JPH0461594B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電磁クラチツを内蔵する超音波モータ
に関する。

＜従来の技術＞ 例えば特開昭61−277380号公報に開示されてい
るような、弾性体に圧電セラミツクスを貼付した
ステータに、時間と共に移動する進行波を発生さ
せ、これと対面接触したロータを回転させる進行
波方式等、種々の型式の超音波モータが提案され
ている。このような超音波モータは、低速で高ト
ルクが得られ、回転体の慣性質量が小さいため応
答性が良く、しかも静止時の保持トルクが大きい
ことから、外力に対する逆転止めが減速ギヤなし
で可能であり、構造が簡単であるため軽量小型化
が計れる等、種々の特徴を有している。

しかしながら、用途によつては、静止時の保持
トルクが大きい点が欠点となる場合もある。例え
ば、特願昭61−291941号公報等に開示されている
定速走行装置用のアクチユエータとしてこのよう
な超音波モータを適用しようとした場合を想定す
ると、定速走行状態を解除せんとする場合には、
スロツトルを迅速に閉じる必要があり、超音波モ
ータの静止時の保持トルクがむしろ抵抗として作
用すると、解除時のスロツトル動作を阻害する不
都合が生ずるからである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ そのため、別途断続装置を付設することを要
し、従つて、超音波モータの小型、軽量であるこ
とが十分に活用されないと云う問題が発生する。

このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の
主な目的は、停止時にあつては、出力端をフリー
な状態とするべく電磁クラツチを備える改良され
た超音波モータを提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ このような目的は、本発明によれば、進行弾性
波を発生させる電気−機械変換振動子を有する弾
性体からなるステータと、該ステータに対して回
転自在に支持され、かつ前記ステータと面接触し
得るロータと、前記ステータと前記ロータとの間
に設けられて前記ロータに前記ステータに向かう
吸引力を作用させる電磁石とを有する電磁クラツ
チ付超音波モータであつて、前記ロータを、前記
ステータから離間する向きに常時付勢するばね手
段を介してその中心軸に対して軸線方向移動可能
に弾発支持してなることを特徴とする電磁クラツ
チ付超音波モータを提供することにより達成され
る。

＜作用＞ このようにすれば、電磁石に通電すると、ロー
タがばね手段の付勢力に抗して電磁石に吸着され
るので、ロータがステータに密接する。この状態
で圧電素子を駆動すればロータが回転し、圧電素
子を駆動しなければ比較的高い保持トルクか得ら
れる。そして電磁石への通電を停止すると、ばね
手段の付勢力によつてステータからロータが離間
するので、ロータ（出力軸）を比較的抵抗なく回
転させることができる。

＜実施例＞ 以下、本発明の好適実施例を添付の図面につい
て詳しく説明する。

第１図は、本発明に基づき構成された超音波モ
ータＭを示している。この超音波モータＭのケー
シング１は、二つの部分１ａ，１ｂからなり、出
力軸２の基端が、一方の部分１ａの軸線方向端壁
に形成された凹部１ｃ内に軸受３ａを介して軸支
され、出力軸２の遊端が、他方の部分１ｂの軸線
方向端壁に開設された孔１ｄから突出し、かつ該
孔１ｄに軸受３ｂを介して軸支されている。この
出力軸２は、遊端側の軸受３ｂを挾んで嵌着され
た一対のスナツプリング２ａにより軸線方向につ
いての位置決めがなされている。そして、出力軸
２のケーシング１内部に位置する中間部には、円
板上をなすロータ４が、軸線方向に変位可能なよ
うに遊嵌されている。

ケーシング１の他方の部分１ｂの底壁内面に
は、その外周部に環状凸部５ａを有するステータ
部材５が、環状をなす２層構造の圧電素子６を介
して載置されている。このステータ部材５は、圧
電素子６を挾んで合成樹脂ねじ７により他方の部
分１ｂに一体的に固着されており、環状凸部５ａ
には、公知のように複数のスリツト５ｂが設けら
れている。また、ステータ部材５の環状凸部５ａ
の遊端面に対向するロータ４の内面には、適宜な
材料からなる摩擦材８が貼着されている。

他方の部分１ｂの底壁内面には、孔１ｄに連続
して出力軸２を外囲する軸線方向内向のボス９が
突設されている。このボス９の遊端には、コイル
１０を内蔵する環状をなすヨーク１１が、出力軸
２を外囲し、かつ出力軸２と非接触なようにして
固着されている。またヨーク１１の（第１図に於
ける上側の）軸線方向開放端は、ロータ４の内面
に対峙している。このヨーク１１とコイル１０と
により電磁石が形成されている。

出力軸２のロータ４よりも上側の部分には、２
面取部分１２が形成されており、同部分には出力
軸２と一体的に回転するように円板１３が嵌装さ
れている。この円板１３は、出力軸２に介装され
たスナツプリング１４により抜け止めされてい
る。

円板１３とロータ４との間には、ダイヤフラム
ばね１５が挾設されている。ダイヤフラムばね１
５は、その外周部をロータ４に、そしてその内周
部を円板１３にそれぞれ固着されており、ロータ
４をステータ部材５から離反する向きに常時付勢
している。また円板１３に孔１６が穿設され、ロ
ータ４に設けらて突起１７がこの孔１６に嵌入し
ており、ロータ４と共に円板１３が回転し得るよ
うにされている。

次に本実施例の作動の要領を説明する コイル１０が非励磁状態にある場合には、ロー
タ４がダイヤフラムばね１５の付勢力によりステ
ータ部材５の環状凸部５ａから離反している。従
つて、出力軸２は、円板１３を介してロータ４に
連結されているのみであるため、外力により自由
に回転させることができる。

次にコイル１０を励磁すると、ロータ４が吸引
され、ダイヤフラムばね１５のばね力に抗して摩
擦材８を介してステータ部材５の環状凸部５ａの
軸線方向端面に圧接される。従つて、この場合に
は出力軸２に外力が加わつた場合でも、所望の保
持トルクを発生することとなる。また、このとき
ヨーク１１の端面とロータ４の内面とは非接触で
あり、この状態で超音波モータの原理に基づき圧
電素子６を駆動すれば、ロータ４を介して出力軸
２が回転駆動されることとなる。

本実施例に於ては、ロータ４を出力軸２に対し
て回転自在に遊嵌し、回転力は円板１３の孔１６
とロータ４の突起１７との係合で伝達するものと
したが、出力軸２とロータ４とをスプライン結合
し、互いに一体回転し、かつ軸線方向に摺動自在
なようにする構造も可能であり、その場合には、
円板１３の孔１６及びロータ４の突起１７を省略
することができる。また本発明の用途も定速走行
制御装置のアクチユエータに限らず、例えばドア
ロツクアクチユエータ等、あるゆる用途に適用可
能である。

＜発明の効果＞ このような本発明によれば、電磁クラツチ付超
音波モータのコンパクトな構成を損なわずに停止
時にロータとステータとを非接触にして出力軸を
フリーな状態にすることができるので、超音波モ
ータの用途を拡大する上に、その効果は極めて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく電磁クラツチ付超音波
モータの好適実施例を示す縦断面図である。 １……ケーシング、１ａ，１ｂ……部分、１ｃ
……凹部、１ｄ……孔、２……出力軸、２ａ……
スナツプリング、３ａ，３ｂ……軸受、４……ロ
ータ、５……ステータ部材、５ａ……環状凸部、
５ｂ……スリツト、６……圧電素子、７……ね
じ、８……摩擦材、９……ボス、１０……コイ
ル、１１…ヨーク、１２……２面取部分、１３…
…円板、１４……スナツプリング、１５……ダイ
ヤフラムばね、１６……孔、１７……突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 進行弾性波を発生させる電気−機械変換振動
   子を有する弾性体からなるステータ５と、該ステ
   ータ５に対して回転自在に支持され、かつ前記ス
   テータ５と面接触し得るロータ４と、前記ステー
   タ５と前記ロータ４との間に設けられて前記ロー
   タ４に前記ステータ５に向かう吸引力を作用させ
   る電磁石１０，１１とを有する電磁クラツチ付超
   音波モータであつて、 前記ロータ４を、前記ステータ５から離間する
   向きに常時付勢するばね手段１５を介してその中
   心軸２に対して軸線方向移動可能に弾発支持して
   なることを特徴とする電磁クラツチ付超音波モー
   タ。