JPH0525992U - 超音波モータ支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 超音波モータの振動特性に影響を与えること
なく、安定して、かつ省スペースな超音波モータ支持構
造。 【構成】 円柱状のステータとロータ２８が中心軸３０
で連設されてなる超音波モータ１６とパイプ１２とホル
ダ１４を有し、超音波モータ１６をパイプ１２の内部に
格納し、パイプ１２の端部をホルダ１４に回転自在に装
着してなる超音波モータ支持構造１０であって、支持体
３６が、中心軸３０の一端からねじり振動モードの節部
にまで穿孔された中空部に遊挿され、支持体３６の先端
が中空部の底部に固着され、支持体３６のもう一方の端
面がホルダ１４の内側面に取り付けられ、ロータがパイ
プの内面に固定されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

回転駆動力を発生する超音波モータを使用する際の超音波モータ支持構造であ って、超音波モータの振動モードの特性に影響を与えることなく、回転駆動力の 低下を招くこともなく、超音波モータを安定して格納する超音波モータ支持構造 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。 この複合振動子形超音波モータを格納する超音波モータ支持構造の一従来例を 図２に示す。 円柱状の複合振動子形超音波モータ５６は、ステータボトム１８とねじり振動 素子２０とホールドブロック２２と縦振動素子２４とステータヘッド２６が中心 軸６０で順に連設されたステータと、ステータヘッド２６と摺動するロータ２８ から概略構成されている。ロータ２８も中心軸６０でステータと連設されている 。 ねじり振動素子２０と縦振動素子２４は、チタン酸ジルコン酸鉛等のような圧 電材料からなる積層圧電体であり、ねじり振動素子２０は回転駆動力を発生し、 縦振動素子５４は、作動時にはクラッチとして作用する。 ロータ２８はスプリング４２でステータに一定圧力で押圧されている。

【０００３】 この構成の複合振動子形超音波モータ５６において、ねじれ振動素子２０の共 振振動数の印加電圧をねじれ振動素子２０と縦振動素子２４とにそれぞれ印加す る。すると、ねじれ振動素子２０にねじれ振動が発生すると共に、縦振動素子２ ４が伸縮する。これらの振動の組み合わせによって、ロータ２８を一方向に連続 回転させることができる。

【０００４】 また、図２に示す超音波モータ支持構造は、超音波モータ５６の他に、ホルダ ５４とパイプ５２から概略構成されている。 超音波モータ５６のロータ２８とパイプ５２の間にはスポーク４４，４４が設 けられ、ロータ２８の回転力はこのスポーク４４，４４を介してパイプ５２に伝 えられる。

【０００５】 さらに、超音波モータ５６のねじり振動モードの節部にはフランジ５８が設け られている。フランジ５８はホルダ５４に固定され、超音波モータ５６を支持し ている。 この超音波モータ５６を支持するフランジ５８はねじり振動モードの節部に設 けられることが必須であり、この節部に設けることで、ねじれ振動素子２０のね じれ振動モードの特性に悪影響を与えることなく、超音波モータ５６を支持でき る。また、ねじり振動モードの節部は、一般にホールドブロック２２のねじれ振 動素子２０側の縁に生じる。

【０００６】 上記構成の超音波モータ支持構造においては、超音波モータ５６のロータ２８ が回転すると、その回転駆動力がスポーク４４を介してパイプ５２に伝わり、パ イプ５２が回転する。 従って、動力を供給する対象体をパイプ５２に取り付けることで超音波モータ ５６の回転駆動力を有効に使用することができる。例えば、この超音波モータ支 持構造体を窓枠の上端に設け、ブラインド巻上げ機として使用する場合には、ブ ラインドの一端をパイプ５２に取り付けておけば、パイプ５２の回転と共に、ブ ラインドの巻き上げを行なうことができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記構成の超音波モータ支持構造では、フランジ５８で超音波モータ５６を支 持しているので、このフランジ５８を設けた分だけホルダ５４がその径方向に大 型化してしまう。 さらに、フランジ５８は超音波モータ５６の振動モードの節部に設ける必要が あるために、ねじれ振動素子２０やステータボトム１８を格納するために、やは りホルダ５４が長さ方向に大型化してしまうものであった。 こうしたホルダ５４の大型化は超音波モータを取り付けた際の見栄えが悪いば かりでなく、特別に超音波モータの設置場所を必要とし、取り付け自体も困難で 、非常に不都合なものであった。特に、ブラインド巻上げ機として使用する際に は、窓枠と比してブラインドの側端に隙間ができてしまうものであった。

【０００８】 本考案は前記課題を解決するためになされたもので、中心軸に中空部を穿孔し 、中空部の底部とホルダを支持体で連結することで、超音波モータの振動モード の特性に悪影響を与えることなく、安定して超音波モータを支持するものである 。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の超音波モータ支持構造は、円柱状のステータとロータが中心軸で連設 されてなる超音波モータとパイプとホルダを有し、超音波モータをパイプの内部 に格納し、パイプの端部をホルダに回転自在に装着してなる超音波モータ支持構 造であって、 中心軸のホルダ側の一端に、その一端からねじり振動モードの節部にまで達 する中空部が形成されている。 中空部の底部とホルダとが中空部に遊挿された支持体により連結されている 。 ことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

本考案の超音波モータ支持構造では、中心軸に中空部を穿孔し、ねじり振動モ ードの節部にあたる中空部の底部に支持体の先端を固着し、支持体をホルダに固 定することで、超音波モータを安定して支持できる。 その際、支持体に小径部を形成することで、超音波モータの振動モードの特性 に与える影響をより小さくできる。 さらに、支持体はねじり振動モードの節部でのみ超音波モータ本体に接触する ので、振動モードの特性に与える影響を格段に排除できる。 従って、超音波モータを、その振動モードの特性に悪影響を与えることなく、 安定して、パイプ内に格納することができる。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例を図１を参照して説明する。 本実施例における円柱状の複合振動子形超音波モータ１６は、円環状のステー タボトム１８とねじり振動素子２０とホールドブロック２２と縦振動素子２４と ステータヘッド２６が中心軸３０で順に連設されたステータと、ステータヘッド ２６と摺動するロータ２８から概略構成されている。ロータ２８もステータと中 心軸３０で回転自在に連設されている。 ねじり振動素子２０と縦振動素子２４は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等 のような圧電材料からなる積層圧電体であり、ねじり振動素子２０は回転駆動力 を発生し、縦振動素子２８は、作動時にはクラッチとして作用する。 ロータ２８はスプリング４２でステータに一定圧力で押圧されている。

【００１２】 この構成の複合振動子形超音波モータ１６において、ねじり振動素子２０の共 振振動数の印加電圧をねじれ振動素子２０と縦振動素子２４とにそれぞれ印加す る。すると、ねじれ振動素子２０にねじれ振動が発生すると共に、縦振動素子２ ４が伸縮する。これらの振動の組み合わせによって生じる楕円運動によって、ロ ータ２８を一方向に連続回転させることができる。

【００１３】 また、図１に示すように、本実施例の超音波モータ支持構造１０は、超音波モ ータ１６の他に、ホルダ１４とパイプ１２から概略構成されている。 パイプ１２は円筒状で、その内部に超音波モータ１６を格納し、かつパイプ１ ２自体が超音波モータ１６の回転力を受けて回転する。 ホルダ１４はパイプ１２の端部に設けられるもので、このホルダ１４が超音波 モータを設置する場所の建材等に固定される。 また、パイプ１２とホルダ１４は摺動部１３，１３で摺動し、ここはオイレス メタル等から構成されている。 超音波モータ１６のロータ２８とパイプ１２の間にはスポーク４４，４４が設 けられ、ロータ２８の回転力はこのスポーク４４，４４を介してパイプ１２に伝 えられる。 尚、スポーク４４，４４はロータ２８を中心とした放射線状のものの他、円環 状のものであっても当然かまわない。

【００１４】 また、本実施例の超音波モータ支持構造では、超音波モータ１６をパイプ１２ 内に支持格納するために、中心軸３０のホルダ１４側の端面に中空部３７が穿孔 され、さらに支持体３６が設けられている。 中空部３７の深さは、中空部３７の底部３８がねじり振動モードの節部にあた る位置にあるように設定される。 ねじり振動モードの節部とは、超音波モータが作動した時に生じるねじり振動 のモードにおいて、振幅しない位置である。従って、中空部３７の底部３８はホ ールドブロック２２のねじり振動素子２０側の縁付近に位置する。 中空部３７の径は特に限定はされないが、支持体３６の小径部３４を挿入した 場合に、小径部３４が中心軸３０に接触しないことが必須である。 支持体３６は、円柱状の小径部３４と小径部３４よりも太い円柱状の台柱３２ を有している。 支持体３６の形成材料には、ステンレス鋼等を使用することができる。 そして、小径部３４の先端は中空部３７の底部３８に固着されている。 さらに、支持体３６の台柱３２の端面はホルダ１４の内側面４０の中央部に接 着されている。 こうして超音波モータ１６はホルダ１４に支持体３６を介して強固に取り付け られる。 尚、本実施例では、別体である支持体３６と中心軸３０を固着して形成してい るが、中心軸３０と支持体３６は一体に成形されたものであっても、また底部３ ８の中央に形成したねじ孔にねじ込む構造であっても勿論かまわない。 さらに、ホルダ１４と台柱３２及び支持体３６は、それぞれ別体であっても、 また一体に成形されているものであってもかまわない。

【００１５】 超音波モータ１６をパイプ内に支持格納するのに、小径部３４を有する支持体 ３６を介する本実施例の構成では、支持体３６をホルダ１４に固定しても振動モ ードの特性に与える悪影響が極めて小さい。特に、支持体３６においては、台柱 ３２は大きい程、小径部３４は細くて長いほど、超音波モータ１６の振動モード の特性への影響を低減できることが判明した。 さらに、支持体３６は、そもそものねじり振動モードの節部でのみ超音波モー タ１６本体と接触することになるので、より超音波モータ１６の振動モードに与 える影響が少ない。 従って、振動モードの特性に悪影響を及ぼすことがないので、回転駆動力の低 下を招くこともなく安定して超音波モータ１６を支持することができる。

【００１６】 本実施例の超音波モータ支持構造においては、超音波モータ１６のロータ２８ が回転すると、その回転駆動力がスポーク４４，４４を介してパイプ１２に伝わ り、パイプ１２が回転する。 従って、動力を供給する対象体をパイプ１２に取り付けることで超音波モータ １６の回転駆動力を有効に使用することができる。例えば、この超音波モータ支 持構造体を窓枠の上端に設置し、ブラインド巻上げ機として使用する場合には、 ブラインドの一端をパイプ１２に取り付けておけば、パイプ１２の回転と共に、 ブラインドの巻き上げを行なうことができる。

【００１７】 本実施例の超音波モータ支持構造では、従来例の超音波モータ支持構造のよう に、ホールドブロック付近に生じる振動モードの節部の外側部にフランジを設け ていないので、ホルダ１４が不要に大型化することがない。即ち、超音波モータ １６の大部分をパイプ１２の内部に格納することができる上、ホルダ１４を小型 化することができる。 よって、本実施例の超音波モータ支持構造は、取り付けが容易で、超音波モー タの設置による隙間等が生じることがなく、また、見栄えも改善されるものであ る。

【００１８】 尚、本考案は超音波モータの支持構造であって、超音波モータは本実施例のよ うな複合振動子形超音波モータに限られるものではなく、例えば、進行波形超音 波モータ等に適用できるのは勿論である。

【００１９】

【考案の効果】

本考案の超音波モータ支持構造は、円柱状のステータとロータが中心軸で連設 されてなる超音波モータとパイプとホルダを有し、超音波モータをパイプの内部 に格納し、パイプの端部をホルダに回転自在に装着してなる超音波モータ支持構 造であって、支持体を、中心軸に形成された中空部に遊挿し、支持体の先端を中 空部の底部に固着し、さらに支持体のもう一方の端面をホルダに取り付け、そし てロータをパイプの内面に固定するものである。

【００２０】 この超音波モータの内部であって、かつねじり振動モードの節部を接点として 、支持体を介してホルダに取り付けて超音波モータを支持する構造では、超音波 モータの振動モードの特性に与える影響を極力小さくした状態で超音波モータを 安定して支持できる。 特に、超音波モータの外側部にフランジ等の支持部材を設ける必要がなく、超 音波モータの大部分をパイプ内に格納することができるので、超音波モータの支 持構造体自体の大きさを小さくすることができる。 従って、取り付けの際の設置場所を小さくすることができるばかりでなく、取 り付け自体も容易となる。また、見栄えも格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の超音波モータ支持構造の側断面図で
ある。

【図２】従来例の超音波モータ支持構造の側面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 超音波モータ支持構造 １２ パイプ １４ ホルダ １６ 超音波モータ ２０ ねじり振動素子 ２４ 縦振動素子 ２８ ロータ ３０ 中心軸 ３２ 台柱 ３４ 小径部 ３６ 支持体 ３７ 中空部 ３８ 底部 ４０ 内側面 ５０ 超音波モータ支持構造 ５２ パイプ ５４ ホルダ ５６ 超音波モータ ６０ 中心軸

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状のステータとロータが中心軸で連
   設されてなる超音波モータとパイプとホルダを有し、超
   音波モータをパイプの内部に格納し、パイプの端部をホ
   ルダに回転自在に装着してなる超音波モータ支持構造で
   あって、 中心軸のホルダ側の一端に、その一端からねじり振動モ
   ードの節部にまで達する中空部が形成され、この中空部
   の底部とホルダとが中空部に遊挿された支持体により連
   結されてなることを特徴とする超音波モータ支持構造。