JPH0398477A - 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、ステータに貼り付けた圧電素子の振動によっ
て、ステータの表面に進行波を生じさせ，その進行波に
よりロータを回転駆動させるようにした超音波モータに
関し、特に超音波モータの回転始動を円滑にさせたもの
である。

［従来の技術］ 超音波モータは、ステータに生じる進行波によって、ロ
ータを回転させるちのである。ステータに進行波を発生
させるため、ステータの一方の面に圧電素子が貼り付け
られており、この圧電素子は、隣合うとうしが逆の電極
になるように厚み方向に分極されている。更に、圧電素
子は適当な電極間ギャップをあけて２組に区分されてお
り、これら２組に区分された電極には、９０゜位相差の
ある高周波電圧を印加させる構造になっている。

さらに、第４図に示すように、超音波モータは、十分な
高トルクを出力軸２ｌから得るために、皿バネ２２など
の弾性材でロータ２３をステータ２４に強く圧接させて
、ステータ２２に生じる進行波を有効に受けるようにし
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術で述べた超音波モータでは、出力軸から十分
な高トルクを得るために、常時皿バネなどの弾性材でロ
ータをステータに強く圧接している。このため超音波モ
ータを長時間駆動させないでおくと、ロータがステータ
に張り付いてしまう問題があった。また始動開始する前
からロータがステータに強く圧接されているので、ロー
タとステータとの間に生じる摩擦力による大きな負荷に
よって、ロータが円滑に始動できないという問題があっ
た。

そこで本発明は、これらの問題を解決するために、停止
時には必要とする最低の圧接力がロータとステータとの
間に作用するようにし、さらに始動の際は、徐々に強く
ロータをステータに圧接できるようにさせた超音波モー
タを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の超音波モータは、ステータに生じる進行波を受
けて回転するロータ面上に摩擦材を介して平行に２枚の
円板を設け、両円板間の対向面の一方にストッパを取付
けるとともに、他方の円板面上に前記ストッパに対向さ
せて揺動レバーを揺動可能に取付けてある。そしてロー
タ始動時に、ストツパに押された揺動レバーに円板間を
押し拡げる力が作用して、ロー夕をステータに徐々に強
く圧接させ、超音波モータの始動性を向上させたもので
ある。

さらに、円板間を滑らかに押し拡げるためには揺動レバ
ーに、ロータ側の円板と接する当接部が設けられている
。

また、超音波モータの正逆転両方の始動性をよくするた
めには、揺動レバーは正逆回転用の一対を同軸に保持さ
せたものを設ければ良い。

［作用］ 上記手段の超音波モータの始動は、ステータに生じる進
行波を受けてロータが回転を始めるとともに、ロータ面
上の摩擦材を介して平行に設けられた２枚の円板のロー
タ側の円板が回転を始める。そして、一方の円板に振動
可能に取付けられた揺動レバーと、他方の円板に取付け
られたストッパとが接して回転方向の力が作用する。こ
の回転方向の力は、揺動レバーの形状から２つの円板間
を押し拡げる分力となる。２つの円板間を押し拡げる分
力は、始動の際に徐々に強くなるので、ロタ例の円板を
摩擦材を介し、ロー夕に徐々に強く圧接し、ロータとス
テータとの圧接力もこれに伴って強くなる。

よって、超音波モータの始動開始時は、ロータとステー
タとの圧接力が小さく、ロータは大きな負荷を伴わない
で円滑に回転を始めることができる。そして始動後は、
ロータとステータとの圧接力が大きくなり、所定のトル
クでロータは回転する。

超音波モータが停止すると、円板間に回転力が作用しな
いのでストツパと揺動レバーとの間に働いていた力がな
くなり、揺動レバーは始動前の状態にもどる。よって停
止時は、ロータとステータとの間の圧接力が駆動時より
小さくなり、長時間駆動させないでおいても、ロータが
ステータに張り付かない。

［実施例１ 本発明の実施例を第１図〜第３図により説明する。

円盤状のステータｌは、その一方面の外周部に沿って、
隣り合う領域で逆向きに分極された圧電素子２が貼り付
けられている。圧電素子２は、適当な間隔をあけて２つ
に区分され，それぞれの圧電素子２に電極が取付けられ
ている。２つに区分された圧電素子２の電極には、それ
ぞれ９０゜位相差のある高周波電圧を印加して、圧電素
子２を振動させ、ステータ１の表面に進行波を生じさせ
るようになっている。またステータｌの外周部には、放
射状の多数の切り溝が設けられ、各切り満間の突条３に
よって振幅の大きい進行波が生じるようになっている。

ステータｌとは反対側のロータ４の面上には、摩擦材５
を介して２枚の円板６ａ，　６ｂが間隔をあけて平行に
設けられている。この円板間の対向面の一方の円板面上
、本実施例ではロータ側の円板６ａに扇形金具のストツ
パ７を設け、他方の円板６ｂの面上には揺動レバー８を
取付けた。ストッパ７は揺動レバー８に対向して配置さ
れる。円板６ａが回転すると、ストッパ７と揺動レバー
８とが当接し、揺動レバー８に円板間を押し拡げる力が
働き、ロータ側の円板６ａと摩擦材５とを介してロータ
４をステータｌの放射状突条３に徐々に強く圧接させる
仕組みになっている。

さらに、本実施例では、ロータ４の正逆回転に対応でき
るように、扇形金具の両端に当面７゛を有するストッパ
ー７と、一対のへの字形揺動レバー８を揺動可能に軸止
したものとを、それぞれ円板面上に等間隔に３ヶ取付け
た。

なお、ストッパ７の材質は金属だけに限定するものでは
なく、プラスチック等を使用しても良い。また形状も扇
形に限定するものではなく、揺動レバー８の揺動を止め
れば良いので、例えばＬ字金具を揺動レバー８と当接す
るように円板面上に固定させても良い。

へ字形をした揺動レバー８は、先端の止・め部８ａと、
円板６ａと接する当接部８ｂとを有し、当接部８ｂの形
状に丸みがあるので、２枚の・円板間が滑らかに押し拡
げられる。この揺動レバー８は止め部８ａが外側に向く
ように八字状に一対にして設けられ、これら揺動レバー
８の頭部を揺動可能にビン９で軸止し、レバーケースｌ
Ｏを介して円板面上に取付けられる。なお、本実施例で
は、円板６ｂに差し込み穴を設け、レバーケースｌＯを
差し込めて嵌合させた。

レバーケースｌＯには、ガード板が設けられており、揺
動レバー８の横振れは防止される。円板６ａが回転を始
めると、揺動レバー８の止め部８ａとストッパ７の当面
７゜とが当接し、回転方向の力が作用する。そのため回
転方向の力は、揺動レバー８の形状から２つの円板間を
押し拡げる分力となり、この力の作用が結果としてロー
タ４をステータｌに強く圧接する。

なお、これら扇形金具のストッパ７と揺動レバー８とは
、円板６ａ，　６ｂどうしが対向する面上なら互いに逆
側に取付けても良い。

ステータｌと、ロータ４と、摩擦材５、そして２つの円
板６ａ，　６ｂとの中央部には、貫通孔が設けられてお
り、これらの貫通孔に出力軸１１が通される。さらに、
２枚の円板６ａ，　６ｂの中央部に設けられた貫通孔と
同径で適当な長さの筒状スリーブｌ２を両円板間の内周
面に設けることにより、円板間を所定の間隔に保持する
ようなっている。

皿バネｌ３は、中央部に貫通孔を設け、外周側を開口と
した３つの切欠きを放射状に設けたものである。この皿
バネｌ３の貫通孔に出力軸１１を通し、切欠きを、円板
６ａから突出したレバーケースｌＯの突部に係合させて
取付ける。そして、円板側とは反対の皿バネｌ３の端部
は出力軸１１の鍔部ｌ４に圧接して、ロータ４と２枚の
円板６ａ，　６ｂと出力軸ｌｌとが一体に回転するよう
になっている。

出力軸１１は、ケーシングｌ５に固定された軸受ｌ６，
１７により保持されて、皿バネｌ３とともに軸方向に位
置規制されており、前記揺動レバー８が２つの円板６ａ
，　６ｂの間隔を押し拡げようと作用したとき、ロータ
４をステータｌに強く圧接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、ロータの上面に２枚の円板
が摩擦材を介して設けられ、この２枚の円板間にストッ
パと揺動レバーが設けられているので、ロータを始動さ
せると、ストツパと揺動レバーとが当接し、２枚の円板
も回転する。このとき、揺動レバーには円板間を押し広
げようとする力が作用する。

よって、始動時は、ロータがステータに圧接される力が
弱いため円滑に始動でき、その後、ステータとロー夕と
の圧接力が徐々に大きくなるので所定のトルクを出力す
る。

また停止時は、ロータとステータとの圧接力が弱くなっ
ているので、ロータがステータに張り付くようなことが
なく、次の始動性を悪くさせない。

【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図は超
音波モータの要部断面図、第３図はロ夕とステータとを
分解した状態の斜視図、第４図は従来の超音波モータの
断面図である。 ｌ：ステータ２；圧電素子　　４；ロータ６ａ，６ｂ；
円板　　７；ストツパ　　８；揺動レバー９；ピン　　
ｌＯ；　レバーケース

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータの一方面に圧電素子を設け、他方面にロ
   ータを圧接させ、ステータに生じさせた進行波により、
   ロータを回転させる超音波モータにおいて、ステータと
   は反対側のロータ面上に摩擦材を介して平行に２枚の円
   板を設け、両円板間の対向面の一方にストッパを取付け
   るとともに、他方の円板面上に前記ストッパに対向させ
   て揺動レバーを揺動可能に取付け、ロータ始動時にスト
   ッパに押された揺動レバーに円板間を押し拡げる力が作
   用して、ロータをステータに徐々に強く圧接させること
   を特徴とする超音波モータ。
2. （２）揺動レバーは円板と接する当接部を有する請求項
   １に記載の超音波モータ。
3. （３）揺動レバーは正逆回転用の一対を同軸に保持させ
   た請求項１に記載の超音波モータ。