JP2546205B2 - 振動波モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は超音波モータの改良に関する。

「従来の技術」 従来、超音波モータの出力軸は一方向にのみ出してい
るものが一般的であった。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、このような従来の超音波モータでは、
出力軸が一方向のみであるため、出力の取り出しに自由
度が少なく、設計上使いにくい場合があるという問題点
があった。

マイクロモータに見られるように両端に軸を出すこと
も可能であるが、その場合でも両側の軸は同一部品であ
り、異なった出力や回転数を取り出す事は不可能であっ
た。

本発明は、コンパクトな構成で異なった出力や回転数
を両側から取り出すことができるようにした超音波モー
タを提供することを目的としている。

「問題点を解決する為の手段」 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするとこ
ろは、 第１の発明は、 モータハウジング（20）と、モータハウジング（20）
内に配置され、電気機械変換素子（31）と、該電気機械
変換素子（31）により励振される振動子（33）と、該振
動子（33）に生じる振動によって該振動子（33）の面上
を移動する相対運動部材（34）と、相対運動部材（34）
に固定された出力軸（35）とをそれぞれ有する一対の第
１の駆動ユニット（30a）および第２の駆動ユニット（3
0b）と、 前記第１の振動子（33）と第１の相対運動部材（34）
との加圧および前記第２の振動子（33）と第２の相対運
動部材（34）との加圧を行う単独の加圧手段（36）とを
備え、 前記加圧手段（36）は、加圧力が前記第１の振動子
（33）と第２の振動子（33）のそれそれに加わるように
前記第１の駆動ユニット（30a）と第２の駆動ユニット
（30b）との間に配置されていることを特徴とす振動波
モータに存し、 第２の発明は、 モータハウジング（20）と、モータハウジング（20）
内に配置され、電気機械変換素子（31）と、該電気機械
変換素子（31）により励振される振動子（33）と、該振
動子（33）に生じる振動によって該振動子（33）の面上
を移動する相対運動部材（34）と、相対運動部材（34）
に固定された出力軸（35,35）とをそれぞれ有する一対
の第１の駆動ユニット（30a）および第２の駆動ユニッ
ト（30b）と、 前記第１の駆動ユニット（30a）と第２の駆動ユニッ
ト（30b）との間に配置され、前記第１の振動子（33）
と第１の相対運動部材（34）との加圧および前記第２の
振動子（33）と第２の相対運動部材（34）との加圧を行
う単独の加圧手段（36）と、 該加圧手段（36）により加圧され、前記第１の振動子
（33）および第２の振動子（33）にそれぞれ結合した第
１および第２のカラー（39,39）とを備え、 前記加圧手段（36）は、前記第１および第２のカラー
（39,39）が一方向へ回転するときのみこの回転を伝達
することを特徴とする振動波モータに存する。

「作用」 第１の発明は、一対の第１の駆動ユニット（30a）お
よび第２の駆動ユニット（30b）において、第１の駆動
ユニット（30a）では、モータハウジング（20）内に配
置された電気機械変換素子（31）により振動子（33）が
励振される、振動子（33）に生じる振動によって相対運
動部材（34）が振動子（33）の面上を移動する。それに
より、相対運動部材（34）に固定された出力軸（35）が
回動する。

同様に、第２の駆動ユニット（30b）では、電気機械
変換素子（31）により振動子（33）が励振され、相対運
動部材（34）が振動子（33）の面上を移動し、相対運動
部材（34）に固定された出力軸（35）が回動する。

動作の際、加圧力が前記略駆動ユニットの振動子（3
3）のそれぞれに加わるように前記第１の駆動ユニット
（30a）と第２の駆動ユニット（30b）との間に配置され
ている単独の加圧手段（36）が、第１の振動子（33）と
第１の相対運動部材（34）との加圧および前記第２の振
動子（33）と第２の相対運動部材（34）との加圧を行っ
ている。

また、第２の発明は、さらに、第１および第２のカラ
ー（39,39）が加圧手段（36）により加圧されて、第１
の振動子（33）および第２の振動子（33）にそれぞれ結
合しており、加圧手段（36）は、第１および第２のカラ
ー（39,39）が一方向へ回転するときのみこの回転を伝
達する。

１つのモータハウジングに組込まれた２組のロータと
ステータとの駆動ユニットは、１つの加圧バネを共用し
てロータとステータとが圧接され、通電されたとき各駆
動ユニットのロータが回転する。

出力軸をモータ両端から取り出すことができ、各々異
なった作動をさせる事が可能であるのでモータ２台分の
働きを１つのモータで行なえる。

従ってカメラなどのスペース的に制約の多い製品に組
み込むのに好都合である。

「実施例」 以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説明する。
なお、各実施例につき同様の部位には同一符号を付し重
複した説明を省略する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示してい
る。

超音波モータ10は、モータハウジング20内に、２組の
駆動ユニット30a,30bを収容して成る。

駆動ユニット30a,30bは対称的で同様の構成をしてい
るので、対応する部材に同一符号を付し両者を同時に説
明する。

駆動ユニット30a,30bは、圧電素子31およびこの圧電
素子31により励振されるリング状弾性体32から成るステ
ータ33および、ステータ33に生じる超音波振動による進
行波によってステータ33の面上を回動するロータ34を組
み合わせて１組となっている。

超音波モータ10内に、ステータ33とロータ34とを組に
した２組の駆動ユニット30a,30bが組み込まれ、ハウジ
ング本体21の両側の開口22,22が、そのねじ部22aにねじ
部23aが螺合する蓋23により閉じられている。

駆動ユニット30a,30bは、ステータ33を内側にするよ
う組み込まれ、ロータ34に固結された出力軸35,35が軸
線方向を同一にした同一軸線上を両側に延び蓋23,23を
通して外部に延びている。

駆動ユニット30a,30bを離間させるよう付勢する加圧
ばね36が張設され、駆動ユニット30a,30bのステータ33
が加圧され、ロータ34とステータ33を圧着している。

ステータ33は外径がモータハウジング20のハウジング
本体21の内径部21aと嵌合しており、かつ回転防止のた
め溝33aがステータ33の外周の一部に有り、この溝33aに
入り込む様にモータハウジング20のハウジング本体21の
内周から突起21bが出ている。

ロータ34は蓋23の軸受部23bと出力軸35が嵌合してお
り、また逆側は出力軸35がステータ33の軸受部33aと嵌
合しているのでガタの発生が最少限に抑えられている。

ロータ34及びステータ33より成る駆動ユニット30a,30
bは対向して２組有り、各々は独立に回転する事が出来
る。なおモータハウジング20のハウジング本体21の中央
部の内径部21bが加圧ばね36の外形とゆるく嵌合してお
りばね36の位置を決めている。

各駆動ユニット30a,30bのステータ33の圧電素子31に
は、公知の方法で電圧を印加してステータ33の表面に超
音波振動による進行波を発生させるための電力供給用の
コード37が接続されている。

モータハウジング20には取付け用の腕24と穴25が両側
に張り出して固設されている（１つの裏側のため図示省
略）。ハウジング本体21の上部の穴26,26からは制御回
路に連結されるコード37,37が出ている。

次に作用を説明する。

コード37に通電すると、圧電素子31によりリング状弾
性体32が振動し、ステータ33に超音波振動による進行波
が発生する。ロータ34は加圧ばね36によりステータ33と
圧着しているので、公知の原理により回転をする。

駆動ユニット30a,30bをそれぞれ動作させることによ
り、回転出力を両側の出力軸35,35から取り出すことが
できる。通電や制御の仕方を変えることにより、一方の
みを動作させたり、両者の動作を異らせたり、両者を同
時に動作させたりするなど、自由度のある利用を図るこ
とができる。

第３図は第２実施例を示している。

本実施例は、駆動ユニット30a,30bの出力軸35,35を軸
線方向を同一ではあるが偏心させて配置したものであ
る。

本実施例でも、駆動ユニット30a,30bを適宜動作させ
ることにより多様に取り出すことができる。出力軸35,3
5が偏心していることを利用して近傍の部材の配置を工
夫することができる。

第４図は第３実施例を示している。

駆動ユニット30a,30bの出力軸35,35の内方の端部を角
軸35a,35aとし、角軸35a,35aにそれぞれカラー39,39を
嵌合させてある。

カラー39,39に加圧ばね36を巻き付けて駆動ユニット3
0a、30bのステータ33,33を加圧している。加圧ばね36
は、カラー39が巻き締め方向に回転する場合は回転を伝
達し、巻き戻し方向に回転するときは滑るクラッチ機構
を構成している。第４図において、出力軸35の巻き方向
を矢印で示した方向を回転伝達可能な巻き方向とし、こ
の方向を正回転とする。

正回転のとき駆動ユニット30a,30bのロータ34,34の回
転はクラッチ機構の加圧ばね36により相互に伝達され
る。したがって、一方のみ駆動した場合、他方も同一の
回転位相で回動し、駆動ユニット30a,30bの一方のみの
駆動制御で両側の出力軸35,35から出力を取り出すこと
ができる。

また、一方を正回転させ、他方をそのホロワとしてお
いて、適当なタイミングで他方を逆回転させれば加圧ば
ね36とカラー39とが滑り、ブレーキとして使うことがで
きる。

「発明の効果」 本発明に係る超音波モータによれば、１つのモータハ
ウジング内に２つの駆動ユニットを組み込み、両者の加
圧を１つの加圧手段により行なっているので、コンパク
トでありながら２つの独立した出力軸を持った極めて利
用価値の高い超音波モータを提供することができる。

また、２つの駆動ユニットを点対象にしたものは、そ
の関係を利用して部材の配置を効率的にすることが可能
となる。駆動ユニットの間に加圧手段とカラーを介在さ
せたものは、両ユニットの駆動力をさらに多様に使い分
けることができる。例えばブレーキとして使うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示してお
り、第１図は超音波モータの縦断面図、第２図は同じく
外観斜視図、第３図および第４図はそれぞれ第２実施例
および第３実施例に係る超音波モータの縦断面図であ
る。 10……超音波モータ、20……モータハウジング 21……ハウジング本体、23……蓋 30a,30b……駆動ユニット 33……ステータ、34……ロータ 35……出力軸、36……加圧ばね

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータハウジングと、 該モータハウジング内に配置され、第１の電気機械変換
   素子と、該第１の電気機械変換素子により励振される第
   １の振動子と、該第１の振動子に生じる振動によって該
   第１の振動子の面上を移動する第１の相対運動部材と、
   該第１の相対運動部材に固定された第１の出力軸とを有
   する第１の駆動ユニットと、 前記モータハウジング内に配置され、第２の電気機械変
   換素子および該第２の電気機械変換素子により励振され
   る第２の振動子と、該第２の振動子に生じる振動によっ
   て該第２の振動子の面上を移動する第２の相対運動部材
   と、該第２の相対運動部材に固定された第２の出力軸と
   を有する第２の駆動ユニットと、 前記第１の振動子と第１の相対運動部材との加圧および
   前記第２の振動子と第２の相対運転部材との加圧を行う
   単独の加圧手段とを備え、 前記加圧手段は、加圧力が前記第１の振動子と第２の振
   動子のそれぞれに加わるように前記第１の駆動ユニット
   と第２の駆動ユニットとの間に配置されていることを特
   徴とする振動波モータ。
2. 【請求項２】前記第１の駆動ユニトと第２の駆動ユニッ
   トとは、面対称に配置されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の振動波モータ。
3. 【請求項３】前記第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニ
   ットとは、点対称に配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の振動波モータ。
4. 【請求項４】前記振動子と相対運動部材とは、リング形
   状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   振動波モータ。
5. 【請求項５】モータハウジングと、 該モータハウジング内に配置され、第１の電気機械変換
   素子と、該第１の電気機械変換素子により励振される第
   １の振動子と、該第１の振動子に生じる振動によって該
   第１の振動子の面上を移動する第１の相対運動部材と、
   該第１の相対運動部材に固定された第１の出力軸とを有
   する第１の駆動ユニットと、 前記モータハウジング内に配置され、第２の電気機械変
   換素子および該第２の電気機械変換素子により励振され
   る第２の振動子と、該第２の振動子に生じる振動によっ
   て該第２の振動子の面上を移動する第２の相対運動部材
   とを有する第２の駆動ユニットと、 前記第１の駆動ユニットと第２の駆動ユニットとの間に
   配置され、前記第１の振動子と第１の相対運動部材との
   加圧および前記第２の振動子と第２の相対運動部材との
   加圧を行う単独の加圧手段と、 該加圧手段により加圧され、前記第１の振動子および第
   ２の振動子にそれぞれ結合した第１および第２のカラー
   とを備え、 前記加圧手段は、前記第１および第２のカラーが一方向
   へ回転するときのみこの回転を伝達することを特徴とす
   る振動波モータ。