JPH05137354A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 超音波モータの品質を高める。 【構成】 ロータを主ロータ３２と少なくとも１つ以上
の副ロータ３８から構成し、主ロータ３２はステータと
摺動させ、副ロータ３８はばね部材３６を介して主ロー
タ３２と連設させる。 【効果】 不要な振動をばね部材が吸収するので、副ロ
ータに生じる回転運動は極めて滑らかで静粛性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気ひずみ振動子を用い
て回転駆動力を発生する超音波モータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】超音波モータは電気−機械変換効率が大
変高く、定電圧で、しかも低速であっても大きな駆動ト
ルクを発生させることのできるものである。中でも、低
速であっても安定して回転トルクを発生し、しかも制御
が容易な複合振動子形超音波モータは様々な分野での使
用が期待されている。

【０００３】従来、この種の超音波モータの一構造例と
して、図３に示す構造の超音波モータが知られている。
図３に示す超音波モータＡは、ステータボトム１０と環
状のねじり振動子１２、１３と中空のホルダー１４と環
状の縦振動子１６と中空のステータヘッド１８と摩擦材
２０とロータ２２を備え、これらを中心軸２４により一
体化して構成されている。なお、前記構成において、ス
テータボトム１０とねじり振動子１２、１３とホルダー
１４と縦振動子１６とステータヘッド１８によりステー
タ２６が構成されるようになっている。また、中心軸２
４には、ばね部材２８が装着されてロータ２２をステー
タヘッド１８に摩擦材２０を介して押圧するとともに、
ロータ２２における中心軸２４の貫通部分には、ベアリ
ング３０が組み込まれている。

【０００４】前記構成の超音波モータＡにおいては、ね
じり振動子１２、１３がロータ２２の回転駆動力を発生
させ、縦振動子１６はステータ２６とロータ２２との接
触制御を行なうようになっている。即ち、ばね部材２８
のばね力によってステータヘッド１８とロータ２２が押
圧触されている状態でねじり振動子１２、１３に電圧を
印加すると、ねじり振動子１２、１３のねじり力によっ
て両者がその周方向に位置ずれを起こしてロータ２２は
微小角度回転する。回転後に縦振動子１６でロータ２２
のステータヘッド１８に対する押圧力を少なくすると、
ねじり振動子１２、１３の間のねじり量は相殺されて消
失する。ここで再びねじり振動子１２、１３に電圧を印
加するとロータ２２は再び微小角度回転することにな
る。こうしたねじり振動子１２，１３の振動と縦振動子
１６の振動の組合せからなる楕円運動を繰り返し行なう
ことで、ロータ２２を一定の方向に回転させることがで
き、この構造の超音波モータは、低速で高トルクが容易
に得られ、運転音が静かな特徴を有している。

【０００５】そして、ロータ２２にスポーク等を付設
し、そのスポークに回転運動を要する対象体を装着する
ことで、有効に超音波モータＡの回転力を取り出して使
用することができる。例えば、ロータ２２にスポーク等
を介してブラインドを装着すれば、ブラインドの巻上げ
をすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロータ２２
は楕円運動によって回転するわけだが、その楕円運動に
伴う振動は回転力を要する対象体にも伝達されてしま
う。従って、対象体に不要な振動が生じ、この振動は滑
らかな回転作用を低減させ、品質を悪化させてしまうも
のであった。さらに、対象体に振動が伝わるということ
は、即ち、対象体がその振動に影響を及ぼすということ
であって、しいては超音波モータの振動特性に干渉して
しまう。この振動特性への干渉は、超音波モータの円滑
な駆動力の発生を悪化させてしまうものであった。

【０００７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、ステータと直接摺動する主ロータの他に、主
ロータとばね部材を介して主ロータと連設されている副
ロータを設けたもので、ばね部材が不要な振動を吸収
し、副ロータには有効な回転運動のみが生じ、品質の向
上した超音波モータを提供できるものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、円柱状のステータと、中心軸でステータと連設され
ているロータを具備し、回転駆動力を発生する超音波モ
ータにおいて、ロータが主ロータと少なくとも１つ以上
の副ロータからなり、主ロータはステータと摺動し、副
ロータはばね部材を介して主ロータと連設されているこ
とを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の超音波モータでは、直接ステータと摺
動する主ロータの他に、ばね部材を介してステータから
回転力を得る副ロータを設けたものであり、ばね部材が
介在されていることで、超音波モータが発生する楕円運
動のうち、回転力だけを副ロータは利用して回転するこ
ととなる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１を参照して説明す
る。図１に示す超音波モータは、ステータボトム１０と
環状のねじり振動子１１と中空のホルダー１４と環状の
縦振動子１６と中空のステータヘッド１８と摩擦材２０
と主ロータ３２を備え、これらを中心軸４０により一体
化して構成されている。なお、前記構成において、ステ
ータボトム１０とねじり振動子１１とホルダー１４と縦
振動子１６とステータヘッド１８によりステータ３４が
構成されるようになっている。

【００１１】さらに、中心軸４０には、ばね部材３６が
装着されてロータ３２をステータヘッド１８に摩擦材２
０を介して押圧するとともに、ばね部材３６には上部座
金４２を介して副ロータ３８が設けられている。副ロー
タ３８と中心軸４０の間にはスラストベアリングが組み
込まれているので、副ロータ３８は上下方向には動かな
いが、中心軸４０を軸に回転自在に設けられている。

【００１２】前記構成の超音波モータにおいては、ねじ
り振動子１１が主ロータ３２の回転駆動力を発生させ、
縦振動子１６はステータ３４と主ロータ３２との接触制
御を行なうようになっている。即ち、ばね部材３６のば
ね力によってステータヘッド１８と主ロータ３２が押圧
触されている状態でねじり振動子１１に電圧を印加する
と、ねじり振動子１１のねじり力によって両者がその周
方向に位置ずれを起こして主ロータ３２は微小角度回転
する。回転後に縦振動子１６で主ロータ３２のステータ
ヘッド１８に対する押圧力を少なくすると、ねじり振動
子１１のねじり量は相殺されて消失する。ここで再びね
じり振動子１１に電圧を印加すると主ロータ３２は再び
微小角度回転することになる。こうしたねじり振動子１
１の振動と縦振動子１６の振動の組合せからなる楕円運
動を繰り返し行なうことで、主ロータ３２を一定の方向
に回転させることができる。

【００１３】さらに、主ロータ３２にはばね部材３６が
装着され、このばね部材３６に上部座金４２を介して副
ロータ３８が固着されている。これらばね部材３６と上
部座金４２と副ロータ３８は連着されているので、副ロ
ータ３８は主ロータ３２と連動する。即ち、超音波モー
タを駆動させることで、副ロータ３８に回転運動が生じ
る。従って、主ロータ３２は勿論、副ロータ３８に図２
に示すようなスポーク４４を付設し、そのスポーク４４
に回転運動を要する対象体を装着することで、主ロータ
３２もしくは副ロータ３８から有効に超音波モータの回
転力を取り出して使用することができる。

【００１４】特に、副ロータ３８と主ロータ３２の間に
はばね部材３６が介在されているので、主ロータ３２に
生じている縦振動をばね部材３６が吸収し、副ロータ３
８には不要な振動が伝達されない。即ち、副ロータ３８
には回転運動のみが生じるので、主ロータ３２よりも、
副ロータ３８の回転運動の方がより滑らかで、静粛性が
高い。従って、副ロータ３８から回転運動を受けた対象
体には不要な振動が生じず、その回転は滑らかで品質が
向上されているものである。

【００１５】さらに、もしもなんらかの要因で対象体自
体に振動が生じても、ばね部材３６が緩衝作用をもつも
のなので、その振動が超音波モータのステータ３４にま
で伝達されることがなく、超音波モータ本体に支障をき
たすことがなく、超音波モータは安定して回転運動を維
持できる。

【００１６】また、副ロータ３８や主ロータ３２に付設
するスポーク４４はロータを中心とする放射線状のもの
の他、円環状のもの等を必要に応じて適用できる。そし
て、例えば、副ロータ３８にそのスポーク等を介してブ
ラインドを装着すれば、ブラインドの巻上げをすること
ができる。

【００１７】尚、本実施例では、ばね部材３６と副ロー
タ３８の間に上部座金４２を介在しているが、副ロータ
３８自体に座金の作用をもたすことで、副ロータ３８と
別体の部材を設ける必要がなくなる。換言すれば、上部
座金にスポーク等を付設すれば、上部座金自体を副ロー
タとして作用させることができる。

【００１８】さらに、本実施例では副ロータは１つしか
設けていないが、副ロータを複数個設け、それらを連設
し、それら複数の副ロータの各々から回転力を取り出す
ことも可能である。

【００１９】上記本実施例の超音波モータは、低速であ
っても高トルクが容易に得られ、制御も容易で運転音が
静かな他に、安定して極めて滑らかな回転駆動力を供給
でき、高品質なものである。

【００２０】

【発明の効果】本発明の超音波モータにおいては、主ロ
ータの他に主ロータとばね部材を介して副ロータを設
け、この副ロータを回転させるもので、回転運動以外の
不要な振動がばね部材に吸収されるので、副ロータの回
転運動は振動を伴わず、極めて滑らかなものである。即
ち、副ロータから回転駆動力を得ることによって、運転
音が静かで、安定して極めて滑らかな回転駆動力を得る
ことができ、静粛性が高く、高品質なものである。ま
た、外部からロータを介して超音波モータに伝わる振動
もばね部材で吸収できるので、耐久性能も向上されてい
るものである。無論、超音波モータ本来の、低電圧で、
しかも低速であっても高トルクが容易に得ることがで
き、さらに制御も容易であるという特性も兼ね備えてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の超音波モータの側面図である。

【図２】スポークの設けられたロータの斜視図である。

【図３】従来例の超音波モータの側断面図である。

【符号の説明】

２２ ロータ ２４ 中心軸 ２６ ステータ ２８ ばね部材 ３２ 主ロータ ３４ ステータ ３６ ばね部材 ３８ 副ロータ ４０ 中心軸 Ａ 超音波モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状のステータと、中心軸でステータ
   と連設されているロータを具備し、回転駆動力を発生す
   る超音波モータにおいて、 ロータが主ロータと少なくとも１つ以上の副ロータから
   なり、主ロータはステータと摺動し、副ロータはばね部
   材を介して主ロータと連設されていることを特徴とする
   超音波モータ。