符号の説明】
10…超音波モータ 20…ステータ部 30…ロータ部 40…第1の保持軸 50…第2の保持軸 60…ステータヘッド 61…外周面 62,82,102 …凹部 70…縦振動用圧電素子 90…捩り振動用圧電素子 110…摩擦板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 公一 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アル プス電気株式会社内 (72)発明者 中野 浩之 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アル プス電気株式会社内 審査官 山下 喜代治 (56)参考文献 特開 平3−40774(JP,A) 特開 平4−248379(JP,A) 特開 平5−83960(JP,A) 特開 平3−178579(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02N 2/10 - 2/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステータと、該ステータの一端に圧接さ
    れて、該ステータによって回転駆動されるロータとを備
    え、前記ステータは軸線方向の振動を与える縦振動用圧
    電素子部と、軸線周りの捩り振動を与える捩り振動用圧
    電素子部と、これら圧電素子部の端面に当接して圧電素
    子部を挟む複数個のホールド部材とが保持軸の軸線方向
    に締結固定されている超音波モータにおいて、前記ホー
    ルド部材のひとつがロータに複数枚の摩擦板を介して圧
    接されたステータヘッドであって、該ステータヘッドの
    該圧電素子部と上端面との間に該ステータヘッドの外周
    面に形成された凹部を設け、該凹部の真上の部位を除く
    ステータヘッドの該上端面の外周部に該複数枚の摩擦板
    が載置されていることを特徴とする超音波モータ。
JP4300452A 1992-10-13 1992-10-13 超音波モータ Expired - Fee Related JP2977685B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4300452A JP2977685B2 (ja) 1992-10-13 1992-10-13 超音波モータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4300452A JP2977685B2 (ja) 1992-10-13 1992-10-13 超音波モータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06133571A JPH06133571A (ja) 1994-05-13
JP2977685B2 true JP2977685B2 (ja) 1999-11-15

Family

ID=17884975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4300452A Expired - Fee Related JP2977685B2 (ja) 1992-10-13 1992-10-13 超音波モータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2977685B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683930B1 (ko) * 2005-10-24 2007-02-16 엘지전자 주식회사 초소형 압전 리니어 모터
EP3841927A4 (en) * 2018-09-28 2021-10-27 Foshan Shunde Midea Electrical Heating Appliances Manufacturing Co., Ltd. POWER COUPLER, ULTRASONIC OSCILLATOR DEVICE, ULTRASONIC OSCILLATOR, MOUNTING ARRANGEMENT, COVER ARRANGEMENT, COOKING UTENSIL AND HEATING EQUIPMENT

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06133571A (ja) 1994-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0696072B1 (en) Vibration driven motor
US4933590A (en) Ultrasonic motor
JP2003199376A (ja) 振動体および振動波駆動装置
JP2977685B2 (ja) 超音波モータ
JP2977676B2 (ja) 超音波モータ
JP2975218B2 (ja) 超音波モータ
JPH06133572A (ja) 超音波モータ
JPH06133573A (ja) 超音波モータ
JPH09117168A (ja) 超音波モータ
JP2652546B2 (ja) 超音波モータ
JPH0724416A (ja) 超音波振動子
JPS62238101A (ja) 超音波振動子とその駆動制御方法
JPS63124785A (ja) 超音波モ−タ
JPS60113672A (ja) 圧電回転機
JP3802390B2 (ja) 超音波モータ、及び超音波モータのステータ
JP2010193592A (ja) 超音波モータ
JP2986277B2 (ja) 振動波モータ
JP2532111Y2 (ja) 超音波モ−タ
JPS63124784A (ja) 超音波モ−タの駆動制御方法
JPS6258885A (ja) 超音波モ−タ
JP2541816B2 (ja) 超音波圧電モ−タ
JP2010193591A (ja) 超音波モータ
JPH05328756A (ja) 超音波モータ
JPH0739355Y2 (ja) 超音波モータ
JPS6353985A (ja) 超音波駆動体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990831

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070910

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090910

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees