JPH02276479A - 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１ 本発明は、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、特にステータを改良して大きな振幅の進行
波が得られるようにしたものである。

［従来の技術１ 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の波長の１／２ピツチで配置す
るか、あるいは、そのように圧電体を分極させて設けら
れる。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
させ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。

ロータはステータに生じた進行波の作用を受けて回転す
るので、ステータに生じる進行波の振幅は大きい程、モ
ータ出力は大きくなる。このため従来では第３図に示す
ように、ステータがロータと接する環状面に、多数の放
射状の突条な設けることにより、各突条が横方向の振動
を生じやすくして、進行波の振幅を大きくさせている。

［発明が解決しようとする課題１ 従来、超音波モータのモータ出力を向上するために、ス
テータに放射状の多数の突条を設けているが、ステータ
に生じる進行波の周方向振幅の大きさは各突条の高さに
比例する。また突条の高さ方向に関していえば、振幅が
大きくなる突条の上部はど慣性質量を小さくする必要が
あり、そのためには突条の上部はど断面積を小さくさせ
なければならない。一方、ステータとロータとの接触面
が低減すると、ステータの進行波を十分にロータに作用
させることができない。このため従来では、ステータに
設ける多数の突条の高さをあまり高くすることなく、進
行波の振幅の増大もある程度に制限されていた。

そこで本発明はステータとロータとの接触面積をあまり
低減させることなく、ステータに設ける多数の突条の高
さを高くして、進行波の振幅をより大きくさせ、モータ
の出力効率を向上させ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、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
用高周波電圧を印加して進行波を発生させ、ステークの
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、ステータがロータに進行
波を作用させるステータの環状面に、多数の放射状の突
条を形成し、さらにそれら各突条の上面に突条と同方向
の複数の小突条を突出させたことを特徴とする。

［作用］ 上記手段の超音波モータのステータは多数の放射状の突
条と、その上面から突出させた複数の小突条とが設けら
れているので、ステータから突出する突条と小突条との
合計高さが高くなり、しかも上部の慣性質量が小さくな
っている。よって。

圧電体に高周波電圧を印加してステータに進行波を生じ
させると、その進行波は、各突条から小突条へと高くな
るほど大きな振幅となる。そして、その大きな振幅の進
行波がロータに作用し、大きな出力で回転させることが
できる。

［実施例１ 本発明の実施例を第１．２図により説明する超音波モー
タは、基板ｌ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介してロータ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、両者間に摩擦が
生じるようにすれば１１両者間の摩擦材は不要である。

ステータ２は弾性体により形成され、それは、ロータ３
と接する外周部の環状面に放射状の多数の突条４が設け
られ、ステータ２に生じる進行波の振幅を大きくできる
ようになっている。また各突条４の上面全体に突条４と
同方向の複数の小突条５が設けられ、突条４と小突条５
との合計高さを高（するとともに、上部の慣性質量を小
さ（させている、なお小突条５は例えばエツチングによ
り作成され、突条４の高さを３１１Ｉ■その幅を２．　
１１■とした場合、小突条５の高さを１．５ａ＋ｍ、そ
の幅を０．２Ｗ■、突条４と小突条５との合計高さを４
．５＋＋＋ｓに作成すれば、進行波の振幅増大に望まし
いものとなる。

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６を介、して皿バネ７によりステータ
側に押圧されるようになっている０皿バネ７の中心側基
部は、出力軸８の鍔部８ａに取付けられ、ロータ３が回
転したときに皿バネ７を介して出力軸８も一体に回転す
るようになっている。なお、出力軸８はロータ３とステ
ータ２と基板ｌの各中央孔を貫通し、その出力軸８は基
板１に設けた軸受け９と、ロータ３の上部を覆りケーシ
ングｌＯに設けたスラスト軸受け１１とに保持される。

ステータ２の外周部は基板ｌから離れていて、ステータ
２の基板１側の面に圧電体１２が接着されている。圧電
体１２は環状に配置され、それに印加する駆動用高周波
電圧の波長λの１／２のピッチの複数の圧電素子に分極
され、複数の圧電素子は１／４′Ｌだけ離した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、ステーク２に波長んの進行波を生じさせて、ロータ
３を回転させるようになっている。

［発明の効果］ 本発明の超音波モータでは、ステータに多数の放射状突
条な設けるとともに、それら各突条の上面に小突条を突
出させているので、ステータに設けた多数の突条および
小突条の合計高さが高く、しかも上部が小さな慣性質量
になっているので、ステータに生じる進行波は、振幅が
小突条の先端でより大きくなる。さらに小突条は突条の
上面全体に設けられるので、ステータとロータとの接触
面積はそれほど低減することはない、よってステータに
生じる大きな振幅の進行波を効率よくロータに作用させ
ることができ、超音波モータの出力効率をより向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波モータの半断面図、第２図はス
テータの部分断面図、第３図は従来のステータの斜視図
である。 ２：ステータ　　　　３：ロータ　　　４：突条５：小
突条 ８：出力軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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電圧を印加して
   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、ステータがロータに進行波を作用させるステータ
   の環状面に、多数の放射状の突条を形成し、さらにそれ
   ら各突条の上面に突条と同方向の複数の小突条を突出さ
   せたことを特徴とする超音波モータ。