JPH02159984A - 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、固定子に生じた進行波により、固定子に圧接
した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、ロータの回転を減速あるいは増速しで出力軸に
伝達させるようにしたものである。

「従来の技術」 従来の超音波モータは、第３図に示すように圧電素子Ａ
を円周状に取付けた固定子Ｂに摩擦材Ｃを介してロータ
Ｄを重ね、ロータＤを固定子側に皿バネＥにより圧接さ
せている０皿バネＥは出力軸Ｆに固定され、ロータＤの
回転にともなって皿バネＥを介して出力軸Ｆも一体に回
転するようになカている。そして円周状の圧電素子を２
区分して、それぞれに９０°位相差のある高周波電圧を
印加すると、固定子表面に進行波が生じ、その進行波を
ロータが受けて回転するようになっている。

また超音波モータを動力源にして、減速あるいは増速す
るときには、超音波モータの出力軸を減速機あるいは増
速機に連結させていた。

［発明が解決しようとする課題」 従来の超音波モータを動力源にして、被駆動装置を減速
あるいは増速しで駆動しようとすると、超音波モータと
別個に減速機や増速機が必要になり、被駆動装置を駆動
させるための装置スペースは大きなものになり、装置の
小型化という要求を満足させることができなかった。

そこで本発明は、減速あるいは増速機構を超音波モータ
に組込み、小型の装置で低速、あるいは高速駆動源を得
ることを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明の超音波モータは、固定子に生じた進行波により
ロータを回転できるようにし、そのロータと出力軸との
間に遊星歯車機構を設けて、ロータの回転を減速あるい
は増速しで出力軸に伝達させるようにしたものである。

ロータの回転を減速させるためには、ロータの外周部に
歯車状に歯溝を設け、ロータの歯溝外周に間隔をあけて
内歯歯車を設け、ロータの歯溝と内歯歯車との間に小径
歯車を介在させてロータの回転を内歯歯車に伝達させれ
ばよい。

またロータの回転を増速させるためには、ロータをリン
グ状に形成してその内周に歯溝を形成しロータの中心部
に出力軸を保持し、出力軸外周に歯溝を設けてロータと
出力軸の両歯溝間に小径歯車を介在させ、ロータの回転
を小径歯車介して出力軸に伝達させればよい。

「作用」 上記手段の超音波モータは、ロータの回転が遊星歯車機
構を介して出力軸に伝達されるので、その伝達で減速あ
るいは増速される。また減速あるいは増速機構が超音波
モータに一体に組み込まれるので、低速あるいは高速の
動力源を小型の装置で得ることができる。

「実施例」 本発明の超音波モータのうち減速機構を有す実施例を第
１図により説明する。

ケーシングｌに固定した円盤状の固定子２は、その一方
の面の外周部に沿って圧電素子３が取付けられ、２区分
した圧電素子にそれぞれ９０°位相差のある高周波電圧
を印加することにより、固定子２に進行波が生じるよう
になっている。固定子２の外周には放射状の多数の切溝
が設けられ、各切溝間の突条４によりその進行波を太き
（できるようになっている。

固定子２に円盤状のロータ５が重ねられ、ロータ５の外
周部が固定子２の進行波を受けて回転できるようになっ
ている。なお、固定子２とロータ５との接触部には摩擦
材が介在されるが、ロータ５を摩擦性のある材料で作成
すれば摩擦材は不要である。ロータ５は、固定子側と反
対の面が皿バネ６により固定子ｌ側に押され、ロータ５
と固定子２との接触面に適切な圧接力が作用するように
なっている。皿バネ６がロータ５と接する面には摩擦材
７が介在され、皿バネ６の他方の中心部は、回転軸８の
鍔板９に突起を介して固定される。

なお、回転軸８はロータ５の中心孔と固定子ｌの中心孔
を貫通し、回転軸８における固定子１に接する部分に段
部を設けて固定子２の外側に対する位置規制をし、回転
軸８のロータ側端部は、保持＆ｌＯにスラスト軸受１１
を介して保持されて、回転軸８の軸方向の位置ずれが規
制される。なお、保持板ｌＯは支軸１２を介してケーシ
ングｌに固定され、またケーシングｌと回転軸８との間
にラジアル軸受１３が設けられる。

ロータ５は外周より少し内側の部分が肉厚に形成されて
、その肉厚部の外周面に歯車状に歯溝５８が設けられる
。ロータ５の歯溝部分の外周に間隔をあけて内歯歯車１
４が配置されるとともに、ロータの歯溝５ａと内歯歯車
１４との間に適数個の小径歯車１５を介在させ、ロータ
５の回転を小径歯車１５を介して内歯歯車１４に伝達で
きるようになっている。なお小径歯車１５は前記支軸１
゛２に軸受を介して回転可能に保持される。また内歯歯
車１４の中心部に出力軸１６が取付けられ、出力軸１６
は、ケーシングｌに保持される軸受１７に回転可能に保
持される。

次に増速機構を有する第２実施例を第２図により説明す
る。

この実施例は、第１実施例と同様に固定子２に生じた進
行波によりロータ２０を回転させるようになっているが
、次の点で構成が異なる。

ロータ２０がリング状に形成され、ロータ２０の内周面
に内歯歯車状の歯溝２０ａが設けられる。また皿バネ６
を介してロータ２０と一体に回転する回転軸２１は、そ
れを保持する保持ｉ１０からロータ２０の部分までの長
さとなるように短かく形成され、回転軸２■のロータ側
部分は出力軸２２の端部の凹部に軸受２３を介して保持
される。出力軸２２はケーシング１の中心孔に軸受２４
を介して保持され、出力軸２２はその段部が軸受２４に
係止されることにより回転軸２１側と反対方向への位置
規制かされる。

また出力軸２２におけるロータ２０に相当する位置部分
の外周に歯車状の歯溝２５が設けられる。そしてこの歯
溝２５とロータ２０の歯溝２０ａとの間に小径歯車２６
を適数個かみ合せ、ロータの回転を小径歯車２６と歯溝
２５とを介して出力軸２２に伝達するようになっている
。なお、小径歯車２６の支軸は固定子１に保持した支持
板に保持される。

「発明の効果」 本発明の超音波モータは、ロータと出力軸との間に遊星
歯車機構を設けて、ロータの回転を内歯歯車に伝達させ
ているので、ロータの回転を出力軸に減速あるいは増速
して伝達させることができる。また超音波モータは減速
機構あるいは増速機構が一体に組込まれることになり、
低速あるいは高速動力源を、各種の装置に設ける場合に
大きなスペースを要しないので、装置の小型化が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波モータの断面図、第２図は第２
実施例の超音波モータの断面図、第３図は従来の超音波
モータの断面図である。 ２；固定子　　　　　５：ロータ ５ａ：歯溝　　　　　１４：内歯歯車 １５、小径歯車　　　１６：出力軸 ２０：ロータ　　　　２２：出力軸 ２６：小径歯車 第１図 ２固定子 第２図 出願人　　株式会社　フ　コ　り 代理人　　弁理士　　牧　克　次

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定子の一方の面に圧電素子を設け、固定子の他
   方の面にロータをバネ材により圧接し、固定子に生じる
   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
   タにおいて、ロータと出力軸間を遊星ギヤ構造で歯車結
   合して、ロータ回転を増減速して出力軸に伝達させるこ
   とを特徴とする超音波モータ。
2. （２）固定子の一方の面に圧電素子を設け、固定子の他
   方の面に円盤状ロータをバネ材により圧接し、固定子に
   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
   波モータにおいて、ロータの外周部に歯車状に歯溝を設
   け、ロータの歯溝部分の外周に間隔をあけて内歯歯車を
   設け、ロータの歯溝と内歯歯車との間に小径歯車を介在
   させて、ロータの回転を小径歯車を介して内歯歯車に減
   速伝達させることを特徴とする超音波モータ。
3. （３）固定子の一方の面に圧電素子を設け、固定子の他
   方の面にロータをバネ材により圧接し、固定子に生じる
   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
   タにおいて、ロータをリング状に形成してその内周に内
   歯歯車状に歯溝を設け、ロータの中心部に出力軸を保持
   し、出力軸外周に歯溝を設けて出力軸とロータの両歯溝
   間に小径歯車を介在させ、ロータの回転を小径歯車を介
   して出力軸に増速伝達させることを特徴とする超音波モ
   ータ。