JPH0628953Y2 - 超音波モ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、固定子に生じた進行波により、固定子に圧接
したロータを回転させるようにした超音波モータに関
し、特にロータに連結した出力軸が傾いてもそれを吸収
して、常に好ましい状態でロータを固定子側に圧接でき
るようにしたものである。

「従来の技術」 最近、圧電素子を取付けた固定子に進行波を生じさせ、
それを利用してロータを回転させる超音波モータが注目
を集めている。なお進行波とは、弾性体に起こる縦波と
横波とが合成されたもので、一定方向に伝搬される波で
ある。

これら従来の超音波モータは、第２図に示すように圧電
素子Ａを取付けた固定子Ｂに摩擦材Ｃを介してロータＤ
を重ね、ロータＤを固定子側に皿バネＥで圧接させてい
る。皿バネＥは出力軸Ｆに固定され、ロータＤの回転に
ともなって出力軸Ｆも一体に回転するようになってい
る。

そして圧電素子に電圧が印加されると、固定子表面に進
行波が生じ、その進行波をロータが受けて回転するよう
になっている。

「考案が解決しようとする問題点」 従来の超音波モータを使用して被駆動装置を駆動させる
場合、超音波モータの出力軸と被駆動装置の入力軸とを
連結して使用する。

しかし被駆動装置の設置状態あるいは駆動中の振動など
により、入力軸が少し傾いたり振動することがある。こ
れらの場合、超音波モータの出力軸も傾いたり振動し、
その結果、超音波モータのロータと固定子との圧接状態
を全周で均一に保つことができず、出力が低下したり、
ロータの圧接面が不均一に摩耗するなどでの問題があっ
た。

そこで本考案は、被駆動装置によって超音波モータの出
力軸が傾いたり振動しても、それらを吸収する構成にし
て、ロータと固定子との圧接状態を常に全周均一に保て
るようにすることを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本考案は、円盤状の固定子の一方の面に圧電素子を取付
けるとともに他方の面に合成樹脂製の円盤状ロータを圧
接して、固定子に生じる進行波によりロータを回転させ
るようになっている。

ロータの中心孔内に環状の弾性部材を設け、その弾性部
材の中心孔内に出力軸の一端を取付けて、ロータと出力
軸とが一体に回転するようにする。出力軸の他端側を固
定子の中心孔に貫通させるとともに、出力軸を固定子側
に回転可能であって軸方向移動不能に保持させる。

なおロータを合成樹脂で形成すれば、ロータと固定子と
の圧接面に摩擦材を介在させなくともロータは固定子の
進行波を受けて回転できるが、ロータを金属製としたと
きは、ロータと固定子との圧接面に摩擦材を介在させる
必要がある。

「作用」 上記手段において、圧電素子に電圧を印加すると、固定
子に進行波が生じ、ロータはその進行波を受けて回転
し、同時に出力軸も回転する。

ロータの中心孔内に環状の弾性部材が設けられるので、
出力軸の軸方向位置を規制することにより従来のように
皿バネで押さなくとも適切な弾性力を有して、ロータを
固定子に圧接できる。また出力軸が傾いたり振動して
も、それらをロータ中心孔内の弾性部材により吸収して
ロータに伝達することがないので、ロータと固定子との
圧接状態を常に良好に保つことができる。

「実施例」 本考案の実施例を第１図により説明する。

円盤状の固定子１はその一方の面の外周部に沿って多数
の圧電素子２が取付けられ、固定子１に進行波が生じる
ようになっている。また固定子１の外周部は厚肉に形成
されて、圧電素子２の側と反対の面に放射状の多数の切
溝が設けられ、各切溝間の突条３によりその進行波を大
きくできるようになっている。

固定子１の放射突条３のある方の面に、円盤状のロータ
４が設けられる。ロータ４は摩擦性のある合成樹脂製で
あって、ロータ４の外周部と固定子の突条３との間に摩
擦材を介在させなくともロータ自身の摩擦性により、ロ
ータ外周部が固定子の進行波を受けて回転できるように
なっている。

ロータ４の中心孔内に、ゴムや合成樹脂等からなる環状
の弾性部材５が取付けられ、さらに弾性部材５の中心孔
内に取付けリング６が結合される。そしてこの取付けリ
ング６内に出力軸７の一端を挿入するとともに、出力軸
７の一端に設けた鍔７ａがリング６に当たるまで圧入
し、あるいはネジ等で固定してロータ４と出力軸７とが
一体に回転するようになっている。なお、弾性部材５の
中心孔内にリング６を設けることなく、弾性部材５の中
心孔内周面に凹凸を設けて、それを出力軸に設けた凹凸
部に係合させるようにしてもよい。ロータ４に取付けた
弾性部材５は、ロータ４を固定子１に適切な弾性力で圧
接させるとともに、出力軸７の傾き等を吸収してロータ
４に傾き等を伝えないようにするためのものである。

出力軸７におけるロータ４とは反対側の部分は、固定子
１の中心孔を貫通させる。固定子１の中心部の外面に、
中心孔を有する基板８が取付けられ、基板８の外側位置
の出力軸７にスペーサ９を介して止め金１０を取付ける
ことにより、出力軸７を回転可能であって軸方向移動不
能に保持させる。このように出力軸７の軸方向移動を阻
止することにより、環状の弾性部材５を介してロータ４
を固定子１に圧接させるようになっている。基板８は滑
りやすい合成樹脂製としているので、出力軸７の回転
中、スペーサ９と基板８との間の摩擦は小さく、回転力
が低下することはない。なお基板８とスペーサ９との間
にスラスト軸受を介在させれば、基板８は金属製であっ
てもよい。

上記実施例では、ロータ４を合成樹脂製にしてロータ４
と固定子１との圧接面に摩擦が生じるようにしていた
が、固定子１の放射突条部分を摩擦性のある合成樹脂製
としてもよく、あるいはロータ４を金属製にして、ロー
タ４と固定子１との圧接面に摩擦材を介在させてもよ
い。

「考案の効果」 本考案は、ロータの中心孔内に弾性部材を取付け、その
弾性部材の中心孔内に出力軸を通して連結しているの
で、出力軸の軸方向位置を規制してロータを固定子に圧
接させれば、弾性部材により適切な弾性力を有する圧接
状態となり、従来のように皿バネを要しない。また出力
軸が傾いたり振動しても、それらは弾性部材に吸収され
て、ロータに伝わることがなく、ロータと固定子との圧
接状態を常に良好に保つことができる。

さらにロータはその中心側の弾性部材を介して固定子側
に圧接されているので、出力軸に大負荷が作用している
場合でも、弾性部材の弾性変形により始動性が良いもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の超音波モータの断面図、第２図は従来
の超音波モータの断面図である。 １；固定子、４；ロータ ５；弾性部材、７；出力軸

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円盤状の固定子の一方の面に圧電素子を設
   け、固定子の他方の面に円盤状ロータを圧接して、固定
   子に生じる進行波によりロータを回転させる超音波モー
   タにおいて、ロータの中心孔内に環状の弾性部材を固定
   し、前記弾性部材の中心孔内に出力軸の一端を固定し、
   出力軸の他端側を固定子側に回転可能であって軸方向移
   動を不能に保持したことを特徴とする超音波モータ。