JP2743078B2 - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JP2743078B2 JP2743078B2 JP63325413A JP32541388A JP2743078B2 JP 2743078 B2 JP2743078 B2 JP 2743078B2 JP 63325413 A JP63325413 A JP 63325413A JP 32541388 A JP32541388 A JP 32541388A JP 2743078 B2 JP2743078 B2 JP 2743078B2
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- Japan
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- ultrasonic motor
- moving
- swing lever
- output shaft
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、固定子に生じた表面波により、固定子に圧
接した移動子を回転もしくは移動させるようにした超音
波モータに関し、特に超音波モータの始動性を向上させ
たものである。
接した移動子を回転もしくは移動させるようにした超音
波モータに関し、特に超音波モータの始動性を向上させ
たものである。
「従来の技術」 従来の回転型の超音波モータは、第５図に示すように
圧電素子Ａを円周状に取り付けた固定子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Ｂ側に皿バネ
Ｅで圧接させて、ロータが固定子の進行波を有効に受け
られるようになっている。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。
圧電素子Ａを円周状に取り付けた固定子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Ｂ側に皿バネ
Ｅで圧接させて、ロータが固定子の進行波を有効に受け
られるようになっている。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。
そして円周状の圧電素子を２区分して、それぞれ（π
/2）位相差のある高周波電圧を印加させて、固定子表面
に進行波を生じさせ、その進行波によりロータを回転さ
せるようになっている。
/2）位相差のある高周波電圧を印加させて、固定子表面
に進行波を生じさせ、その進行波によりロータを回転さ
せるようになっている。
「発明が解決しようとする課題」 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。
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。
従来の超音波モータは、ロータが固定子の進行波を有
効に受けるため皿バネでロータを固定子に圧接させてい
る。しかし被駆動装置を駆動する最大駆動力に見合う必
要な圧力をロータに常に加えておくことは始動性等に問
題が生じる。すなわち超音波モータを使用しないで保管
しておくと、ロータが固定子にハリツクという現象を生
じ、次に使用するときに始動しにくくなる。
効に受けるため皿バネでロータを固定子に圧接させてい
る。しかし被駆動装置を駆動する最大駆動力に見合う必
要な圧力をロータに常に加えておくことは始動性等に問
題が生じる。すなわち超音波モータを使用しないで保管
しておくと、ロータが固定子にハリツクという現象を生
じ、次に使用するときに始動しにくくなる。
そこで本発明は、停止時には、必要最低圧力がロータ
（移動子）と固定子間に作用するようにし、始動時に
は、徐々にロータが固定子に強く圧接されるようにし
て、超音波モータの始動性をよくすることを目的とす
る。
（移動子）と固定子間に作用するようにし、始動時に
は、徐々にロータが固定子に強く圧接されるようにし
て、超音波モータの始動性をよくすることを目的とす
る。
「課題を解決するための手段」 本考案の超音波モータは、固定子に生じた進行波を受
けて回転もしくは移動する移動子を、固定子との接触面
に平行な面で２分割し、両移動子部分をスプリング材を
介して揺動レバーで連結し、さらに両移動子部分の一方
に長孔を設けるとともに、他方に長孔へ挿入されて移動
が小間隔に制限される結合片を設けたことを特徴とす
る。
けて回転もしくは移動する移動子を、固定子との接触面
に平行な面で２分割し、両移動子部分をスプリング材を
介して揺動レバーで連結し、さらに両移動子部分の一方
に長孔を設けるとともに、他方に長孔へ挿入されて移動
が小間隔に制限される結合片を設けたことを特徴とす
る。
「作用」 上記手段の超音波モータが始動する場合、移動子と固
定子との間の圧接力が小さいので、固定子に生じた進行
波を固定子側の移動子部分が受けて小さな駆動力で少し
回転もしくは移動する。このとき固定子から遠い方の移
動子部分には出力軸を介して大きな負荷が作用している
ので移動することがなく、固定子側の移動子部分の移動
によりスプリング材が揺動レバーを押す力が増し、揺動
レバーが移動子部分を固定子側に押す分力が増す。この
ため固定子側の移動子部分を徐々に固定子に強く押しつ
け、進行波をより有効に受けて徐々に大きな駆動力で移
動する。そして結合片が長孔の端部に当たるまで移動
し、その後は結合片を介して両移動子部分が一体に移動
し、出力軸をも回転もしくは移動させる。
定子との間の圧接力が小さいので、固定子に生じた進行
波を固定子側の移動子部分が受けて小さな駆動力で少し
回転もしくは移動する。このとき固定子から遠い方の移
動子部分には出力軸を介して大きな負荷が作用している
ので移動することがなく、固定子側の移動子部分の移動
によりスプリング材が揺動レバーを押す力が増し、揺動
レバーが移動子部分を固定子側に押す分力が増す。この
ため固定子側の移動子部分を徐々に固定子に強く押しつ
け、進行波をより有効に受けて徐々に大きな駆動力で移
動する。そして結合片が長孔の端部に当たるまで移動
し、その後は結合片を介して両移動子部分が一体に移動
し、出力軸をも回転もしくは移動させる。
移動子が停止した後は、揺動レバーはスプリング力に
より結合片が長孔の前記と逆側の端部に当たるまで戻る
ので、移動子と固定子との間の圧接力は小さくなり、使
用することなく保管しておいても移動子が固定子にハリ
ツクことはなく、その後の超音波モータの始動性はよい
ものになる。
より結合片が長孔の前記と逆側の端部に当たるまで戻る
ので、移動子と固定子との間の圧接力は小さくなり、使
用することなく保管しておいても移動子が固定子にハリ
ツクことはなく、その後の超音波モータの始動性はよい
ものになる。
「実施例」 本発明を回転する形式の超音波モータについて第１〜
３図により説明する。
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
圧電素子２が取り付けられ、２区分した圧電素子にそれ
ぞれ（π/2）位相差のある高周波電圧を印加することに
より、固定子１に進行波が生じるようになっている。固
定子１の外周部は放射状の多数の切溝が設けられ、各切
溝間の突条３によりその進行波の振幅を大きくできるよ
うになっている。
圧電素子２が取り付けられ、２区分した圧電素子にそれ
ぞれ（π/2）位相差のある高周波電圧を印加することに
より、固定子１に進行波が生じるようになっている。固
定子１の外周部は放射状の多数の切溝が設けられ、各切
溝間の突条３によりその進行波の振幅を大きくできるよ
うになっている。
固定子１の放射突条３のある方の面に、円盤状の移動
子４を圧接させる。移動子４はその圧接面に平行な平面
で２分割され、移動子部分4a、4bが少し軸方向に離して
配置される。移動子部分4a、4bと固定子１との中央部に
は貫通孔が設けられており、それら貫通孔に出力軸５が
通される。出力軸５の移動子部分側に伝達板６が設けら
れ、この伝達板６が移動子部分4a、4bを固定子側に押す
ようになっている。伝達板６は、移動子部分4bの係合孔
に係合される突部6aを有し、移動子部分4bが伝達板６を
介して出力軸と一体に回転するようになっている。また
出力軸５の移動子部分4b側の端部はスラスト軸受７によ
り、出力軸５の他の側はラジアル軸受８により保持さ
れ、両軸受７、８はケーシング９に固定される。そして
出力軸５が軸方向に位置規制されることにより、出力軸
に固定される伝達板６が移動子部分を加圧するようにな
る。
子４を圧接させる。移動子４はその圧接面に平行な平面
で２分割され、移動子部分4a、4bが少し軸方向に離して
配置される。移動子部分4a、4bと固定子１との中央部に
は貫通孔が設けられており、それら貫通孔に出力軸５が
通される。出力軸５の移動子部分側に伝達板６が設けら
れ、この伝達板６が移動子部分4a、4bを固定子側に押す
ようになっている。伝達板６は、移動子部分4bの係合孔
に係合される突部6aを有し、移動子部分4bが伝達板６を
介して出力軸と一体に回転するようになっている。また
出力軸５の移動子部分4b側の端部はスラスト軸受７によ
り、出力軸５の他の側はラジアル軸受８により保持さ
れ、両軸受７、８はケーシング９に固定される。そして
出力軸５が軸方向に位置規制されることにより、出力軸
に固定される伝達板６が移動子部分を加圧するようにな
る。
移動子部分4aと4bとの間には軸方向の間隔があけられ
ており、両移動子部分4aと4bとを、第２、３図に示すよ
うに外周部数個所で、直列状に連結したスプリング材10
と揺動レバー11により連結する。
ており、両移動子部分4aと4bとを、第２、３図に示すよ
うに外周部数個所で、直列状に連結したスプリング材10
と揺動レバー11により連結する。
本実施例では揺動レバー11の外端を移動子部分4bに軸
支し、スプリング材10の外端を移動子部分4aに固定した
が、互いに逆側に取付けてもよい。このように両移動子
部分間をスプリング材を介して揺動レバーで連結して、
超音波モータの始動時にスプリング材10が揺動レバーに
作用する圧力が大きくなるようになっている。なお、揺
動レバーの一端がスプリング材に押されることにより両
移動子部分間長さが規制され、移動子部分が伝達板６に
より固定子側に加圧されるようになっている。
支し、スプリング材10の外端を移動子部分4aに固定した
が、互いに逆側に取付けてもよい。このように両移動子
部分間をスプリング材を介して揺動レバーで連結して、
超音波モータの始動時にスプリング材10が揺動レバーに
作用する圧力が大きくなるようになっている。なお、揺
動レバーの一端がスプリング材に押されることにより両
移動子部分間長さが規制され、移動子部分が伝達板６に
より固定子側に加圧されるようになっている。
移動子部分4aの外周部に円弧状長孔12を数個所に設
け、各長孔12に挿入させて移動量を規制する結合片13を
他の移動子部分4bに設けた。
け、各長孔12に挿入させて移動量を規制する結合片13を
他の移動子部分4bに設けた。
超音波モータの停止時には、スプリング材10により各
結合片13が他の移動子部分の長孔12の一端に引き寄せら
れた状態になっており、その状態で揺動レバー11は２つ
の移動子部分間長さを規制して移動子部分4aを固定子１
に比較的小さな力で押しつけるようになっている。超音
波モータの始動時には、移動子部分4aが固定子１の進行
波を受けて、スプリング材10のスプリング力に抗して少
し移動する。このとき他の移動子部分4bには、伝達板６
と出力軸５を介して被駆動装置の負荷が作用しているの
で、回転することはない。しかし、前記移動子部分4aが
少し回転して、揺動レバー11に加わるスプリング材10の
スプリング力が増加するとともに、所定の角度に接触し
ているレバーの分力のより、移動子部分4aが徐々に固定
子１を強く押し、移動子部分4aがより有効に進行波を受
けるようになる。そして各結合片13が長孔12の端部に当
った後は、両移動子部分4a、4bは一体に回転する。よっ
て移動子部分4bの移動は、伝達板６を介して出力軸７に
伝達され、容易に始動される。また超音波モータが停止
したときには、前記停止時のようにスプリング材10によ
り揺動レバー11が元に戻るので、移動子部分4aが固定子
１を押す力は比較的小さなものになる。
結合片13が他の移動子部分の長孔12の一端に引き寄せら
れた状態になっており、その状態で揺動レバー11は２つ
の移動子部分間長さを規制して移動子部分4aを固定子１
に比較的小さな力で押しつけるようになっている。超音
波モータの始動時には、移動子部分4aが固定子１の進行
波を受けて、スプリング材10のスプリング力に抗して少
し移動する。このとき他の移動子部分4bには、伝達板６
と出力軸５を介して被駆動装置の負荷が作用しているの
で、回転することはない。しかし、前記移動子部分4aが
少し回転して、揺動レバー11に加わるスプリング材10の
スプリング力が増加するとともに、所定の角度に接触し
ているレバーの分力のより、移動子部分4aが徐々に固定
子１を強く押し、移動子部分4aがより有効に進行波を受
けるようになる。そして各結合片13が長孔12の端部に当
った後は、両移動子部分4a、4bは一体に回転する。よっ
て移動子部分4bの移動は、伝達板６を介して出力軸７に
伝達され、容易に始動される。また超音波モータが停止
したときには、前記停止時のようにスプリング材10によ
り揺動レバー11が元に戻るので、移動子部分4aが固定子
１を押す力は比較的小さなものになる。
なお前記では固定子側の移動子部分4aに長孔を設け、
他の移動子部分4bに結合片を設けたが、それぞれ逆側の
移動子部分に設けてもよいものである。また、移動子部
分を伝達板６で押したが、出力軸に皿バネを取り付けて
移動子部分を固定子側に押してもよい。
他の移動子部分4bに結合片を設けたが、それぞれ逆側の
移動子部分に設けてもよいものである。また、移動子部
分を伝達板６で押したが、出力軸に皿バネを取り付けて
移動子部分を固定子側に押してもよい。
次に第２実施例を第４図により説明する。
前記実施例は一方向回転の超音波モータであったが、
本実施例は正逆両方向に回転する超音波モータの始動性
を向上させたものである。すなわち第４図に示すよう
に、移動子部分4aの数個所に、その平面と平行にロッド
21を保持部材22を介して摺動可能に保持し、保持部材22
の両側にそれぞれスプリング材23a、23bをはめ込んだ。
そしてロッド21の両端にそれぞれ揺動レバー24a、24bの
通孔に通して連結し、各揺動レバーの他端を他の移動子
部分4bにそれぞれ揺動可能に取り付ける。また伝達板６
は、両移動子部分4a、4bを揺動レバー24a、24bを介して
固定子１に押すようになっている、さらに移動子部分4a
に、数個の円弧状の長孔25を設け、この長孔25に挿入さ
れる結合片26を外側の移動子部分4bに設けた。その他の
構成は第１実施例と同一である。
本実施例は正逆両方向に回転する超音波モータの始動性
を向上させたものである。すなわち第４図に示すよう
に、移動子部分4aの数個所に、その平面と平行にロッド
21を保持部材22を介して摺動可能に保持し、保持部材22
の両側にそれぞれスプリング材23a、23bをはめ込んだ。
そしてロッド21の両端にそれぞれ揺動レバー24a、24bの
通孔に通して連結し、各揺動レバーの他端を他の移動子
部分4bにそれぞれ揺動可能に取り付ける。また伝達板６
は、両移動子部分4a、4bを揺動レバー24a、24bを介して
固定子１に押すようになっている、さらに移動子部分4a
に、数個の円弧状の長孔25を設け、この長孔25に挿入さ
れる結合片26を外側の移動子部分4bに設けた。その他の
構成は第１実施例と同一である。
以上の構成の超音波モータはその停止時に、前記２つ
のスプリング材23a、23bにより結合片26が長孔25の中央
部に位置される。そして超音波モータの始動時に移動子
部分4aが固定子の進行波を受けて、正転あるいは逆転方
向に移動する。このとき移動子部分4aの移動にともな
い、揺動レバー24a（24b）に作用するスプリング材の圧
力が増し、分力により揺動レバー24a（24b）が移動子部
分4aを徐々に固定子１に強く押しつけ、移動子部分4aが
より進行波を有効に受けるようになる。そして、結合片
26が長孔25のどちらかの端部に当った後、両移動子部分
4a、4bが一体に回転するようになっている。また超音波
モータが停止すると、揺動レバー24a、24bに作用するス
プリング材23a（23b）の圧力は元の圧に戻され、移動子
部分が固定子１を押す力は比較的小さくなる。
のスプリング材23a、23bにより結合片26が長孔25の中央
部に位置される。そして超音波モータの始動時に移動子
部分4aが固定子の進行波を受けて、正転あるいは逆転方
向に移動する。このとき移動子部分4aの移動にともな
い、揺動レバー24a（24b）に作用するスプリング材の圧
力が増し、分力により揺動レバー24a（24b）が移動子部
分4aを徐々に固定子１に強く押しつけ、移動子部分4aが
より進行波を有効に受けるようになる。そして、結合片
26が長孔25のどちらかの端部に当った後、両移動子部分
4a、4bが一体に回転するようになっている。また超音波
モータが停止すると、揺動レバー24a、24bに作用するス
プリング材23a（23b）の圧力は元の圧に戻され、移動子
部分が固定子１を押す力は比較的小さくなる。
なお、この実施例も長孔を前記と逆に移動子部分4b側
に取り付け、結合片を移動子部分4aに取付けてもよく、
揺動レバーとスプリング材の固定側についても同様であ
る。
に取り付け、結合片を移動子部分4aに取付けてもよく、
揺動レバーとスプリング材の固定側についても同様であ
る。
以上の説明では、回転式の超音波モータについて説明
したが、軌道状の固定子に沿って移動子が移動する形式
の超音波モータについても、本発明を同様に適用でき
る。
したが、軌道状の固定子に沿って移動子が移動する形式
の超音波モータについても、本発明を同様に適用でき
る。
「発明の効果」 本発明の超音波モータは、移動子を２分割して２つの
移動子部分間に設けた揺動レバーを介してスプリング材
による圧力の分力を固定子と移動子との間に加えること
により、始動後に負荷に見あった接触圧を両者間に生じ
させ、所定の出力を得ることができる。また停止時は移
動子が固定子に圧接される圧力が弱くて、ハリツキ現象
が生じず、始動性がよい。
移動子部分間に設けた揺動レバーを介してスプリング材
による圧力の分力を固定子と移動子との間に加えること
により、始動後に負荷に見あった接触圧を両者間に生じ
させ、所定の出力を得ることができる。また停止時は移
動子が固定子に圧接される圧力が弱くて、ハリツキ現象
が生じず、始動性がよい。
第１図は本発明の超音波モータの断面図、第２図は固定
子と移動子とを分解した状態の斜視図、第３図は超音波
モータの要部断面図、第４図は第２実施例の要部断面
図、第５図は従来の超音波モータの断面図である。 1;固定子、4a、4b;移動子 5;出力軸、6;伝達板 10;スプリング材、11;揺動レバー 12;長孔、13;結合片
子と移動子とを分解した状態の斜視図、第３図は超音波
モータの要部断面図、第４図は第２実施例の要部断面
図、第５図は従来の超音波モータの断面図である。 1;固定子、4a、4b;移動子 5;出力軸、6;伝達板 10;スプリング材、11;揺動レバー 12;長孔、13;結合片
Claims (1)
- 【請求項１】固定子の一方の面に圧電素子を設け固定子
の他方の面に移動子を圧接させ、固定子に生じる進行波
により移動子を回転もしくは移動させる超音波モータに
おいて、移動子を固定子との圧接面に平行な面で２分割
し、両移動子部分の対向面間をスプリング材を介して揺
動レバーで連結し、両移動子部分の一方に長孔を設ける
とともに、他方に長孔内へ挿入される結合片を設け、超
音波モータの始動時に揺動レバーがスプリング材に押さ
れることにより、移動子部分が固定子に徐々に強く圧接
されることを特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63325413A JP2743078B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63325413A JP2743078B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02174569A JPH02174569A (ja) | 1990-07-05 |
| JP2743078B2 true JP2743078B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=18176567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63325413A Expired - Fee Related JP2743078B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743078B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5245355B2 (ja) * | 2007-03-01 | 2013-07-24 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電駆動装置および電子機器 |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP63325413A patent/JP2743078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02174569A (ja) | 1990-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |