JPH0461595B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電磁クラツチ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
合が生じるからである。

＜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、該ロータの中心軸に対して軸線方
向移動可能に支持されたアーマチユア及び該アー
マチユアに対して磁気吸引力を及ぼす電磁石から
なる電磁クラツチ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
ら離間する向きに弾発付勢する第１のばね手段
と、前記ロータと前記アーマチユアとの間に両者
に対して係合状態を設けられて前記アーマチユア
を前記磁石から離間する向きに付勢する第２のば
ね手段とを有し、前記アーマチユアが、前記第２
のばね手段を介し、かつ前記第１のばね手段の付
勢力に抗して前記ロータを前記ステータに向けて
押圧付勢する方向に前記磁石に吸引されるように
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、静止時は第１及び第２のば
ね手段の釣合によつてロータが浮動的状態となる
ので自由にロータ（出力軸）を回転させることが
できる。そして電磁石に通電すると、アーマチユ
アが第２のばね手段を撓ませて電磁石に吸着され
ると同時に、第１のばね手段も撓せるのでロータ
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が得られる。

＜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図は本発明に基づく超音波モータＭを示し
ている。この超音波モータＭのケーシング１は、
３つの部分１ａ，１ｂ，１ｃを重合してなるもの
であり、一方端の部分１ａと中央の部分１ｂ内に
駆動装置部分Ｄが受容され、中央の部分１ｂと他
方端の部分１ｃ内に電磁クラツチ部分Ｃが受容さ
れている。

出力軸２は、一方端の部分１ａ及び中央の部分
１ｂの中央部に設けられた軸受部材３ａ，３ｂを
介して回転自在に軸支されている。出力軸２の基
端は、電磁クラツチ部分Ｃ内に位置し、出力軸２
の遊端は、一方端の部分１ａの軸線方向端壁より
外部に突出しており、この出力軸２のケーシング
１から突出した軸端には、スナツプリング２ａに
て抜け止めされた上で第１の皿ばね２ｂが介装さ
れている。これにより出力軸２は、第１図の上方
に向けて常時弾発付勢されている。また、出力軸
２の駆動装置部分Ｄ内に位置する部分には、円板
上をなすロータ４が固着されている。

ロータ４に対向する中央部の１ｂの内面には、
ステータ部材５が、２層構造をなす圧電素子６を
介して合成樹脂製ねじ７により固定されている。
このステータ部材５の外周部には、環状凸部５ａ
が突設されており、環状凸部５ａには、公知のよ
うにスリツト５ｂが設けられている。そして環状
凸部５ａの軸線方向遊端面が、ロータ４に貼設さ
れた摩擦材８に当接し得るようにされている。

電磁クラツチ部分Ｃ内に於ける他方端の部分１
ｃの底壁内面には、コイル９を内蔵する環状のヨ
ーク１０が固着されている。また、出力軸２に於
けるヨーク１０と中央の部分１ｂとの間の部分に
は、環状をなすアーマチユア１１が緩挿されてい
る。アーマチユア１１は、出力軸２の基端に装着
されたスナツプリング１２及びワツシヤ１３を介
して抜け止めされた上で出力軸２に緩挿された第
２の皿ばね１４により、ヨーク１０から離反する
向きに常時付勢されている。

次に本実施例の作動の要領を説明する。

コイル９が非励磁状態にあつては、アーマチユ
ア１１がギヤツプｇをもつてヨーク１０の端面か
ら離反しているため、皿ばね１４が概ね自然状態
にある。また、前記したように出力軸２は、第１
の皿ばね２ｂにより第２の皿ばね１４の付勢力に
相反する方向に付勢されており、出力軸２或いは
ロータ４は、両皿ばね２ａ，１４の釣り合にによ
り浮動的な状態にある。従つて、出力軸２或いは
ロータ４に対して実質的に何等の付勢力も作用せ
ず、出力軸２を外力により自由に回転させること
ができる。

次にコイル９を励磁すると、アーマチユア１１
とヨーク１０との間に磁気吸引力により第２の皿
ばね１４が撓み、出力軸２が第１の皿ばね２ｂの
付勢力に抗して第１図に於ける下向きの付勢力を
受ける。その結果、ロータ４が摩擦材８を介して
環状凸部５ａの軸線方向端面に圧接されるため、
圧電素子６を駆動すれば超音波モータの原理に基
づき出力軸２が回転駆動され、圧電素子６を駆動
しなければ、出力軸２が第２の皿ばね１４による
下向きの付勢力を受けることから、摩擦材８と環
状凸部５ａとの摩擦力により、出力軸２の外力に
よる回転を阻止する保持トルクが得られる。

上記実施例に於ては、ステータ部材５を挾んで
ロータ４とは相反する側に電磁クラツチ部分Ｃを
設けるものとしたが、上記実施例と同様の原理に
基づき、ロータ４を挾んでステータ部材５とは相
反する側に電磁クラツチ部分Ｃを設けることも可
能である。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、あらゆる用途に適用可能であ
る。

＜発明の効果＞ このように本発明によれば、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〜１ｃ……部分、２…
…出力軸、２ａ……スナツプリング、２ｂ……第
１の皿ばね、３ａ，３ｂ……軸受、４……ロー
タ、５……ステータ部材、５ａ……環状凸部、５
ｂ……スリツト、６……圧電素子、７……ねじ、
８……摩擦材、９……コイル、１０……ヨーク、
１１……アーマチユア、１２……スナツプリン
グ、１３……ワツシヤ、１４……第２の皿ばね。

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、該ロータ４
   の中心軸２に対して軸線方向移動可能に支持され
   たアーマチユア１１及び該アーマチユア１１に対
   して磁気吸引力を及ぼす電磁石９，１０からなる
   電磁クラツチ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
   きに弾発付勢する第１のばね手段２ｂと、 前記ロータ４と前記アーマチユア１１との間に
   両者に対して係合状態に設けられて前記アーマチ
   ユア１１を前記電磁石９，１０から離間する向き
   に付勢する第２のばね手段１４とを有し、 前記アーマチユア１１が、前記第２のばね手段
   １４を介し、かつ前記第１のばね手段２ｂの付勢
   力に抗して前記ロータ４を前記ステータ５に向け
   て押圧付勢する方向に前記電磁石９，１０に吸引
   されるように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。