JPH03284176A - 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、圧電体を接着した固定子に進行波を発生させ
、その進行波により固定子に圧接した回転子を回転させ
るようにした超音波モータに関し、特に固定子と回転子
とを含むモータ部を複数組合せて高トルク回転を効率よ
（得られるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、超音波モータの構造としては、文献「超音波モー
タ／アクチュエータ」（トリケップス）の６８頁に示さ
れるように、圧電体により固定子に進行波を発生させ、
その進行波により固定子に圧接した回転子を回転させる
ようにしている。

超音波モータは一般に高トルク・低回転が特徴であるが
、更に高トルクを得る為には、回転子の大径化あるいは
モータ構造を多段化する必要がある。多段化したものと
しては実開昭６２−１８２６４号公報に示されるものが
あり、それはハウジング内に複数組の固定子と回転子を
配置し、ハウジング内の各位置の壁部にそれぞれコイル
状のバネ材の一端を保持し、そのバネ材により各回転子
を押して固定子に圧接させている。なお、回転子を固定
子に圧接させるのは、固定子の進行波を回転子に有効に
作用させるためであり、その圧接力の大きさはモータ効
率に微妙に影響することが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の多段式の超音波モータでは、各段部での回転
子を固定子に圧接させるバネ材は、ハウジングのそれぞ
れの位置の壁部に保持させているので、回転子と固定子
との圧接力が各段で不均一になり易い。超音波モータで
は、回転数及び発生トルクはこの押え圧によるところが
大きい為、各段のモータ部の回転数及び発生力に差が生
じ、これが損失となって全体のモータ効率が悪くなると
いう問題があった。

本発明は多段化した超音波モータにおいて、各段部での
回転子と固定子との圧接力が均一になるようにして、大
トルク回転を効率よく得られるようにすることを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成した超音波モータであり、２組
のモータ部を取付板の両面に設けた構成のものをユニッ
ト化し、両モータ部が均一の圧接力で回転子を固定子に
圧接させるようにしたものである。

そのため、圧電体を接着した固定子と回転子からなるモ
ータ部を取付板の両面に対称に配置し、各固定子と回転
子及び取付板の中央孔内に基部が筒状のバネ材を貫通さ
せ、そのバネ材により各回転子を固定子に圧接させる。

そしてバネ材の筒状基部内に、それと一体に回転すると
ともにバネ材を保持するカラーを嵌合してユニットモー
タを構成し、１つ又は複数組のユニットモータの各カラ
部分を１つの出力軸に嵌合させた。

［作用］ 上記の超音波モータでは、取付板の両面に設けた２つの
モータ部は、それらの中央を貫通するバネ材により各回
転子が固定子に圧接される。バネ材はカラーに保持され
るので、モータ構成をハウジング内に組付ける工程でバ
ネ材のバネ力が変化するようなことはな（、回転子と固
定子との圧接力を所定の均一状態に保つことができる。

また出力軸に複数組のユニットモータを嵌合させる場合
でも、同様に、各回転子と固定子との圧接力を所定の均
一状態に保つことができる。

このため各モータ部の固定子に接着した圧電体に、それ
ぞれ一定の高周波電圧を印加して振動させ、固定子に進
行波を発生させれば回転子は回転する。この場合、各回
転子と固定子との圧接力は均一であるので、各回転子の
回転数や発生トルクも均一となり、１つのモータ部分の
整数倍の大きな回転トルクを効率よく得ることができる
。

［実施例］ 本発明の超音波モータの一実施例を図面により説明する
。

円筒状のハウジングｌ内に、その中心軸線に垂直方向の
取付板２が一定間隔で複数枚（本実施例では６枚）取付
けられる。各取付板２にそれぞれユニットモータ３が取
り付けられ、全てのユニットモータ３により、それらの
中央部を貫通する出力軸４を回転させるようになってい
る。なお出力軸４の両端部は、ハウジングｌの両端に設
けたベアリング５により回転可能に保持される。

ユニットモータ３は次の構成となっている。取。

付板２の両面にそれぞれ円盤状の固定子６が配置され、
その中央肉厚部が取付板２に固定される。

各固定子６の取付板側の外周部に圧電体７が接着され、
その圧電体７は公知のように２組に区分されてそれぞれ
に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６に進行波を発生させられるようになっている。

なお、各固定子６の圧電体７には同一の高周波電圧を印
加させ、均一な出力が得られるようする。各固定子６の
外面側に円盤状の回転子８が重ねられ、それは固定子６
の進行波により回転できるようになっている。

各固定子６と回転子８及び取付板２には、中央部に中央
孔が設けられ、それら中央孔内に基部が筒状のバネ材９
が貫通され、バネ材の両端の張り出し部が防振ゴムＩＯ
を介して回転子８を押し、回転子８を固定子６に圧接さ
せるようになっている。バネ材９は、例えばその筒状基
部が取付板２と平行な面で切断した２分割に形成される
。バネ材９の筒状基部内には、筒状のカラー１１が嵌合
されその両端鍔部がバネ材９を保持するようになってお
り、カラー１１がバネ材の両端部を保持することにより
、バネ材９が一定の力で回転子８を押すことができる。

またカラー１１の鍔部とバネ材９とが当接する部分には
、互いに係合し合う凹凸部が設けられ、両者が一体に回
転するようになっている。そして回転子８が回転したと
きに、防振ゴムＩＯを介してバネ材９が一体に回転し、
さらにカラ１１も回転する。このように取付板２の両面
にそれぞれモータ部が設けられて、ユニットモータ３が
構成される。

各カラー１１内に前記出力軸４が貫通され、各カラー１
１により出力軸４を回転するようになっている。なお、
カラー１１と出力軸４とが一体に回転するために、例え
ば出力軸４を断面Ｄカット形にし、カラー１１内の断面
形を０字形に形成した。しかし、出力軸４を両面カット
形にしたり、出力軸４とカラー１１とをキーとキー溝と
により回り止めさせてもよい。

上記実施例の超音波モータは、複数のユニットモータを
使用したものであったが、１つのユニットモータを使用
する構成にしてもよい。

［発明の効果１ 本発明は、圧電体により固定子に進行波を生じさせて回
転子を回転させるモータ部を取付板の両面に配置し、１
組のバネ材で均一の力で両回転子を固定子に圧接させる
ユニットモータを使用している。そのため、■又は複数
のユニットモータを組合せて１つの出力軸を回転させる
場合に、各モタ部の回転数及び発生トルクが同じとなり
、効率よく大きな回転トルクを得ることができる。

さらに、２つのモータ部をユニット化しているので、複
数のユニットモータを１つの出力軸に取付けるだけで、
所望の高トルクを簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の超音波モータの断面図である。 取付板 出力軸 圧電体 バネ材 ユニットモ 固定子 回転子 カラ タ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電体を接着して進行波を発生できるようにした
   ２つの固定子を取付板の両面にそれぞれ対称に取付け、
   各固定子の外面側にそれぞれ回転子を重ね、各固定子と
   回転子と取付板との各中央孔内に基部が筒状のバネ材を
   貫通させて、バネ材の両端部により各回転子を隣の固定
   子に圧接させ、バネ材の筒状基部内にバネ材を保持する
   とともに一体に回転するカラーを嵌合させてユニットモ
   ータを構成し、カラー内にカラーと一体に回転する出力
   軸を挿入したことを特徴とする超音波モータ。
2. （２）請求項１に記載の超音波モータにおいて、出力軸
   を長く形成して、その出力軸に複数組のユニットモータ
   の各カラー部分を一体に回転するように嵌合させたこと
   を特徴とする超音波モータ。