JPH02211075A

JPH02211075A - 超音波モータ

Info

Publication number: JPH02211075A
Application number: JP1030757A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Sawada; 之彦沢田; Takenao Fujimura; 毅直藤村; Hiroyuki Imabayashi; 浩之今林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、超音波モータに係り、特に超音波モータにお
けるロータの圧着力調整後の圧着力の変化を防止する装
置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、超音波モータは、所定の回転数を持続させるた
めに常に結合子とロータ間の圧着力を適切に保持させる
必要がある。このために装着したボルト等を常に確実な
締め付は状態に維持する必要がある。

上記従来技術としては、例えば特開昭６２−２１７８７
６号公報に開示された超音波モータ及び第１４図に示す
超音波モータが知られている。

特開昭６２−２１７８７６号の超音波モータは、第１３
図に示すように、ドーナツ状円板からなる圧電体１．２
の電極面にリード線を接続した金属薄体状の端子板３．
４をそれぞれ重ね、この圧電体１．２をアルミニウム円
板５，６でサンドイッチ状に挟むとともに、上側のアル
ミニウム円板５の端面に結合子７を配置し、これらの各
部材をキャップボルト８により締付けて一体化しである
。

更に、結合子にはロータ９が回転自在に取付けられてい
る。

このロータ９は、その上部に中空パイプ状の出力シャフ
ト１０が設けられ、出力シャフト１０の内部のベアリン
グ１１に通したボルト１２の螺子部をロータ９の孔９ｂ
から突出させて結合子７の圧着面７ａの螺子孔１３に螺
合装着し、かつボルト１２の頭部とベアリング１１との
間に圧縮して装着した圧着ばね１４の弾性力でロータ９
の圧着面９ａと結合子７の圧着面７ａとを密接に接合構
成しである。

一方、第１４図に示した超音波モータは、ロータ１５が
、その上端面に形成された円形の凹部１６内に設けたベ
アリング１７に通したボルト１９を介して結合子２０に
回転自在に取付けられている。ボルト１９は、胴部１９
ａと胴部１９ａより小径の螺子部１９ｂが設けられ、螺
子部１９ｂを結合子２０に設けた螺子孔２１と螺合装着
し、かつポル）１９の頭部とベアリング間に圧縮して設
けた圧着ばねの弾力でロータ１５が結合子２０の圧着面
２０ａと密接に接合構成されている。

〔発明が解決しようとする課題点〕しかしながら、上記従来の超音波モータには、以下のよ
うな問題点があった。

即ち、特開昭６２−２１７８７６号の超音波モータにあ
っては、超音波振動により結合子７とロータ９間が離間
してしまうので、螺合部にロック剤を塗布しているが、
組立作業中螺子部が中途半端な位置で停まっているため
ロック剤が硬化する迄の間に不用意に触れたり、または
振動などによって回転軸が回転してしまったりする虞れ
があるので、常にその取り扱いには注意が必要という問
題点があった。またロック剤を用いるためメンテンナン
スや修理時、更に、再調整が生じた時においては、−旦
硬化したロック剤を剥がして分解するということが不可
能に近く、従って不良となるなどの問題点があった。

一方、第１４図に示した超音波モータにあっては、作業
工程中ボルト１９を適当な所迄締めてお（か、または胴
部１９ａの長さ寸法の異なるボルト１９までの都度遺灰
的に使用し段部１９ｃが結合子２０に確実に当接する迄
締め付けられているが、いずれも超音波による振動によ
り、簡単にその締付は部は緩んでしまい生産上の工数が
多く必要とし、かつ完全な緩み止め防止にはならないと
いう問題点があった。さらに、ボルト１９を選択的に使
用する場合、ボルト１９を数多く準備しなければならず
不経済となる等の問題点かあワた。

本発明は、上記従来の超音波モータの問題点に鑑みてな
されたものであって、ロータと結合子とを所望の圧着力
により常時一定に保有し、ロータと結合子間の緩みを防
止し、かつ、超音波モータ全体の緩みをも防止し得る超
音波モータを提供することを目的とするものである。

ＣＲＢを解決するための手段〕上記目的を達成するために、本発明の超音波モータは、
超音波楕円振動を発生させる面にロータを圧着しロータ
を回転させる超音波モータにおいて、上記超音波モータ
を貫通して設けた貫通ボルトとその先端部に設置され超
音波モータを締付ける圧着力調整部材間に弾性体又は弾
塑性体からなる把持部材を介在するとともに、上記把持
部材を押圧して上記圧着力調整部材による締付は位置を
保持する部材を設けることにより構成しである。

〔作　用〕

上記構成の超音波モータにおいては、圧着力調整部材に
より締付けてロータと結合子間の圧着力が所望の押圧力
に調整される。その後、上記圧着力調整、部材の締付は
位置を保持する部材を動作させることにより把持部材が
押圧され、貫通ボルト及び把持部材と圧着カー整部材間
あるいは貫通ボルトと把持部材間に生じる摩擦力により
上記圧着力調整部材の締付は位置の変動が防止され、ロ
ータと結合子間の圧着力が一定に維持されるとともに、
超音波モータ全体についても緩みが防止される。

〔実　施　例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

（第１実施例）第１図は、本発明に係る超音波モータ３０の第１実施例
を示し、第１図は超音波モータ３０の一部を破截した正
面図、第２図は超音波モータ３０の分解斜視図である。

超音波モータ３０は、第１図及び第２図に示すように、
端子板３１ａを設けた圧電素子３１と、圧電素子３１の
下側に配設したカラー３２と、圧電素子３１の他側に配
設され梁３３を有する結合子３４と、梁３３の楕円振動
発生面３３ａに当接保持されるロータ３５と、ロータ３
５上に突設される先端を有する貫通ボルト３６と貫通ボ
ルト３６の先端部に螺合される圧着力調整用ナツト３７
と、圧着力調整用ナツト３７の回動を防止する回動防止
具３８等より構成されている。

結合子３４は、基部である円板部３９と梁３３とより構
成され、円板部３９の軸心８周辺及びロータ３５の反回
転方向の側面４０を軸心ａに対して軸対称にし、さらに
、両梁３３の梁下部４１を残した状態でホーン形状に形
設されている。即ち、梁３３の中央部には、その楕円振
動発生面３３ａからυ字状の凹部４３が形設してあり、
この凹部４３の底部と円板３９の上面３９ａとの間には
適宜高さの梁下部４１が残るように設定されている。

Ｕ字形状の凹部４３により、軸心ａを中心として梁３３
の長手方向に分割された２個の梁部が形設されることに
なるが、各梁部は、−面側、即ち、前述の側面４０と反
対側の面４０ａを垂直面、他側の側面４０を曲面に形設
してあり、前述の各梁部の形状は、軸心ａを中心にして
対称に形設しである。

ロータ３５は、その下端面を楕円振動発生面３３ａと当
接する圧着面３５ａとし、上端面から凹部３５ｂを形成
し、凹部３５ｂ内にベアリング４２が嵌着されている。

貫通ボルト３６は、カラー３２．圧電素子３１゜結合子
３４．ロータ３５およびベアリング４２を貫通して、そ
の先端が突設されている。この先端には螺子部４３が形
成され、螺子部４３の上部に円柱部４４が形成されてい
る。

圧着力調整用ナツト３７は、上記螺子部４３に螺着され
、皿バネ４５を介してロータ３５と結合子３４の楕円振
動発生面３３ａとを所望の圧着力で押圧保持するもので
、この圧着力調整用ナツト３７の中央部には、上記螺子
部４２と螺合自在な螺子部４６の上方に凹部４７が形成
され、貫通ボルト３６に螺着した時、凹部４７内に貫通
ボルト３６の円柱部４４が位置されるようになっている
。

凹部４７は、螺子部４６より大径に形成され、その内面
には螺子部４６の上方に円筒、部４８及び円筒部４８の
上方に螺子部４９が連続して形成されている。又、圧着
力調整用ナンド３７には、回動操作を容易とするため、
その外周面に滑り止めとしてローレットが形成されると
ともに、その上端面に割り５０が設けられている。

回動防止具３８は、把持部材５１、カラー５２及び固定
ボルト５３とより構成され、上膜凹部４７内に配設され
るようになっている０把持部材５１は、シリオーンゴム
等のゴム材、グイフロン等の弾塑性を有する樹脂及びモ
ルトブレン等の発泡材等の弾性体及び弾塑性体からなる
材質で円環状に形成され、円筒部４日内面及び円柱部４
４に接するように配置されている０図にあっては、０リ
ングを用いた場合を例示しである。

カラー５２は、把持部材５１上に載置されるとともに、
円筒部４８内面に接するように配置されている。なお、
カラー５２は、図示の個数に限定されず、２個以上又は
省略することができる。

固定ボルト５３は、その中央部に貫通ボルト３６の円柱
部４４挿通用の穴５４が設けられるとともに、その外周
部に螺子部５５が螺設され、圧着力調整用ナツト３７の
螺子部４９と螺合されつつ凹部４７内に配置されている
。そして（固定ボルト５３は、螺進することによりカラ
ー５２を介して把持部材５１を押圧し、把持部材５１を
その半径方向に変形を生じさせ得るようになっている。

更に、固定ボルト５３には、回動操作を容易とするため
、その上端面にスリ割り５６が設けられるとともに、穴
５４の形状が六角穴に形成されている。なお、穴５４は
その上部のみを六角形に形成して実施することができる
。

上記構成の超音波モータ３０においては、固定ボルト５
３がカラー５２を押圧していない状態又は軽く押圧した
状態で圧着力調整用ナツト３７を回動し、ロータ３５の
圧着面３５ａと結合子３４の楕円振動発生面３３ａ間に
、皿バネ４５及びベアリング４２を介して適切な圧着力
を与える。そして、圧着力調整用ナツト３７の回動を固
定した状態で固定ボルト５３を螺進させカラー５２を介
して把持部材５１を圧縮して半径方向への変形を生じさ
せる。かかる変形により把持部材５１には、中心方向及
び外方向に力が発生し、把持部材５１が貫通ボルト３６
の円柱部４４を締め付けるとともに圧着力調整用ナツト
３７の円筒部４８内面を押し付ける。この結果、貫通ボ
ルト３６、把持部材５１及び圧着力調整用ナツト３７間
に摩擦力が生じ、圧着力調整用ナツト３７の回動が防止
される。さらに、固定ボルト５３は、把持部材５１の弾
性力により上方に付勢されているので、圧着力調整用ナ
ツト３７間に摩擦力が生じその回動が防止され、把持部
材５１と貫通ボルト３６と圧着力調整用ナツト３７間の
摩擦力の低下が防止される。

本実施例によれば、把持部材５１により圧着力調整用ナ
ツト３７の回動による位置変動が防止されるため、結合
子３４とロータ３５間の圧着力の変化が防止され初期状
態が保持される。更に、圧着力調整用ナツト３７を任意
の位置で確実に固定できるとともに、その固定作業を極
めて容易に実施できる。

なお、上記把持部材５１は、図示した形状に限定されず
、第３図に示す形状のものを用いることができる。即ち
、第３図ａ、ｃ、ｅ及びｇに示す把持部材６１，６２．
６３及び６４は、それぞれ円環部の断面形状が楕円形状
、方形状、ひし形状及び上方を内方に傾斜させた楕円形
状に形成されている。更に、第３図１に示す把持部材６
５は、皿状に形成し、上部にスリット６６を形設して貫
通ボルト３６を把持するチャック部６７を設けである。

又、第３図ｊに示す把持部材６８は、断面Ｕ字状に形成
した環状のバネ環６９の内側に摩擦材７０を固着して形
成され、バネ環６９で圧着力調整用ナツト３７の円筒部
６８を押圧し、摩擦材７０により貫通ボルトを把持でき
るようになっている。上記把持部材６１，６２，６３．
６４及び摩擦材７０の材質としては、シリコーンゴム等
のゴム材、グイフロン等の弾塑性を有する樹脂及びモル
トブレン等の発泡材等の弾性体、弾塑性体を用いること
ができる。又、把持部材６５及びバネ環６９の材質とし
ては、リン青銅、バネ鋼、ステンレス鋼及びベリリウム
銅等の金属材料を用いることができる。なお、上記把持
部材は、上下面を平面形状とした円環状に形成されてい
るが、かかる形状に限定されず、把持部材が圧縮された
時、半径方向に変形が生じ、かかる変形により圧着力調
整用ナツトの回動を防止し得る形状のものを用いること
ができる。

第４図及び第５図は、カラー及び圧着力調整部材と把持
部材との接触部形状の他の例を示すものである。即ち、
第１図にあっては、接触部形状を平面形状とした場合を
示したが、かかる平面形状に限定されず、第４図ａ、ｂ
、ｃ及び第５図ａ。

ｂ、ｃに示すカラー５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び圧着力
調整用ナツト３７　ａ、　　３７　ｂ、　　３７　ｃは
、それぞれ把持部材との接触部形状をテーバ状、角状及
びＲ状に形成したものを用いることができる。

（第２実施例）第６図及び第７図は、本発明に係る超音波モータの第２
実施例を示す要部の縦断面図及び分解斜視図である。な
お、第１図と同一構成部分については、同一番号を付し
てその説明を省略する。

本実施例の超音波モータ７５は、貫通ボルト３６の先端
全体に螺子部４３が形成されている。

一方、結合子３４とロータ３５間の圧着力を調整する圧
着力調整リング７６の底面には、貫通ボルト３６の螺子
部４３を挿通自在とした穴７７が設けられ、圧着力調整
リング７６内には、第１図示の圧着力調整ナツト３７と
同様に円筒部４８及び螺子部４９が形成されている。

７８で示すのは弾性体又は弾塑性体からなる把持部材で
、把持部材７８の中心部には貫通ボルト３６の螺子部４
３と螺合自在な螺子部７９が形成されている。更に、把
持部材７８は、その外周及び上下端面で圧着力調整リン
グ７６内面及びカラー５２と接着又は粘着等の手段によ
り固着され、圧着力調整リング７６との相対的な回動が
防止されている。

上記構成の超音波モータ７５においては、まず、圧着力
調整リング７６を把持部材７８の螺子部７９と貫通ボル
ト３６の螺子部４３と螺合して螺進させ、皿バネ４５及
びベアリング４２を介してロータ３５の圧着面３５ａと
結合子３４の楕円振動発生面３３ａ間に所望の圧着力を
与える。そして、圧着力調整リング７６の回動を固定し
た状態で固定ボルト５３を螺進させ把持部材７８を圧縮
し半径方向への変形を生じさせることにより把持部材７
８で貫通ボルト３６を把持させる。第８図ａ、ｂは、固
定ボルト５３で把持部材７８の圧縮前と圧縮後の状態を
示し、圧縮前には両螺子部４３．７９間に生じていた隙
間が、圧縮後には把持部材７８の半径方向への変形によ
り解消され、両螺子部４３．４９間が密着させられる。

本実施例によれば、上記第１実施例と同様な効果が得ら
れるとともに、更に、両螺子部４３゜７９間が密着され
るため、把持部材７８と貫通ボルト３６との接触面積が
増大し、保持力（摩擦力）をより大きくすることができ
る。

なお、圧着力調整リング７６及び把持部材７８は、第１
図に示した形状のものを用いて実施することができ、同
様な作用効果を得ることができる。

第９図は、把持部材の変形例を示す斜視図である。即ち
、第９図ａ、ｂに示す把持部材７８ａ。

７８ｂは、それぞれ平面形状を方形、楕円形に形成され
ている。また、第９図Ｃに示す把持部材７８ｅは、円筒
形に形成されるとともに側面に突部７８ｄが形成されて
いる。そして、かかる把持部材を使用する場合には、圧
着力調整リング７６の円筒部４８の形状を把持部材７８
ａ、７８ｂ。

７８ｃの外形と嵌合する形状に形成し、圧着力調整リン
グ７６を回動した際、圧着力調整リング７６と把持部材
との相対的な回動を防止できるようになっている。

（第３実施例）第１０図から第１２図は、本発明に係る超音波モータの
第３実施例を示すものである。なお、第１図と同一構成
部分については、同一番号を付してその説明を省略する
。

本実施例の超音波モータ８０は、貫通ボルト３６の先端
全体に螺子部４３が形成されている。

一方、圧着力調整用ナツト８１は弾性体又は弾塑性体で
形成され、その内部に貫通ボルト３６の螺子部４３を把
持する把持部８３が設けられている。

把持部８３は、截頭円錐形８５に形成され、その軸線方
向にスリット８６が設けられている。なお、図にあって
はスリット８６を４本設けた場合を例示したが、スリッ
ト８６の数には限定されず、又スリット８６を設けず把
持部８３を構成することができる。更に、把持部８３の
内面には、貫通ボルト３６の螺子部４３と螺合自在な螺
子部８９が設けられている。

９１が示すのは、把持部８３を貫通ボルト３６方向に圧
縮するためのカラーで、カラー９１の内面にはテーパ９
２が形成されている。このテーパ９２は、例えば、把持
部８３の円錐の傾斜面と対応して形成される。なお、カ
ラー９１は、固定ボルト３６と一体に形成して構成する
ことができる。

そして、上記圧着力調整用ナツト８１は、貫通ボルト３
６の螺子部４３に螺合するとともに、カラー９１を圧着
力調整用ナツト８１の内面かつ把持部８３の外面と接す
るように配置し、その後、固定ボルト５３を圧着力調整
用ナツトの螺子部４３に螺合する。なお、８２は、圧着
力調整用ナツト８１と皿バネ４５間に配置されたカラー
である。

上記構成の超音波モータ８０においては、固定ボルト５
３がカラー９１を押圧していない状態又は軽く押圧した
状態で圧着力調整ナツト８１を回動し、ロータ３５の圧
着面３５ａと結合子３４の楕円振動発生面３３ａ間にカ
ラー８２９皿バネ４５及びベアリング３５を介して適切
な圧着力を与える。そして、圧着力調整用ナツト８１の
回動を固定した状態で固定ボルト５３を螺進させカラー
９１を介して把持部８３を圧縮して半径方向に圧力を加
える。かかる押圧力によって、把持部８３の螺子部８９
が貫通ボルト３６を締め付ける。

これにより、把持部８３と貫通ボルト３６間に大きな摩
擦力が発生し、圧着力調整用ナツト８１の回動が防止さ
れる。

本実施例によれば、上記各実施例と同様な効果が得られ
るとともに、さらに把持部によりより大きな押圧力と貫
通ボルトに与えられ多ことができるため強固に保持でき
る。

〔発明の効果〕

以上のよ・うに、本発明によれば、超音波モータを長時
間使用しても、ロータと結合子間の圧着力を適切な値の
まま維持でき、結合子に発生する楕円振動を効率よくロ
ータに伝達することができる。

又、このときの圧着力調整操作及び調整後の位置保持操
作は容易であるとともに、両湿作は全く独立して行える
ので、互いに干渉し合うことが無く、確実な作業が行な
える。

更に、把持部材を吸振作用を持つ弾性体又は弾塑性体で
構成することにより、固定動作がボルトの共振振動を阻
害することがなくなる。この結果、モータ系全体の振動
のロスを減少でき、高効率の超音波モータを具現化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係る超音波モータの第１
実施例を示し、第１図は超音波モータを一部破截して示
す正面図、第２図は超音波モータの分解斜視図、第３図
は把持部材の他に例を示し、第３図ａ、　　ｃ、　　ｅ
、　　ｇ、　　ｉ及びｊは斜視図、第３図す、　　ｄ、
　　ｆ、　　ｈ及びｋは中央縦断面図、第４図ａ、ｂ、
ｃはカラーの半裁断面図、第５図ａ、　　ｂ。Ｃは圧着力調整ナツトの半裁断面図、第６図及び第７図
は、本発明に係る超音波モータの第２実施例の要部を示
し、第６図は中央縦断面図、第７図は分解斜視図、第８
図ａ、ｂは回動防止具の作用を示す断面図、第９図は把
持部の他の例を示す斜視図、第１Ｏ図から第１２図は、
本発明に係る超音波モータの第３実施例の要部を示し、
第１Ｏ図ａは中央縦断面図、第１０図すは第１０図ａの
Ａ−Ａ線に沿う断面図、第１１図は分解斜視図、第１２
図は圧着力調整用ナツトを一部破截して示す斜視図、第
１３図及び第１４図は、従来の超音波モータを示す断面
図である。０・・・超音波モータ４・・・結合子５・・・ロータ６・・・貫通ボルト７・・・圧着力調整ナツトト・・把持部材３・・・固定ボルト第１図

Claims

【特許請求の範囲】

　超音波楕円振動を発生させる面にロータを圧着しロー
タを回転させる超音波モータにおいて、上記超音波モー
タを貫通して設けた貫通ボルトとその先端部に設置され
超音波モータを締付ける圧着力調整部材間に弾性体又は
弾塑性体からなる把持部材を介在するとともに、上記把
持部材を押圧して上記圧着力調整部材による締付け位置
を保持する部材を設けることにより構成したことを特徴
とする超音波モータ。