JPH0530761A

JPH0530761A - 表面波モータ

Info

Publication number: JPH0530761A
Application number: JP3199893A
Authority: JP
Inventors: Soichi Wakui; 宗一和久井
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】出力トルクを増大した表面波モータを得る。【構成】弾性体４，１２の表面に密着して構成された
圧電体７，１４からなるステータ部８，１１と、ステー
タ部８，１１の弾性体４，１２と圧接するロータ部３と
を有し、前記圧電体７，４に駆動信号を印加し圧電体を
振動させると共に前記弾性体４，１２を振動させ、弾性
体と前記ロータ部との境界面における弾性体表面に生じ
る表面波によりロータ部３を駆動する表面波モータにお
いて、ロータ部３を少なくとも一つ以上構成すると共に
前記ロータ部の両面あるいは片面に前記ロータ部３を駆
動するステータ部８，１１を構成し、これらロータ部３
とステータ部８，１１の対を複数設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、表面波モータに関
し、更に詳しくはモータの出力トルクを増大した表面波
モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面波モータの構成は一つのステ
ータに対して一つのロータが対応しており、これらステ
ータとロータとはスプリングにより所定の圧力で圧接さ
れている。図４は上述した従来の表面波モータのトルク
発生部の構成を示す図である。この図において５０はト
ルク発生部である出力軸のステータ部とロータ部を示し
ている。５１は出力軸５２の周面に固定されたリング状
のロータ部である。５３はリング状の弾性体であり、こ
の弾性体５３の一方の面５４には圧電体５５が固定され
ている。そして、弾性体５３と圧電体５５とでステータ
部５６を構成している。このステータ部は図示していな
いリング状の板ばねにより矢印Ａの方向に付勢される。
この結果ステータ部５６の駆動面５７は前記ロータ部５
１の被駆動面に所定の圧力で押し付けられている。この
表面波モータのトルクはロータ部５１とステータ部５６
の弾性体５３の駆動面５７に生ずる進行波により発生す
る（図２参照）。

【０００３】いま、ロータ部５１における周方向の力を
Ｆとし、ロータ部５１の被駆動面とステータ部５６の駆
動面５７との圧接力をＰとすると、ロータ部５１とステ
ータ部５６との接触点Ｏ（図２参照）では次の関係が成
立する。

【０００４】

【数１】Ｆ／ｎ＝μ（Ｐ／ｎ）

【０００５】ただしｎは接触点の数、μは静止摩擦係数
でありロータ部の重量は無視する。従ってロータ部全体
では

【０００６】

【数２】Ｆ＝μＰ

【０００７】の周方向の力が働いている。ロータ部の中
心から接触点までの距離をｒとすると、この表面波モー
タが発生するトルクＴは

【０００８】

【数３】Ｔ＝μＰｒ（１）

【０００９】となる。この表面波モータに高い負荷（＞
μＰｒ）をかけた場合、ロータ部とステータ部との間で
すべりが発生する。従って、前記した式（１）からも明
らかなようにトルクを増大させるには、止摩擦係数μが
ステータ部とロータ部の材質の性質により決定されてし
まうので圧接力Ｐをおおきくする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の表面波モータに
は次に述べるような問題点がある。すなわち、モータに
定格より大きな負荷がかかった場合などは、ロータ部と
ステータ部との間ですべりが発生し、ロータ部とステー
タ部の回転速度が異なってくる。この結果、回転効率の
低下あるいはステータ部とロータ部との境界面が摩耗し
てしまい、モータの寿命が著しく低下する問題があっ
た。また、高出力トルクを得るには圧接力Ｐを大きくす
るのであるが、圧接力Ｐを大きくし過ぎるとステータ部
の共振点にずれが生じ、あるいはステータ部の振動がロ
ータ部に伝わって、効率が著しく低下する問題があっ
た。

【００１１】この発明は上記した問題を解決するために
為されたものであり、この発明は出力トルクを増大した
表面波モータを得ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る表面波モ
ータにおいては、ロータ部を少なくとも一つ以上構成す
る。さらに、このロータ部の両面あるいは片面に前記ロ
ータ部を駆動するステータ部を設ける。そして、これら
ステータ部とロータ部との対を複数構成する。

【００１３】

【作用】ロータ部の両面あるいは片面にロータ部を駆動
するステータ部が設けられ、これらロータ部とステータ
部との対が複数設けられるので出力トルクが増大する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の第１の実施例を図面を参照
して説明する。図１はこの実施例における表面波モータ
のトルク発生部の構成を示す図である。この図におい
て、１はトルク発生部である出力軸のステータ部とロー
タ部を示している。２は表面波モータの出力軸、３は出
力軸２の周面に形成されたリング状のロータ部である。
４はリング状の弾性体であり、この弾性体４の面５には
圧電体７が張り付けられている。そして、これら弾性体
４と圧電体７とにより第１のステータ部８が構成されて
いる。さらに、この第１のステータ部８は図示していな
いスプリングによりロータ部３の方向に付勢されてい
る。この結果、弾性体４の駆動面６とロータ部３の被駆
動面９とは圧接された状態にある。一方ロータ部３のも
う一方の面にもステータ部８と同一の第２のステータ部
１１が構成されている。すなわち、リング状の弾性体１
２があり、この弾性体１２の面１３には圧電体１４が張
り付けられている。そして、これら弾性体１２と圧電体
１４とにより第２のステータ部１１が構成されている。
さらに、このステータ部１１は図示していないスプリン
グによりロータ部３の方向に付勢されている。この結
果、弾性体１２の駆動面１５とロータ部３の被駆動面１
０とは圧接された状態にある。この実施例では上述した
ように、ロータ部３の両面から第１のステータ部８およ
び第２のステータ部１１により同一方向の回転力を与え
トルクを発生する構成である。第１のステータ部８の弾
性体４とロータ部３との境界面において、弾性体４の駆
動面６に生じる進行波の進む方向は図２に示すようにロ
ータ部３の回転方向とば逆方向である。したがって第２
のステータ部１１の弾性体１２の駆動面１５に生ずる進
行波の進む方向もロータ部３の回転方向と逆になるよう
に圧電体１４を励振する必要がある。また第１のステー
タ部８によるロータ部３の送り速度と第２のステータ部
１１による送り速度は一致させる必要がある。ステータ
部とロータ部における送り速度との関係は

【００１５】

【数４】（送り速度）＝Ｋ・（ステータ振幅）・（ステ
ータ部板厚）・（周波数）^3/2 但し、Ｋは比例定数。

【００１６】であるので第１のステータ部８と第２のス
テータ部１１のステータ振幅、ステータ部板厚、圧電体
を励振する際の周波数はそれぞれ一致させる必要があ
る。この実施例では上述したような構成であるのでロー
タ部３の片面のみにステータ部が設けられている場合に
比較して倍のトルクを発生させることができる。

【００１７】次にこの発明の第２の実施例について説明
する。図３はこの実施例における表面波モータのトルク
発生部の構成を示す図である。この実施例では第１の実
施例におけるロータ部とステータ部とから構成されるト
ルク発生部を出力軸に対して２段直列に配置した構成で
ある。この図において１６はトルク発生部である出力軸
のロータ部とステータ部を示している。１７は表面波モ
ータの出力軸、１８，１９は出力軸１７の周面に形成さ
れたリング状のロータ部である。

【００１８】２０は前記出力軸１７の周囲に配置された
リング状の弾性体であり、この弾性体２０の一方の面２
１には圧電体２２が張り付けられている。そして、弾性
体２０と圧電体２２とにより第１のステータ部２３が構
成されている。さらに、この第１のステータ部２３の圧
電体２２は、リング状の圧接板２４に固定されている。
圧接板２４は前記出力軸１７の周囲において出力軸１７
の中心線Ｙ方向に多少移動可能なようにモータケースＧ
に取り付けられている。

【００１９】２７は前記出力軸１７の周囲に配置された
リング状の弾性体であり、この弾性体２７の一方の面２
８には圧電体２９が張り付けられている。そして、弾性
体２７と圧電体２９とにより第２のステータ部３０が構
成されている。さらに、この第２のステータ部３０の圧
電体２９はリング状の圧接板３１に固定されている。圧
接板３１は前記出力軸１７の周囲において出力軸１７の
中心線Ｙ方向に多少移動可能なようにモータケースＧに
取り付けられている。

【００２０】３４はスプリングであり、圧接板２４と圧
接板３１とに両端部が固定されている。そして圧接板２
４，２５を前記ロータ部１８の方向に付勢している。圧
接板２４，２５は矢印Ｙ方向に移動可能に構成されてい
るので、ロータ部１８の被駆動面２６，３３はそれぞれ
弾性体２０の駆動面２５および弾性体２７の駆動面３２
と圧接した状態となっている。

【００２１】３５は第３のステータ部、３６は第４のス
テータ部である。これら第３，第４のステータ部の構成
は前記第１，第２のステータ部と同一であり、３７，３
８は圧電体、３９，４０は弾性体、４１，４２は圧接
板、４３はスプリングである。そして、第３のステータ
部３５における弾性体３９の駆動面４４および第４のス
テータ部３６における弾性体３９の駆動面４５はロータ
部１９の両面にスプリング４１によりそれぞれ圧接した
状態となっている。

【００２２】この実施例では上述した構成であり、ロー
タ部１８，１９をそれぞれ共有している二つのステータ
部２３と３０および３５と３６のロータ部に圧接する弾
性体の駆動面２５，３２，４４，４５には各々ロータ部
の回転方向に対し逆方向に進む進行波が形成される。こ
の実施例では、第１実施例の表面波モータに比較して２
倍の出力トルクを発生することができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば高出力トルクが発生す
るので、従来困難であった高負荷トルクに対応した表面
波モータが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の表面波モータのトル
ク発生部の構成を示す図である。

【図２】表面波モータのトルク発生原理を示す図であ
る。

【図３】この発明の第２の実施例の表面波モータのトル
ク発生部の構成を示す図である。

【図４】従来の表面波モータのトルク発生部の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１出力軸のステータ部とロータ部２出力軸３ロータ部４弾性体５弾性体の面６駆動面７圧電体８第１のステータ部９被駆動面１０被駆動面１１第２のステータ部１２弾性体１３弾性体の面１４圧電体１５駆動面

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】弾性体および該弾性体の表面に密着して
構成された圧電体からなるステータ部と、ステータ部の
弾性体と圧接するロータ部とを有し、前記圧電体に駆動
信号を印加し圧電体を振動させると共に前記弾性体を振
動させ、弾性体と前記ロータ部との境界面における弾性
体表面に生じる表面波によりロータ部を駆動する表面波
モータにおいて、ロータ部を少なくとも一つ以上構成す
ると共に前記ロータ部の両面あるいは片面に前記ロータ
部を駆動するステータ部を構成し、これらロータ部とス
テータ部の対を複数設けたことを特徴とする表面波モー
タ。