JPH0213280A - 超音波モータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧電厚み振動子により励振されて自由端が換り
楕円振動する片持梁付結合子の自由端面にロータを圧着
することによって発生する回転トルクを利用した超音波
モータに関する。

〔従来の技術〕

特開昭６１−１０９４７６号に記載された定在波型超音
波モータを第４図に示し、カラー２．圧電素子３．カラ
ー４．結合子５をボルト３０によって結合して振動装置
を形成する。これにロータを取付けるには結合子５の片
持梁１４の中心に形成したねし孔に別のボルトによって
ロータを梁部１４の端面１５に押圧する。

このモータにロータを取付けることなく梁１４が共振運
動を行うように圧電素子３を振動させ梁１４の先端の測
定部３２の捩り振動の測定結果を第５図に示す、この結
果、粱１４の中心部で振動の方向が逆転し、更に中心部
分の振幅の変化が最大であることを知った。

次に、結合子５のねじ孔３１にロータ固定用のボルトを
取付け、ロータを取付けずに測定部３２の換り振動を測
定した結果、著しく振幅が減少した。

これは結合子のねじ孔とロータ固定ボルトとの間に振動
による摩擦が生じ、更にロータ固定ボルトのねじ込みに
よって梁部１４の測性が増加して振幅を減少させたこと
による。

この結果、結合子の捩り振動を大きくするには結合子５
の梁部１４にロータ以外の接触物がないことが重要であ
る。

第６Ａ　−６Ｅ図は特開昭６１−２４４２８０号に記載
された超音波モータを示し、超音波モータの中心を通る
軸にロータを固定する。即ち、カラー２と一体とした中
空軸４０によって端子ｖｉ１３　、圧電素子３．カラー
４を経て接合子５にねじ込む、出力軸４１を円板４２に
圧入しロータと円板との間はシリコンゴムのリング４３
によって振動のない出力を伝達される。

この構造はロータ６の軸線方向の規制がなく出力軸４１
は結合子中心部に接触して規制される。このため、結合
子の振動を減衰し、モータの効率を低下させる。

【発明が解決しようとするｉ１題〕 上述の通り、既知の構成ではロータの保持を行うために
結合子の片持梁部の振動が減衰され、その結果としてモ
ータの出力が減少する。ロータ保持のために別の軸を使
用する場合でも結合子片持梁部と別の軸が接触して出力
損失を生ずる。

本発明の目的は、上述の欠点を生ぜず、振動損失の少な
い超音波モータを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるランジュバン撮動子を利用する厚み方向振
動発生機構によって励振されて厚み方向振動を捩り楕円
振動に変換する片持梁付結合子の先端部に回動自在のロ
ータを圧着する超音波モータは、ロータ保持用ボルトを
超音波モータ中心に設けられた、振動子に結合子を圧接
させるボルトと一体とし、ボルトは結合子の基部のみに
接触して片持梁部に対しては空間を形成して梁部の楕円
捩り振動を阻害しない構成とする。

本発明の好適な実施例によって、前記ボルトは２段ボル
トとし、大径部のねじで結合子を振動子に圧接し、小径
部でロータを支承する軸受内径を軸線方向滑動可能に支
持する。

他の実施例によって、前記ボルトは２段ボルトとし、小
径部の段部で結合子を振動子に圧接し。

大径部でロータを支承する軸受内径を軸線方向滑動可能
に支持する。

〔作用］ 上述の通り、振動子と結合子を圧接するボルトとロータ
保持ボルトとを一体にし、好適な例で２段ボルトとして
１段目を結合子圧接ボルトとして使用し、２段目をロー
タ保持ボルトとして使用することによって、ロータの軸
線に直角方向の保持は確実になり、ボルトと片持梁部と
の間に空間を形成してもボルトの横剛性に影響を生ずる
ことはない、前述した通り５片持梁部の自由振動がモー
タの性能発揮に重要な因子となる０本発明によるボルト
と梁部との間の空間の形成によって結合子梁部に励起さ
れる振動の減衰を最少限にすることができる。

更に、結合子圧接ボルトとロータ保持ボルトとを一体に
することによって、結合子梁部端面に対するロータの押
圧力の調整、保持は極めて容易になり、モータ全体とし
ての剛性は増加して安定した出力を生じ、モータの構造
は簡単になる。

〔実施例〕

本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。各図において、理解を容易にするために同じ符号によ
って同様の部分又は部品を示す。

第１，２図は本発明の第１の実施例を示す０本発明によ
る超音波モータの中心軸線を通る圧接用ボルトｌはカラ
ーＡ２．端子Ｖｉ１３．圧電素子３．端子板１３．圧電
素子３．端子板１３．カラー８４の孔を通って結合子５
に一段目ねじて結合し、圧電素子３の厚さ方向の振動に
際して各部の接触面が離れない程度の力で結合される。

結合子５の片持梁部１４は本発明によって円筒状空間１
６を存する。梁部１４と結合子５の共振に際して１円筒
状空間は２段目ねじ１１に対する接触を防ぎ得る寸法を
有する。

ロータ６は軸受７によってボルト１の２段目の直線部１
７に対して回動自在に支承される。２段目ねじ１１にね
じ込んだナツト９によるばね８の押圧力調整によって、
ロータ６は結合子５の梁部１４の上面１５に接触する。

ＪＩＩ受７の内径はボルト１の直線部１７の外径に対し
てばね８の押圧力によって軸線方向に滑動可能の保持と
する。

圧電素子３に超音波モータの共振周波数の高周波電圧が
図示しない電源から端子板１３を介して印加されれば、
圧電素子３の厚さ方向の共振が発生し、同時に結合子５
に捩り振動が発生する。この時の結合子５の梁部１４の
捩り振動はばね８によって面接触するロータ６に伝達さ
れてロータ６を既知の通りに駆動する０本発明によって
１円筒状空間１６をボルト１と梁部１４の内周面との間
に形成したため、結合子５の梁部１４とボルトｌの外周
面との間が接触せず、梁部１４の捩り振動が減衰される
ことがなくロータ６に伝達され、モータの性能は向上す
る。更に、ロータ６は軸受７を介してボルト１に回転自
在に支承され、ロータ６はボルト１゜梁部１４に対して
安定した位置に保持される。

本発明の第２の実施例を第３図に示す０図示の例ではボ
ルト２０は先端に六角孔２１を有する２段ボルトとし、
小径部２２のねじ部２３をカラーＡ２にねじ込み、カラ
ーＡ２．端子板１３．圧電素子３．カラー８４、結合子
５をボルト２０の大径部２４との間の段部２５によって
押圧固定する。ボルト２００大径部２４の外周に軸受７
の内周を係合させ、軸受７の外周にロータ６を固着する
。前の実施例と同様にばね８゜ナツト９によってロータ
６の押圧力を調節する。

結合子５の梁部１４の内周とボルト２０の外周との間に
は円筒空間１６を形成して梁部１４の捩り振動の減衰を
防止する。

第２の実施例は基本的には第１の実施例と同様の効果を
得られる。この実施例においては、モータの組立が凡て
上方から行い得るため組立ラインの構成が容易である。

［発明の効果］ 本発明によって、ロータ固定用ボルトとモータ圧接用ボ
ルトとを一体化したため、結合子梁部でのロータ固定を
行う必要がなくなり、このため。

結合子梁部とボルトとの間に空間を形成することが可能
となった。この空間によって結合子梁部での共振振動の
減衰を防ぎ、超音波モータの性能は向上する。

ロータをモータ圧接用ボルトによって回転自在に支承し
、ロータはラジアル方向の力に対して安定する。

ロータ固定用ボルトとモータ圧接用ボルトとを一体とし
たため構造は簡単になり組立は容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による超音波モータの縦
断面図、第２図は第１図のモータの斜視図、第３図は本
発明の第２の実施例によるモータの縦断面図、第４図な
いし第６図は既知の例を示し、第４図は斜視図、第５図
は振動測定結果のグラフ、第６図Ａ−Ｅは他の実施例の
図である。 １　、２０．３０．４０・・・ボルト ２．４・・・カラー ３・・・圧電素子 ５・・・結合子 ６・・・ロータ ７・・・軸受 ８・・・ばね １３・・・端子板 １４・・・片持梁部 １６・・・円筒状空間 ３２・・・測定部 ４１・・・出力軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 　１．ランジュバン振動子を利用する厚み方向振動発生
   機構によって励振されて厚み方向振動を捩り楕円振動に
   変換する片持梁付結合子の先端部に回動自在のロータを
   圧着する超音波モータであって， 　ロータ保持用ボルトを超音波モータ中心に設けられた
   、振動子に結合子を圧接させるボルトと一体とし， 　上記ボルトは結合子の基部のみに接触して片持梁部に
   対しては空間を形成して梁部の楕円捩り振動を阻害しな
   い構成とすることを特徴とする超音波モータ。
2. 　２．前記ボルトは２段ボルトとし，大径部のねじで結
   合子を振動子に圧接し，小径部でロータを支承する軸受
   内径を軸線方向滑動可能に支持する請求項１記載の超音
   波モータ。
3. 　３．前記ボルトは２段ボルトとし，小径部の段部で結
   合子を振動子に圧接し，大径部でロータを支承する軸受
   内径を軸線方向滑動可能に支持する請求項１記載の超音
   波モータ。