JPH07250488A

JPH07250488A - 超音波モータ

Info

Publication number: JPH07250488A
Application number: JP6040245A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kobayashi; 正典小林
Original assignee: Oriental Motor Co Ltd
Current assignee: Oriental Motor Co Ltd
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】運転中、不要振動や異常音の発生を防止す
る。【構成】環状に形成した弾性体３に電気−超音波変換
素子４を接合した固定子２と、皿ばね状に形成された円
板部１６ａの周辺に環状部材１６ｂが一体的に形成され
た回転子部１６と出力軸７とを結合した回転子５とから
成り、固定子２の弾性体３の表面に回転子５の環状部材
１６ｂを、円板部１６ａにより押圧しながら、摩擦摺動
させるとともに、変換素子４を高周波電圧で励振して、
弾性体３表面に進行波を発生させ、回転子５を駆動する
超音波モータ１であって、回転子部１６の円板部１６ａ
と環状部材１６ｂとの間に、円板部１６ａの周辺に沿っ
て、弾性部材２０を挿設し、回転時に発生する出力軸７
と平行する方向の振動や異常音を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波モータに関し、特
に該モータの運転中、回転子に発生される不要振動や異
常音の発生を防止する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波モータとしては、
その断面が、例えば図８に示すようなものがある。同図
において、超音波モータ１の固定子２は、金属などの弾
性体３を円環状に形成し、これに複数個の超音波振動子
４を接合したものであり、回転子５は、互いに固着され
た回転子部６と出力軸７から成る。

【０００３】前記回転子５の回転子部６は、皿ばね状に
形成された円板部６ａの全円周辺に、前記弾性体３の表
面に摩擦摺動する環状部材６ｂが一体的に形成されてい
る。同時に、皿ばね状に形成された前記円板部６ａによ
り、前記環状部材６ｂは、前記弾性体３の表面に摩擦摺
動できる程度に押圧されている。

【０００４】なお、前記環状部材６ｂと前記弾性体３と
の間には、図示しない薄いシート状のスライダが挿設さ
れている。同図で、８，９は軸受、１０はケーシングで
ある。

【０００５】今、前記超音波振動子４の各素子を、ある
位相差をもつ高周波電圧で、順次励振すると、各素子が
発生する縦振動と横振動とが合成されて、前記弾性体３
の表面上に、一方向に進行波が発生する。このため、前
記回転子５の回転子部６が、弾性体３との摩擦力によっ
て摺動するように駆動され、前記出力軸７から機械的出
力を取り出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の超音波モータ１にあっては、前記超音波振動
子４の各素子を、順次励振すると、各素子が発生する駆
動のための有用な振動のほかに、前記回転子５の回転に
よって発生する不要振動が混在するため、前記モータ１
の特定の回転数範囲において、不要振動，異常音や回転
むらが発生するという問題点があった。

【０００７】このため、前記回転子５の回転子部６の形
状やその剛性を変えたり、異種材料の張り合わせなどが
試みられたが、異常音の発生領域が移動するのみであっ
たり、駆動のための進行波の発生に影響し、超音波モー
タとしての特性の劣化を伴うという問題点もあった。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
そのひとつの目的は前記問題点を解消し、運転中、不要
振動や異常音の発生を防止した超音波モータを提供する
ことにある。

【０００９】本発明の他の目的は、前記問題点を解消
し、回転むらの発生を防止し、該モータのトルクに対す
る回転数の特性を改善した超音波モータを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、環状に形成した弾性体に電気−超音
波変換素子を接合した固定子と、皿ばね状に形成された
円板部の周辺に環状部材が一体的に形成された回転子部
と出力軸とを結合した回転子とから成り、前記固定子の
弾性体の表面に前記回転子の環状部材を、前記円板部に
より押圧しながら、摩擦摺動させるとともに、前記変換
素子を高周波電圧で励振して、前記弾性体表面に進行波
を発生させ、前記回転子を駆動するモータにおいて、次
のとおりである。

【００１１】（１）前記回転子部の前記円板部と前記
環状部材との間に、該円板部の周辺に沿って、例えばゴ
ム系材などの弾性部材を挿設し、回転時に発生する前記
出力軸と平行する方向の不要振動や異常音の発生を防止
することを特徴とする。

【００１２】（２）前記（１）の前記回転子部の前記
環状部材が、前記円板部の周辺から前記出力軸中心に向
って、折り曲げられるように形成されることを特徴とす
る。

【００１３】（３）前記（１）または（２）の前記弾
性部材が、前記円板部の周辺に沿って等分割された複数
箇所に、動的平衡をとって挿設されることを特徴とす
る。

【００１４】（４）前記（１）また（２）の前記弾性
部材の断面形状が、円形，楕円形，四角形，多角形のい
ずれかであることを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明は、以上説明したように構成されている
ので、前記回転子部の該円板部の剛性を変えることな
く、その周辺に沿って挿設された、例えばゴム系材など
からなる弾性部材により、モータ回転時に発生する不要
振動、特に前記出力軸と平行する方向の振動や、異常音
を抑制、または防止することができる。出力軸と平行方
向の不要振動の抑制により、回転子と固定子の接触が安
定し、回転むらの減少と、トルク−回転数特性の改善が
できる。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明の超音波モ
ータの一実施例を示す構成断面図であり、図８と同一部
材には同一符号を付してその説明を省略する。

【００１７】図１において、２０は弾性部材であり、該
弾性部材２０は、前記回転子５の回転子部６における円
板部６ａと、該円板部６ａの周辺から前記出力軸７に平
行する方向に、一体的に形成された断面がほぼ矩形状の
環状部材６ｂとの間で、その間に形成された平行周辺溝
６ｃ内に挿設されている。

【００１８】前記弾性部材２０の材質は、例えば天然ゴ
ム，合成ゴムなどを含むゴム系材で、機械的振動を吸収
する弾性材であればよい。その断面形状は図１に示すよ
うに矩形を含む四角形のほか、多角形，円形，楕円形な
どのいずれでもよい。

【００１９】前記弾性部材２０を、前記回転子部６の前
記周辺溝６ｃに挿設する際は、その弾性が、特にスラス
ト方向，すなわち前記出力軸と平行する方向の振動や異
常音を吸収するように、図１で上下方向に挾着または接
着する。

【００２０】図２は、前記回転子５の出力軸７に固着さ
れた回転子部６の変形例を示す断面図である。図２にお
いて、前記出力軸７に固着された回転子部１６は、その
円板部１６ａは皿ばね状に形成されており、その周辺に
一体的に形成される環状部材１６ｂは、該周辺から前記
出力軸７の中心に向って、折り曲げられるように形成さ
れる。

【００２１】そして、前記円板部１６ａと該環状部材１
６ｂとの間の平行周辺溝１６ｃの全周辺に前記弾性部材
２０と同様な材質で、断面形状が楕円形の弾性部材２１
が挿設されている。

【００２２】図３は、図２のIII −III 線矢視による回
転子５の底面図であり、前記弾性部材２１が、前記回転
子部１６の周辺溝１６ｃの全周辺に挿設されている。

【００２３】図４および図５は、前記図３と同様な図
で、前記弾性部材２１，２１が、前記回転子部１６の周
辺溝１６ｃの全周辺を、それぞれ２等分割および４等分
割されたそれぞれ２箇所および４箇所の周辺溝１６ｃ
に、部分的に挿設された場合を示し、同様な作用を行わ
せている。

【００２４】図５の場合、前記弾性部材２１，２１を、
前記回転子部１６の回転時における動的平衡をとって挿
設すれば、回転子部１６の慣性能率を低減させることが
できる。

【００２５】図６は、本実施例による超音波モータのト
ルクに対する回転数の比較特性図で、弾性部材２１とし
てのゴム部材を、図４に示すように２箇所に挿設したも
のと、挿設しないものとの特性図である。なお、ゴム部
材の断面は矩形である。

【００２６】図７は、本実施例と固定子２の形状が若干
異なった場合の超音波モータのトルクに対する回転数の
比較特性図で、弾性部材２１としてのゴム部材を、図３
に示すように、周辺溝１６ｃの全周に挿設したものと、
挿設しないものとの特性図である。なお、ゴム部材の断
面は矩形である。

【００２７】図６および図７から分るように、両者の比
較特性図の傾向は、ほぼ同様で、弾性部材２１としての
ゴム部材を挿設しない超音波モータには、不要振動や異
常音が過大に現われるが、ゴム部材を挿設した超音波モ
ータには、前記不要振動や異常音が抑制、または防止さ
れている。同時に、前記トルクに対する回転数の特性が
可成り改善されている。

【００２８】すなわち、回転むらが抑制され、高トルク
まで安定した、回転数が連続して得られ、回転数の不連
続な落ち込みがなくなる。また、負の負荷が加わる巻き
下げ運転において、異常音を発生させずに、大きな負荷
まで使用することができる。

【００２９】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更，付加が可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の超音波モータによれば、各請求項については、前記回
転子部の前記円板部と前記環状部材との間に、該円板部
の周辺に沿って、弾性部材を挿設したので、回転時に発
生する前記出力軸と平行する方向の不要振動や異常音の
発生を防止することができる。

【００３１】また、同時に、回転時の回転むらが防止さ
れるので、該超音波モータのトルクに対する回転数の特
性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波モータの一実施例を示す構成断
面図である。

【図２】図１の回転子５の回転子部６の変形例を示す断
面図である。

【図３】図２のIII −III 線矢視による回転子５の底面
図である。

【図４】図３の変形例を示す回転子５の底面図である。

【図５】図３の他の変形例を示す回転子５の底面図であ
る。

【図６】本実施例による超音波モータのトルクに対する
回転数の比較特性図である。

【図７】本実施例と固定子の形状が若干異なった場合の
超音波モータのトルクに対する回転数の比較特性図であ
る。

【図８】従来の超音波モータを示す構成断面図である。

【符号の説明】１超音波モータ２固定子３弾性体４超音波振動子５回転子６，１６回転子部６ａ，１６ａ円板部６ｂ，１６ｂ環状部材６ｃ，１６ｃ周辺溝２０，２１弾性部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状に形成した弾性体に電気−超音波変
換素子を接合した固定子と、皿ばね状に形成された円板
部の周辺に環状部材が一体的に形成された回転子部と出
力軸とを結合した回転子とから成り、前記固定子の弾性
体の表面に前記回転子の環状部材を、前記円板部により
押圧しながら、摩擦摺動させるとともに、前記変換素子
を高周波電圧で励振して、前記弾性体表面に進行波を発
生させ、前記回転子を駆動するモータにおいて、前記回転子部の前記円板部と前記環状部材との間に、該
円板部の周辺に沿って、弾性部材を挿設し、回転時に発
生する前記出力軸と平行する方向の不要振動や異常音の
発生を防止することを特徴とする超音波モータ。
【請求項２】前記回転子部の前記環状部材が、前記円
板部の周辺から前記出力軸中心に向って、折り曲げられ
るように形成されることを特徴とする請求項１に記載の
超音波モータ。
【請求項３】前記弾性部材が、前記円板部の周辺に沿
って等分割された複数箇所に、動的平衡をとって挿設さ
れることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
超音波モータ。
【請求項４】前記弾性部材の断面形状が、円形，楕円
形，四角形，多角形のいずれかであることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の超音波モータ。