JPH07143768A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体を充填したケース内において使用するこ
とができる超音波モータを提供する。 【構成】 ガラスまたは硬質樹脂でロータ３を形成し、
回転軸４と一体に回転するように連結した。また、円筒
形のケース１のステータ２の中央部を保持するケース部
分６をダイヤフラム状に構成し、ステータ２をロータ３
側に圧接させるようにし、ステータ２およびロータ３の
周囲をケース１と蓋１ａで密封して、内部に液体５を充
填した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステータに発生する進
行波によりロータを駆動して回転が得られるようにした
超音波モータに関し、特に液体内において回転を得られ
るようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】通常の超音波モータは、例えば図２に示
すように、ステータ１６の下面に接着された圧電体１７
に９０°位相差のある高周波電圧を印加させることによ
りステータ１６に進行波を生じさせ、ロータ１８をステ
ータ１６の進行波により駆動して回転させるようになっ
ている。ここで、ステータ１６の共振周波数に近い周波
数の交流電圧を圧電体１７に印加するとモータの回転効
率が最高になるのであるが、モータ回転数を調整する場
合は、その周波数よりも高い周波数の交流電圧に変化さ
せて印加することにより、モータの回転を制御してい
る。ロータ１８がステータ１６と接する面に摩擦材１９
が設けられるとともに、ロータ１８が、摩擦材２２を介
して皿バネ２１によりステータ１６側に押圧されている
ので、摩擦材１９を介してロータ１８とステータ１６の
間に適切な摩擦が生じ、ステータ１６に発生した進行波
がロータ１８に有効に作用する。そして、ステータ１６
に発生する進行波により、ロータ１８が回転駆動される
と、皿バネ２１とロータ１８間の摩擦力によって皿バネ
２１が回転し、皿バネ２１に連結されている回転軸２０
がロータ１８と一体に回転する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波モー
タは、金属製のロータを使用しており、ステータとロー
タの接触面の間に摩擦材を介在させなければ、耐久性を
維持してステータに発生した進行波をロータに有効に伝
えて駆動することができなかった。また、ステータとロ
ータの間の摩擦力を大きくするとステータとロータの間
に設けられている摩擦材の摩耗が摩擦力の小さい場合よ
り速くなり、モータの寿命が短くなるという欠点もあっ
た。ところで、超音波モータは、一般に空気中で使用し
ており、液体内で駆動することは考えられていない。そ
こで本発明は、液体を充填したケース内に、回転軸に連
結されたガラスまたは硬質樹脂製のロータと、ステータ
を配置することにより、液体内において駆動することが
でき、さらに、ステータとロータ間に摩擦材を介在させ
なくても回転させることができる超音波モータを提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、上記課題を解決したもので、ステータの下面に接着
された圧電体によりステータに進行波を生じさせ、ステ
ータに圧接したロータをステータの進行波により駆動し
て回転させるようにした超音波モータにおいて、ガラス
または硬質樹脂からなるロータを回転軸と一体に回転す
るように連結し、ステータおよびロータをケースで密封
して、ケース内に液体を充填した。また、ステータの中
央部を保持するケース部分を、ステータをロータ側に付
勢するダイヤフラム状に構成した。

【０００５】

【作用】本発明の超音波モータは、ロータをガラスまた
は硬質樹脂により作成しておりロータの硬度が大きく、
ロータとステータの周囲に封入した液体は、ロータとス
テータの接触面に染み込んで両者間の摩擦係数を適切な
ものにするので、ロータとステータの間に摩擦材を介在
させなくてもロータの回転が可能となる。さらに、ステ
ータの保持側のケース部分をダイヤフラム状に形成し、
ダイヤフラム状のケース部分のバネ力によりステータを
ロータへ圧接することによりステータとロータの間の摩
擦力を適切なものにしている。

【０００６】

【実施例】本発明の超音波モータを、図１により説明す
る。超音波モータの円筒形のケース１は、軸方向の一
端、すなわち後記するステータ２保持側のケース部分６
がケース１内側への付勢力を有するダイヤフラム状に構
成され、ケース１の軸方向他端は蓋１ａで閉じられるよ
うになっている。ケース１内には水やシリコンオイルな
どの液体５が充填され、ケース１の筒状部分と蓋１ａと
の接合部に、環状のシール７が設けられて、ケース１か
ら液体５が漏れないようにしている。また、前記蓋１ａ
の中央に開けられた孔から後記する回転軸４が突出さ
れ、その回転軸４の周囲からの液体漏れを防ぐため、蓋
１ａの中央孔にオイルシール８が設けられている。

【０００７】ダイヤフラム状に構成したケース部分６の
中央突出部６ａに円盤状のステータ２がネジ１１により
固定され、ステータ２の上に円盤状のロータ３が重ねら
れている。棒状の回転軸４はロータ３と蓋１ａの各中央
孔を貫通し、その回転軸４のケース部分６側の端部は、
ステータ２の中央孔内に設けたブッシュ１０により回転
可能に保持される。回転軸４はケース内位置に鍔部４ａ
を有し、その外周の蓋１ａ側に段部が設けられ、その段
部に軸受１２が保持されている。また軸受１２は、蓋１
ａ内面に設けた環状のストッパー１ｂの内周段部に保持
され回転軸４が回転可能に保持されるとともに、軸方向
位置が規制されている。

【０００８】ロータ３は、例えばガラスや硬質樹脂など
の非金属の硬質材料で形成されている。回転軸４の鍔部
４ａはロータ３と蓋１ａとの間に位置し鍔部４ａとロー
タ３とが、例えばゴム、樹脂などの弾性材１３を介して
接着され、ロータ３と回転軸４が一体に回転するように
なっている。前記のように、ロータ３は鍔部４ａと軸受
１２を介して蓋１ａに軸方向位置が規制され、また、ケ
ース部分６のバネ力によりステータ２がロータ３とは適
切な接触状態となり、ロータ３がステータ２に発生する
進行波により効率よく回転する。なお、回転軸４の鍔部
４ａとロータ３の接触部分はこのような構成に限るもの
ではなく、ロータ３が回転したときに接触部分が滑らな
いような構成とすればよいので、例えば環状弾性体を外
周に嵌合したボルトとナットで鍔部４ａとロータ３を連
結するようにしてもよい。

【０００９】また、ステータ２は、弾性材により形成さ
れており、ステータ２の外周にはロータ３の回転効率を
よくするための環状突起部２ａが設けられていて、その
環状突起部２ａの下面には、環状の圧電体９が接着さ
れ、環状突起部２ａの上面に進行波を生じさせるように
なっている。圧電体９に電圧を印加するための導線１５
は、ケース１側面の孔１４から外に出されて駆動回路Ｃ
に接続されている。なお、孔１４に液体漏れ防止のシー
ル部材１４ａが設けられている。また、上記ではロータ
３とステータ２とを圧接状態にするために、ステータ２
側のケース部分６をダイヤフラム状に構成したが、その
代わりにステータ２の外周の環状突起部２ａと中央部の
間にバネ部を設け、そのバネ力によってステータ２を上
方のロータ３方向へ圧接させるようにしてもよいし、従
来例のように皿バネを使用する形式のものにも同様に本
発明を適用できる。

【００１０】

【発明の効果】本発明にかかる超音波モータは、ロータ
がガラス材または硬質樹脂により形成され、液体を充填
したケース内で使用するので、駆動音が小さく、安定し
た回転を得ることができる。また、ロータとステータの
間に用いていた摩擦材を無くすことができ、摩擦材を使
用しているものに比べて耐摩耗性にすぐれているので、
寿命の長いモータを提供することができる。また、例え
ばロータとステータとを液体式緩衝装置の減衰板として
使用し、ロータとステータとに設けた両方の通孔の連通
面積を調節する作用をもたせて緩衝すべき振動周波数を
変更することができる。さらに、ケースの一部をステー
タを押すダイヤフラム状に構成した場合は、バネ部材を
別個に設けることなくステータをロータ側へ圧接させる
ことができる。また、ロータの硬度が大きいので、ステ
ータとロータの間の摩耗による性能の劣化の心配がな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ ステータ ３ ロータ ４ 回転軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータの下面に接着された圧電体によ
   りステータに進行波を生じさせ、ステータに圧接したロ
   ータをステータの進行波により駆動して回転させるよう
   にした超音波モータにおいて、ガラスまたは硬質樹脂か
   らなるロータを回転軸と一体に回転するように連結し、
   ステータおよびロータをケースで密封して、ケース内に
   液体を充填したことを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 ステータの中央部を保持するケース部分
   を、ステータをロータ側に付勢するダイヤフラム状に構
   成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波モー
   タ。