JPH08228492A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波モータにおいて、周囲温度が変化して
も、ロータの回転数が安定し、超音波モータの信頼性を
高めるものである。 【構成】 上記ステータ１３は、ロータ６との接触面に
所定のピッチで溝１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを形成し、こ
の溝１４Ａの深さをＡ１、溝１４Ｂの深さをＡ２、溝１
４Ｃの深さをＡ３に、サイクリックに形成するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信頼性の高い超音波モ
ータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の超音波モータを示す概略
断面図であり、一例として、ステータの外径が６０ｍｍ
の超音波モータに実施した場合である。図において、１
は取り付け用の支持部材であり、この支持部材１は、ベ
アリング用穴１Ａ、ステータ用ねじ穴１Ｂ、取付け穴１
Ｃを備えている。２は円盤状のステータであり、このス
テータ２は、弾性体で作られており、ベアリング用穴２
Ａ、取付け穴２Ｂを備えており、その周辺部上面側に
は、一部詳細な断面図を図６に示すように、均一な深さ
（その深さをＡ、ステータ２の厚さをＣとする）の複数
の溝２Ｃが切られて、複数の突起２Ｄが形成される。

【０００３】３はベアリング、４は出力回転軸であり、
この出力回転軸４は、ベアリング３により回転自在に軸
支される。５は進行波発生手段であり、この進行波発生
手段５は、ステータ２の周辺部下面側に接着固定されて
おり、リング状の圧電体（図示せず）と、この圧電体
（図示せず）の一方の面に形成した個別電極（図示せ
ず）と、この圧電体（図示せず）の他方の面に形成した
Ｃ字形のＳＩＮ電極（図示せず）およびＣ字形のＣＯＳ
電極（図示せず）とを備え、進行波を発生する。６はロ
ータであり、このロータ６は、円盤状に形成されてお
り、例えば６角形の透穴６Ａが形成されている。このロ
ータ６の透穴６Ａは出力回転軸４の６角形部４Ｂに嵌合
する。また、このロータ６の周辺部６Ｂの下面側は、凸
状に形成され、ステータ２の周辺部に形成された複数の
突起２Ｄに圧接される。

【０００４】７は皿バネであり、この皿バネ７は、例え
ば６角形の透穴７Ａが形成されている。８は押圧部材で
あり、押圧部材８は、その中心部に透穴８Ａが形成さ
れ、しかも、その周辺部下面側には６角形状の突起８Ｂ
が形成され、この６角形状の突起８Ｂに皿バネ７の６角
形の透穴７Ａが嵌合する。９はネジであり、このネジ９
は、出力回転軸４のネジ部４Ａにねじ込まれ、押圧部材
８を介して皿バネ７を押圧して固定する。１０は回転軸
用ワッシャー、１１はネジであり、このネジ１１は、出
力回転軸４のネジ部４Ｃにねじ込まれる。１２はネジで
あり、このネジ１２は、ステータ２の取付け穴２Ｂを通
して支持部材１のステータ用ねじ穴１Ｂにねじ込むこと
によって、ステータ２を支持部材１に一体の固定するこ
とができる。

【０００５】次に、上記構成の超音波モータの回転動作
について簡単に説明する。まず、出力回転軸４のネジ部
４Ａにネジ９をねじ込むことにより、皿バネ７は押圧部
材８を介して押圧される。このため、この皿バネ７のば
ね圧により、ロータ６は押圧されて、ステータ２の周辺
部に形成された複数の突起２Ｄに圧接される。そこで、
進行波発生手段５に駆動信号を加えると、この進行波発
生手段５は進行性の振動をするため、この進行波発生手
段５が接着固定されているステータ２の突起２Ｄは増幅
された進行波で振動をする。この進行波により、ロータ
６が回転動作し、このロータ６の回転動作は出力回転軸
４の６角形部４Ｂで回転伝達され、出力回転軸４は回転
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波モータは、ステータの溝の深さがすべて同じであ
り、突起の高さもすべて同じである。このため周囲温度
が変化し、ステータ自身の温度が変化すると、圧電体を
駆動する駆動信号の周波数とステータの共振周波数との
間にずれが生じ、起動しにくくなったり、ロータの回転
数の変動が大きくなるなど、信頼性が低下するという問
題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波モー
タは、ステータと、このステータの周辺部下側に接着固
定し、進行性の振動波を発生する圧電体と、このステー
タの周辺部上側に圧接し、このステータの周辺部上側に
増幅されて生ずる進行波振動によって回転するロータ
と、このロータの駆動回転を外部に取り出すための出力
手段とを備えた超音波モータにおいて、上記ステータ
は、ロータとの接触面に所定のピッチで溝が形成されて
おり、この溝の深さを第１の深さ〜第Ｎの深さに形成す
ると共に、第１の深さ〜第Ｎの深さをサイクリックに形
成するものである。

【０００８】

【作用】本発明は、周囲温度が変化しても、起動性が安
定し、またロータの回転数が変動せず、超音波モータの
信頼性を高めることができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明に係るの超音波モータの一実
施例を示す概略断面図であり、一例として、ステータの
外径が６０ｍｍの超音波モータに実施した場合である。
図において、１３は円盤状のステータであり、このステ
ータ１３は、弾性体で作られており、ベアリング用穴１
３Ａ、取付け穴１３Ｂを備えており、その周辺部上面側
には、一部詳細な断面図を図２に示すように、例えば、
深さが異なる３種類の溝、詳細には深さＡ１の第１の溝
１４Ａ、深さＡ２の第２の溝１４Ｂ、および深さＡ３の
第３の溝１４Ｃが所定のピッチでサイクリックに形成さ
れる。そして、この第１の溝１４Ａ、第２の溝１４Ｂ、
および第３の溝１４Ｃによって、突起１５が複数個形成
され、約４０ｋＨｚの駆動信号を加えた場合、ステータ
１３には９山（波）の進行波ができる。

【００１０】なお、ステータ１３の厚さがＣ＝３．７５
のとき、第１の溝１４Ａの深さＡを１＝１．３５とし、
第２の溝１４Ｂの深さをＡ２＝１．４１とし、第３の溝
１４Ｃの深さをＡ３＝１．４８とした場合、温度対周波
数特性は、図３の直線Ｘに示すように安定化する（な
お、直線Ｙは従来の超音波モータの温度対周波数特性で
ある）。

【００１１】上記の実施例では、円盤状のステータ１３
に、第１の溝１４Ａ、第２の溝１４Ｂ、第３の溝１４Ｃ
を所定のピッチで、サイクリックに形成する場合につい
て説明したが、これに限定することなく、Ｎ種類の溝す
なわち第１の溝１４Ａ〜第Ｎの溝１４Ｎを所定のピッチ
で、サイクリックに形成する場合についても同様にでき
ることは、もちろんであり、広い駆動周波数の範囲にお
いて、その周囲温度に対して、安定に回転動作をするも
のである。

【００１２】また、図４は、例えば、第１の溝１４Ａを
２個、第２の溝１４Ｂを４個、第３の溝１４Ｃを１個、
所定のピッチで、サイクリックに形成する場合であり、
温度対周波数特性は、同様に安定化することはもちろん
である。このように、円盤状のステータ１３に設けた溝
の数は、山（波）の数の整数倍としてもよい。

【００１３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る超音波モータによれば、周囲温度が変化しても、ロ
ータの回転数が安定し、超音波モータの信頼性を高める
ことができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波モータの一実施例を示す詳
細な断面図である。

【図２】図１のステータの一部詳細な側面図である。

【図３】図１の温度対周波数特性を示す図である。

【図４】図１のステータの他の実施例を示す一部詳細な
側面図である。

【図５】従来の超音波モータを示す詳細な断面図であ
る。

【図６】図５のステータの一部詳細な側面図である。

【符号の説明】

１３ ステータ １４Ａ 第１の溝 １４Ｂ 第２の溝 １４Ｃ 第３の溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータと、このステータの周辺部下側
   に接着固定し、進行性の振動波を発生する圧電体と、こ
   のステータの周辺部上側に圧接し、このステータの周辺
   部上側に増幅されて生ずる進行性の振動波によって回転
   するロータと、このロータの駆動回転を外部に取り出す
   ための出力手段とを備えた超音波モータにおいて、 上記ステータは、ロータとの接触面に所定のピッチで溝
   が形成されており、この溝の深さを第１の深さ〜第Ｎの
   深さに形成すると共に、この第１の深さ〜第Ｎの深さを
   サイクリックに形成することを特徴とする超音波モー
   タ。
2. 【請求項２】 上記第１の深さ〜第Ｎの深さの溝が、そ
   れぞれ進行波の山（波）数の整数倍であることを特徴と
   する請求項１記載の超音波モータ。