JPH05146172A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH05146172A JPH05146172A JP3283238A JP28323891A JPH05146172A JP H05146172 A JPH05146172 A JP H05146172A JP 3283238 A JP3283238 A JP 3283238A JP 28323891 A JP28323891 A JP 28323891A JP H05146172 A JPH05146172 A JP H05146172A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- ultrasonic motor
- oscillator
- flange
- Prior art date
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 軸出力の取り出し方を改善し、汎用性を高め
た超音波モータ。 【構成】 縦振動４８子とねじり振動子４４を有した円
柱状のステータ５２と、ステータの前部に加圧接触され
たロータ５４を具備した超音波モータ４０において、ス
テータ５２にその軸方向に貫通する中空部６６が形成さ
れている。さらに中空部内には先端がロータ５４と連結
され後端がステータの後部に抜出したセンタ軸７０が設
けられている。 【効果】 一般のモータと同様な使用方法を適用でき、
使用用途が拡大し汎用性が向上する。
た超音波モータ。 【構成】 縦振動４８子とねじり振動子４４を有した円
柱状のステータ５２と、ステータの前部に加圧接触され
たロータ５４を具備した超音波モータ４０において、ス
テータ５２にその軸方向に貫通する中空部６６が形成さ
れている。さらに中空部内には先端がロータ５４と連結
され後端がステータの後部に抜出したセンタ軸７０が設
けられている。 【効果】 一般のモータと同様な使用方法を適用でき、
使用用途が拡大し汎用性が向上する。
Description
【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。
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。
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２に示す構造の超音波モータが知られている。
図２に示す超音波モータ１０は、ボトムナット１２と環
状のねじり振動子１４と中空のホルダー１６と環状の縦
振動子１８と中空のステータヘッド２０がセンタボルト
２８で回転自在に連結されてなるステータ２２とロータ
２４からなる。ロータ２４を回転自在に支持するセンタ
ボルト３０とセンタボルト２８が連結することでステー
タ２２とロータ２４は摺動状態で連設している。ステー
タ２２とロータ２４の間には摩擦材２６が介在してい
る。また、センタボルト３０には、ばね部材３２が装着
されてロータ２４をステータヘッド２０に摩擦材２６を
介して押圧するとともに、ロータ２４におけるセンタボ
ルト３０の貫通部分には、ベアリング３４が組み込まれ
ている。さらに、縦振動モードとねじり振動モードの節
となる位置にフランジ３８が設けられており、超音波モ
ータ１０を設置する際には、このフランジ３８を固定す
ることで行なう。
して、図２に示す構造の超音波モータが知られている。
図２に示す超音波モータ１０は、ボトムナット１２と環
状のねじり振動子１４と中空のホルダー１６と環状の縦
振動子１８と中空のステータヘッド２０がセンタボルト
２８で回転自在に連結されてなるステータ２２とロータ
２４からなる。ロータ２４を回転自在に支持するセンタ
ボルト３０とセンタボルト２８が連結することでステー
タ２２とロータ２４は摺動状態で連設している。ステー
タ２２とロータ２４の間には摩擦材２６が介在してい
る。また、センタボルト３０には、ばね部材３２が装着
されてロータ２４をステータヘッド２０に摩擦材２６を
介して押圧するとともに、ロータ２４におけるセンタボ
ルト３０の貫通部分には、ベアリング３４が組み込まれ
ている。さらに、縦振動モードとねじり振動モードの節
となる位置にフランジ３８が設けられており、超音波モ
ータ１０を設置する際には、このフランジ３８を固定す
ることで行なう。
【０００４】前記構成の超音波モータ１０においては、
ねじり振動子１４がロータ２４の回転駆動力を発生さ
せ、縦振動子１８はステータ２２とロータ２４との接触
制御を行なうようになっている。即ち、ばね部材３２の
ばね力によってステータヘッド２０とロータ２４が押圧
触されている状態でねじり振動子１４に電圧を印加する
と、ねじり振動子１４のねじり力によってロータ２４は
微小角度回転する。回転後に縦振動子１８でロータ２４
のステータヘッド２０に対する押圧力を少なくすると、
ねじり振動子１４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１４に電圧を印加するとロータ２
４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１４の振動と縦振動子１８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２４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、低速でも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。
ねじり振動子１４がロータ２４の回転駆動力を発生さ
せ、縦振動子１８はステータ２２とロータ２４との接触
制御を行なうようになっている。即ち、ばね部材３２の
ばね力によってステータヘッド２０とロータ２４が押圧
触されている状態でねじり振動子１４に電圧を印加する
と、ねじり振動子１４のねじり力によってロータ２４は
微小角度回転する。回転後に縦振動子１８でロータ２４
のステータヘッド２０に対する押圧力を少なくすると、
ねじり振動子１４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１４に電圧を印加するとロータ２
４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１４の振動と縦振動子１８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２４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、低速でも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２４に穿孔されたカップリ
ング穴３６，３６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１０の回転力を取り出して使用することがで
きる。
ング穴３６，３６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１０の回転力を取り出して使用することがで
きる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の超音波モー
タ１０であっては、軸出力の取り出しを太径なロータ２
４からでしか行なえず、しかもロータ２４は超音波モー
タ１０の構成上、その中心部に配置され、軸出力の取り
だし位置としては汎用性を低下せしめてしまうものであ
った。さらに、超音波モータ１０の支持固定はフランジ
３８を把持するものであって、固定方法に制約が生じて
しまっている。また、超音波モータ１０をフランジ３８
で固定するのでなく、ステータ後部にイナーシャ部を設
け、そのイナーシャ部でもって支持固定する方法が考え
られるが、この方法であっても固定方法に制約が多く、
汎用性を損なってしまうものであった。
タ１０であっては、軸出力の取り出しを太径なロータ２
４からでしか行なえず、しかもロータ２４は超音波モー
タ１０の構成上、その中心部に配置され、軸出力の取り
だし位置としては汎用性を低下せしめてしまうものであ
った。さらに、超音波モータ１０の支持固定はフランジ
３８を把持するものであって、固定方法に制約が生じて
しまっている。また、超音波モータ１０をフランジ３８
で固定するのでなく、ステータ後部にイナーシャ部を設
け、そのイナーシャ部でもって支持固定する方法が考え
られるが、この方法であっても固定方法に制約が多く、
汎用性を損なっ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、超音波モータの軸出力の取り出し方と、固定
方法を改善し、汎用性を高めるものである。
たもので、超音波モータの軸出力の取り出し方と、固定
方法を改善し、汎用性を高めるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の超音波モ
ータは、縦振動子とねじり振動子を有した円柱状のステ
ータと、該ステータの前部に加圧接触されたロータを具
備した超音波モータにおいて、前記ステータにその軸方
向に貫通する中空部が形成され、該中空部内に先端が前
記ロータと連結され後端がステータの後部に抜出したセ
ンタ軸が設けられていることを特徴とするものである。
ータは、縦振動子とねじり振動子を有した円柱状のステ
ータと、該ステータの前部に加圧接触されたロータを具
備した超音波モータにおいて、前記ステータにその軸方
向に貫通する中空部が形成され、該中空部内に先端が前
記ロータと連結され後端がステータの後部に抜出したセ
ンタ軸が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】請求項２記載の超音波モータは、請求項１
記載の超音波モータであって、振動モードの節部にフラ
ンジが形成され、該フランジにステータの前部とロータ
を内包するカバーが固設されていることを特徴とするも
のである。
記載の超音波モータであって、振動モードの節部にフラ
ンジが形成され、該フランジにステータの前部とロータ
を内包するカバーが固設されていることを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】本発明の超音波モータでは、ロータの回転駆動
力をステータ内を貫通しているセンタ軸から取り出すこ
とができ、しかもフランジに固設されているカバーで超
音波モータ自体を支持できるので、超音波モータの設置
固定を容易にかつ強固にできる。
力をステータ内を貫通しているセンタ軸から取り出すこ
とができ、しかもフランジに固設されているカバーで超
音波モータ自体を支持できるので、超音波モータの設置
固定を容易にかつ強固にできる。
【００１１】
【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４０は、ボトムナット４２
と環状のねじり振動子４４と環状の縦振動子４８と中空
のステータヘッド５０がセンタボルト５８で回転自在に
連結されてなるステータ５２とロータ５４からなる。ロ
ータ５４とステータ５２は回転自在に且つ加圧接触され
て摺動状態で連設されると共に、ステータ５２とロータ
５４はセンタボルト５８で連結している。ステータ５２
とロータ５４の間には摩擦材５６が介在している。そし
て、センタボルト５８にはその軸方向に貫通する中空部
６６が形成されている。さらにその中空部６６内にはセ
ンタ軸７０が回転自在に挿入されている。センタ軸７０
は、その一端（先端）がロータ５４と連結され、他端
（後端）はステータ５２から抜出している。そして、ス
テータ５２から抜出したセンタ軸７０には予圧スプリン
グ６３が付設され、この予圧スプリング６３はセンタ軸
７０に固着されている座金７２で係止されている。予圧
スプリング６３はセンタ軸７０の位置精度を高めること
ができる。センタボルト５８とセンタ軸７０の間にはセ
ンタ軸７０を回転自在にするためにベアリング６４，６
５が配置されている。このベアリング６４，６５には深
みぞ玉軸受やアンギュラ玉軸受が適用できる。
る。図１に示す超音波モータ４０は、ボトムナット４２
と環状のねじり振動子４４と環状の縦振動子４８と中空
のステータヘッド５０がセンタボルト５８で回転自在に
連結されてなるステータ５２とロータ５４からなる。ロ
ータ５４とステータ５２は回転自在に且つ加圧接触され
て摺動状態で連設されると共に、ステータ５２とロータ
５４はセンタボルト５８で連結している。ステータ５２
とロータ５４の間には摩擦材５６が介在している。そし
て、センタボルト５８にはその軸方向に貫通する中空部
６６が形成されている。さらにその中空部６６内にはセ
ンタ軸７０が回転自在に挿入されている。センタ軸７０
は、その一端（先端）がロータ５４と連結され、他端
（後端）はステータ５２から抜出している。そして、ス
テータ５２から抜出したセンタ軸７０には予圧スプリン
グ６３が付設され、この予圧スプリング６３はセンタ軸
７０に固着されている座金７２で係止されている。予圧
スプリング６３はセンタ軸７０の位置精度を高めること
ができる。センタボルト５８とセンタ軸７０の間にはセ
ンタ軸７０を回転自在にするためにベアリング６４，６
５が配置されている。このベアリング６４，６５には深
みぞ玉軸受やアンギュラ玉軸受が適用できる。
【００１２】また、縦振動モードとねじり振動モードの
節となる位置にフランジ６８が設けられている。さら
に、フランジ６８には筒状のカバー７４が固設されてい
る。カバー７４はフランジ６８よりも前方、即ちステー
タヘッド５０とロータ５４を内包している。カバー７４
の材料には振動の減衰率の高いものが良く、鋳鉄や減衰
率の高いエンジニアリングプラスチックが好ましい。ま
た、カバー７４内にはばね部材６１，６２とベアリング
６０が配置され、ロータ５４をステータ５２に押圧して
いる。ばね部材６１には非線形のばね定数をもつ皿ば
ね、ばね部材６２にはコイルスプリングの使用が適して
いる。ベアリング６０にはスラストベアリングの使用が
適している。
節となる位置にフランジ６８が設けられている。さら
に、フランジ６８には筒状のカバー７４が固設されてい
る。カバー７４はフランジ６８よりも前方、即ちステー
タヘッド５０とロータ５４を内包している。カバー７４
の材料には振動の減衰率の高いものが良く、鋳鉄や減衰
率の高いエンジニアリングプラスチックが好ましい。ま
た、カバー７４内にはばね部材６１，６２とベアリング
６０が配置され、ロータ５４をステータ５２に押圧して
いる。ばね部材６１には非線形のばね定数をもつ皿ば
ね、ばね部材６２にはコイルスプリングの使用が適して
いる。ベアリング６０にはスラストベアリングの使用が
適している。
【００１３】上記構成の超音波モータ４０においては、
ねじり振動子４４がロータ５４の回転駆動力を発生さ
せ、縦振動子４８はステータ５２とロータ５４との接触
制御を行なうようになっている。即ち、ばね部材６１，
６２のばね力によってステータヘッド５０とロータ５４
が押圧触されている状態でねじり振動子４４に電圧を印
加すると、ねじり振動子４４のねじり力によってロータ
５４は微小角度回転する。回転後に縦振動子４８でロー
タ５４のステータヘッド５０に対する押圧力を少なくす
ると、ねじり振動子４４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４４に電圧を印加するとロ
ータ５４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４４の振動と縦振動子４８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５４
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、低速でも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。
ねじり振動子４４がロータ５４の回転駆動力を発生さ
せ、縦振動子４８はステータ５２とロータ５４との接触
制御を行なうようになっている。即ち、ばね部材６１，
６２のばね力によってステータヘッド５０とロータ５４
が押圧触されている状態でねじり振動子４４に電圧を印
加すると、ねじり振動子４４のねじり力によってロータ
５４は微小角度回転する。回転後に縦振動子４８でロー
タ５４のステータヘッド５０に対する押圧力を少なくす
ると、ねじり振動子４４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４４に電圧を印加するとロ
ータ５４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４４の振動と縦振動子４８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５４
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、低速でも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。
【００１４】そして、ロータ５４にはセンタボルト５８
の中空部６６内を貫通しているセンタ軸７０が連結され
ているので、ロータ５４の回転に応じてセンタ軸７０も
回転する。従って、ステータ５２の外部に抜出している
センタ軸７０から軸出力を取り出すことができる。即
ち、本実施例の超音波モータでは、ロータ５４から軸出
力を直接取り出すのではなく、一般的な電磁モータと同
様に、モータの端部から抜出している軸から回転力を取
り出すことができるので、汎用性が高いものである。さ
らに、超音波モータ４０自体を固定設置するのに、フラ
ンジ６８だけでなく、カバー７４の全体または任意の一
部分で支持することができるので、取り扱い性が向上
し、固定が容易で汎用性が高いものである。また、ロー
タ５４や、ロータ５４とステータ５２の摺動部、および
ベアリング６０，６４がカバー７４内に収められている
ので、騒音が外部に洩れることがなく、運転音が一層静
かである。
の中空部６６内を貫通しているセンタ軸７０が連結され
ているので、ロータ５４の回転に応じてセンタ軸７０も
回転する。従って、ステータ５２の外部に抜出している
センタ軸７０から軸出力を取り出すことができる。即
ち、本実施例の超音波モータでは、ロータ５４から軸出
力を直接取り出すのではなく、一般的な電磁モータと同
様に、モータの端部から抜出している軸から回転力を取
り出すことができるので、汎用性が高いものである。さ
らに、超音波モータ４０自体を固定設置するのに、フラ
ンジ６８だけでなく、カバー７４の全体または任意の一
部分で支持することができるので、取り扱い性が向上
し、固定が容易で汎用性が高いものである。また、ロー
タ５４や、ロータ５４とステータ５２の摺動部、および
ベアリング６０，６４がカバー７４内に収められている
ので、騒音が外部に洩れることがなく、運転音が一層静
かである。
【００１５】
【発明の効果】本発明の超音波モータでは、ステータの
中心にその軸方向に貫通する中空部を形成し、その中空
部内にロータと連結したセンタ軸を挿入したもので、そ
のセンタ軸から軸出力を取り出すことができる。従っ
て、超音波モータの端部から抜出した細径の軸から軸出
力を取り出すことができることで一般のモータと同様な
使用方法を適用でき、使用用途が拡大し汎用性が向上し
たものである。
中心にその軸方向に貫通する中空部を形成し、その中空
部内にロータと連結したセンタ軸を挿入したもので、そ
のセンタ軸から軸出力を取り出すことができる。従っ
て、超音波モータの端部から抜出した細径の軸から軸出
力を取り出すことができることで一般のモータと同様な
使用方法を適用でき、使用用途が拡大し汎用性が向上し
たものである。
【００１６】さらに、振動モードの節の位置に形成され
たフランジにロータを内包するカバーが固設されること
で、超音波モータ自体の支持固定を容易にし、やはり汎
用性が向上するものである。特に、カバー内にロータを
押圧するばね部材を配置することで、安定してロータを
ステータに押圧することができる。
たフランジにロータを内包するカバーが固設されること
で、超音波モータ自体の支持固定を容易にし、やはり汎
用性が向上するものである。特に、カバー内にロータを
押圧するばね部材を配置することで、安定してロータを
ステータに押圧することができる。
【図１】本実施例の超音波モータの側面図であって、部
分的に透視したものである。
分的に透視したものである。
【図２】従来例の超音波モータの側断面図であって、部
分的に透視したものである。
分的に透視したものである。
１０ 超音波モータ １４ ねじり振動子 １８ 縦振動子 ２２ ステータ ２４ ロータ ２８ センタボルト ３０ センタボルト ３８ フランジ ４０ 超音波モータ ４４ ねじり振動子 ４８ 縦振動子 ５４ ロータ ５８ センタ軸 ６２ ばね部材 ６６ 中空部 ７０ センタ軸 ７４ カバー
Claims (2)
- 【請求項１】 縦振動子とねじり振動子を有した円柱状
のステータと、該ステータの前部に加圧接触されたロー
タを具備した超音波モータにおいて、 前記ステータにその軸方向に貫通する中空部が形成さ
れ、該中空部内に先端が前記ロータと連結され後端がス
テータの後部に抜出したセンタ軸が設けられていること
を特徴とする超音波モータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波モータであって、
振動モードの節部にフランジが形成され、該フランジに
ステータの前部とロータを内包するカバーが固設されて
いることを特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283238A JPH05146172A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283238A JPH05146172A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05146172A true JPH05146172A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=17662882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3283238A Pending JPH05146172A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05146172A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022172352A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 株式会社新川 | 超音波ホーン |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP3283238A patent/JPH05146172A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022172352A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | 株式会社新川 | 超音波ホーン |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990119 |