JPH0750878Y2 - 超音波モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、圧電素子により固定子
表面に表面波を生じさせ、その表面波を摩擦材を介在さ
せることなく移動子を兼用した皿バネに伝達して回転さ
せられるようにした超音波モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、圧電素子を取付けた固定子に表面
波を生じさせ、それを利用した超音波モータが注目を集
めている。本出願人の先の提案に係る超音波モータは、
図４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を介して移動子Ｄを重ね、移動子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、移動子Ｄの回転移動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。固定子Ｂは、表面波を大き
くするため、移動子側の面に多数の切溝を適宜間隔で設
け（各切溝間は、突条となるよう固定子外周部が肉厚に
形成されている。）、固定子全体を金属で形成してい
る。そして圧電素子に電圧が印加されると固定子表面
（各切溝間の突条）に大きな表面波が生じ、その表面波
を移動子が受けて回転するようになっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】前記の超音波モータ
は、固定子表面に生じる表面波を大きくして出力を大き
くするため、固定子表面に連続的な突条（各切溝間）を
形成している。固定子は圧電素子により表面波を生じさ
せるため金属製にしており、かつまた突条を形成するた
め肉厚にして多数の切溝を適宜間隔で形成している。し
かし、切溝の加工精度が要求されるために経済的でなか
った。また固定子表面から表面波を受ける移動子は、表
面波を受けて移動するためには、移動子が固定子表面に
対して滑らないようにするために両者間には摩擦材を設
けることが必要であった。そこで本考案は、固定子の突
条を設ける側の部分を合成樹脂あるいはゴムで容易に成
形できるようにし、また移動子を皿バネで兼用して皿バ
ネと固定子との間に摩擦材を介在させなくとも皿バネが
表面波を受けて回転できるようにすることを目的とす
る。

【０００４】

【課題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設けるとともに、他方の面に
多数の突条を放射状に設け、圧電素子で固定子の突条部
分に表面波を生じさせ、この表面波を利用して出力軸を
回転させる超音波モータにおいて、上記目的を達成し
た。そのため、固定子の圧電素子取付け側部分は金属あ
るいはセラミックにより形成するとともに、突条側部分
は合成樹脂あるいはゴムで成形して両者を接着すること
により固定子が形成され、出力軸に皿バネの内周基部が
固定されて、皿バネの外周部が固定子の突条に圧接され
ている構成とした。

【０００５】

【作用】上記手段において、圧電素子に電圧を印加する
ことにより、固定子表面に表面波を生じさせることがで
きる。表面波は固定子の突条で大きくなり、突条は合成
樹脂等で成形されているので滑りにくく、突条の表面部
が従来の超音波モータの摩擦材の機能を有する。よって
移動子を兼用する皿バネは固定子から表面波を受けて回
転する。また皿バネは出力軸に固定されているので、出
力軸も回転することになる。なお皿バネは、それ自体を
固定子に圧接させるバネ力を有し、両者間に適切な圧接
力を生じさせて、皿バネに固定子の表面波を有効に作用
させることができる。

【０００６】

【実施例】本考案の超音波モータの実施例を図１、２に
より説明する。円盤状の固定子１は、基板２に取付けら
れ、固定子１の基板側に多数の圧電素子３が取付けられ
て固定子１に表面波が生じるようになっている。固定子
１の外周部は肉厚に形成されてそれの基板側とは反対の
面に、多数の放射状切溝が設けられることにより各切溝
間に突条１ａを形成する。このように放射状に突条１ａ
を設けのは、固定子１に生じる表面波が突条１ａで大き
くできるためである。

【０００７】固定子１は図２に示されるように、金属あ
るいはセラミックで形成した圧電素子取付け側部分Ａ
と、その部分Ａに接着される環状基板に多数の突条１ａ
を放射状に設けた突条側部分Ｂとで構成され、突条側部
分Ｂは合成樹脂あるいはゴムにより全体を一体に成形さ
れている。また突条側部分Ｂの各突条１ａは、その環状
基板側の幅が環状基板の幅と同一であり、かつ移動子４
側の面は半径方向内側と外側がそれぞれ外端が低くなる
傾斜面に形成されている。このように突条１ａを形成し
たのは、固定子１に生じる表面波の振動モードのよい部
分を移動子４に作用させるためである。

【０００８】突条側部分Ｂを合成樹脂等により成形した
のは、前記のような形状の多数の突条１ａを加工精度よ
く容易に成形するためであり、しかも突条１ａの表面が
滑りにくくて、固定子１と移動子４との間に摩擦材を設
けなくとも後記する移動子に表面波を作用させて移動で
きるからである。

【０００９】固定子１の基板２側とは反対の面に、円盤
状の移動子４が重ねられ、移動子４は皿バネ５により固
定子側に圧接される。皿バネ５が移動子４と接する面に
は、摩擦部材６が設けられ、移動子４と皿バネ５は一体
に回転するようになっている。皿バネ５の基部は出力軸
７の鍔７ａに取付けられ、出力軸７の一端は基板２に設
けた軸受８に保持され、出力軸の他端はスラスト軸受９
に保持されて軸方向の位置が規制されるようになってい
る。スラスト軸受９は基板２に取付けたケース１０に保
持され、このようにして出力軸７の軸方向位置を規制す
ることにより皿バネ５が移動子４を固定子側に圧接でき
る。

【００１０】上記実施例では固定子１の表面波を移動子
４が受けて移動できるようにし、さらに皿バネ５を介し
て出力軸７が回転するようにしたが、図３に示すように
皿バネ１１に移動子の機能を持たせて移動子を不要に
し、固定子１の表面波を皿バネ１１が直接受けて回転さ
せる形式の場合にも本考案を適用できる。この場合、皿
バネ１１の内周基部が、出力軸７に突設されている鍔７
ａに係止片７ｂを介して取付けられ、皿バネ１１の外周
部が固定子１に放射状に設けられている突条１ａに、摩
擦材を介在させることなく直接圧接されている。そして
皿バネ１１は、それ自身のバネ力で固定子１に適切な力
で圧接され、固定子の表面波が皿バネ１１に作用して回
転させ、さらに鍔７ａを介して出力軸７が回転されるよ
うになっている。また図３の実施例の固定子１は前記の
図２に示される場合と同様に、金属あるいはセラミック
で形成した圧電素子取付け側部分Ａと、その部分Ａに接
着される環状基板に多数の突条１ａを放射状に設けた突
条側部分Ｂとで構成され、突条側部分Ｂは合成樹脂ある
いはゴムにより全体を一体に成形されている。その他の
構成作用は、前記実施例と同様である。なお前記実施例
では、移動子４が回転式のものであったが、直線移動さ
せる形式の超音波モータにも本考案を適用できる。

【００１１】

【考案の効果】本考案の超音波モータは、固定子に生じ
る表面波を、移動子を兼用する皿バネに直接作用させて
皿バネを回転させ、同時に回転軸を回転させることがで
きるので、部材を少なくできるとともに小型化が可能で
ある。また固定子表面に多数の突条を放射状に有する突
条側部分を合成樹脂などにより成形するようにしている
ので、製造が容易であり、しかも合成樹脂などにより形
成された突条の表面は滑りにくいので、移動子を兼用す
る皿バネと固定子との間に摩擦材を介在させなくとも皿
バネを回転することができ、同時に回転軸を回転するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の超音波モータの断面図である。

【図２】超音波モータの固定子の断面図である。

【図３】別実施例の超音波モータの断面図である。

【図４】先の提案の超音波モータの断面図である。

【符号の説明】

１ 固定子 １ａ 突条 ３ 圧電素子 ４ 移動子 ５ 皿バネ ７ 出力軸 １１ 皿バネ

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
   設けるとともに、他方の面に多数の突条を放射状に設
   け、圧電素子で固定子の突条部分に表面波を生じさせ、
   この表面波を利用して出力軸を回転させる超音波モータ
   において、 固定子の圧電素子取付け側部分は金属あるいはセラミッ
   クにより形成するとともに、突条側部分は合成樹脂ある
   いはゴムで成形して両者を接着することにより固定子が
   形成され、出力軸に皿バネの内周基部が固定されて、皿
   バネの外周部が固定子の突条に圧接されていることを特
   徴とする超音波モータ。