JPH0632793Y2 - 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たり振動しても
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４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。

ロータと固定子の各中心孔に出力軸を貫通し、出力軸に
おけるロータの外側位置に鍔部材を張り出させる。鍔部
材とロータとの間に環状の弾性部材を介在させ、この弾
性部材はロータ側または鍔部材に固定され、ロータの回
転力を弾性部材を介して出力軸に伝達させる構成になっ
ている。弾性部材の固定側でない方の面には、放射状の
溝あるいは同心状の複数の環状溝が設けられ、弾性部材
と鍔部材との間に摩擦が生じるようにしてロータと出力
軸とが摩擦部材を介して一体に回転するようになってい
る。出力軸の固定子側部分は、固定子側に回転可能あっ
て軸方向移動不能に保持させ、出力軸をこのように固定
側に一箇所で保持することにより出力軸の少しの傾斜を
許容できるようにした。また、鍔部材が弾性部材を介し
てロータを固定子に圧接させるようになっている。

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、同時に弾性部材と鍔部材を介して出力軸も回転す
る。

ロータと出力軸の鍔部材との間には、弾性部材が介在さ
れているので、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、それらを弾性部材が吸収してロ
ータに伝わることがないので、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１〜３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。またロータの外側の面に環状のゴム、合
成樹脂等からなる弾性部材５がロータと同心状に取付け
られる。弾性部材５は、外側の面に第２図に示すような
放射状の溝６、あるいは第３図に示すような同心状の複
数の環状溝７が設けられ、後記する鍔部材と摩擦接触す
るとともに、その傾きや振動を吸収しやすくなってい
る。

固定子１とロータ４との各中心孔に出力軸８が貫通さ
れ、出力軸８のロータ側の外側位置に鍔部材９を張り出
させて設ける。この鍔部材９は前記弾性部材５へ圧接さ
れ、ロータ４が回転したときにその弾性部材５と鍔部材
９との摩擦接合を介して出力軸８が回転するようになっ
ている。また弾性部材５は出力軸８が傾いたり振動して
もそれらを吸収する機能を有し、傾き等がロータ４に伝
わらないようになっている。

固定子１の中心部の外面に、中心孔を有する基板10が取
付けられ、基板10の外側位置の出力軸にスペーサ11を介
して止め金12を取付けることにより、出力軸８を回転可
能であって軸方向移動不能に保持する。このように出力
軸８の軸方向移動を阻止することにより、ロータ４が出
力軸８に設けた鍔部材９により弾性部材５を介して押さ
れ、ロータ４は固定子１に圧接されるようになってい
る。基板10は、滑りやすい合成樹脂製としているので、
出力軸８の回転中、スペーサ11と基板10との間の摩擦が
小さく、回転力が低下することはない。なお基板10とス
ペーサ11との間にスラスト軸受を介在させれば、基板10
は金属製であってもよい。

上記実施例では、弾性部材５をロータ４に固定したが、
弾性部材５を鍔部材９側に固定してもよく、あるいは弾
性部材５の両面を固定しなくてもよく、それらの場合、
溝６、７は固定されない方の面に形成する。またロータ
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、ロータと出力軸が弾性部材と出力軸に設けた
鍔部材を介して連結されるので、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。

【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図と第３
図とはそれぞれ異なる溝を有する弾性部材の平面図、第
４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、６、7;溝 8;出力軸、9;鍔部材

Claims (3)

【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、固定子とロータとの各中心孔に出力軸を貫
   通し、出力軸におけるロータの外側位置に鍔部材を張り
   出させ、この鍔部材とロータとの間に弾性部材を介在さ
   せることによりロータの回転力を弾性部材を介して出力
   軸に伝達させる構成とし、出力軸における固定子側部分
   を固定子側に回転可能であって軸方向移動不能に保持し
   て、出力軸を固定側に一箇所で保持することにより出力
   軸の少しの傾斜を許容できることを特徴とする超音波モ
   ータ。
2. 【請求項２】鍔部材とロータとの間に介在させた弾性部
   材は、固定側でない方の面に放射状の溝を有することを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載した超
   音波モータ。
3. 【請求項３】鍔部材とロータとの間に介在させた弾性部
   材は、固定側でない方の面に同心状の複数の環状溝を有
   することを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載した超音波モータ。