JPH0723573A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力軸を有する形式の超音波モータにおい
て、加圧調整機構を必要としない加圧手段を有する超音
波モータを提供する。 【構成】 出力軸１４に対して固定されたロータ受９に
は、出力軸１４の回りに凹部が形成され、この凹部内に
コイルスプリング１０が格納される。コイルスプリング
１０は、出力軸１４に対して軸方向及び軸回りに摺動自
在のスプリング受１１に外装され、そのフランジ部１１
ａとロータ受９との間に弾装される。スプリング受１１
は軸方向においてロータ受９と隙間を有し、出力軸１４
と共に軸方向へ移動するロータ受９と当接してスラスト
規制部材を兼用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子等の電気−機
械エネルギー変換素子を振動源とする超音波モータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波モータ、特に出力軸を移動
体であるロータに取付ける形式において、摩擦駆動のた
めの加圧手段として、小型薄型化の面から板バネを用い
てロータをステータに加圧させていた。

【０００３】このような構成の超音波モータとしては、
特開昭６３−７３８８７号、特開昭６２−２７７０７８
号、特開平３−２７３８７８号等がある。

【０００４】また、この加圧力が外部スラスト荷重によ
り変化し、しいては超音波モータとしての性能が不安定
になることを防止するため、ロータはスラスト方向が規
制された出力軸に対し、軸方向には移動可能で、回転方
向には回転不能で出力軸と一体で回転するように構成さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
例においては、摩擦駆動のための加圧手段として板バネ
を用いることは、スペースメリットがあるものの、バネ
定数（力／変位）が高く、少しの変位量によって加圧力
が大きく変化し、所定の加圧力を得ることが難しく、そ
のため別に調整機構を必要としていた。

【０００６】また、ロータと出力軸の規制構造において
は、部品の加工等の面からコストアップの要因にもなっ
ていた。

【０００７】本発明は このような従来の問題を解決
し、特に加圧調整機構を要することなく安定に所定の加
圧力を得ることができ、またコンパクト化を図ることが
できる超音波モータを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
構成は、出力軸の回りに超音波振動子と、該振動子の振
動弾性体に接触する移動体とを配置し、加圧手段を介し
て該移動体を該振動弾性体に対して加圧力を付与すると
共に、該移動体を連結部材を介して該出力軸と一体に回
転させる超音波モータにおいて、該加圧手段は、該出力
軸の回りに配置されたコイルスプリングと、該出力軸に
対して軸方向及び軸回り方向に摺動自在に配置され、該
コイルスプリングが外装されて、該コイルスプリングの
一端と当接するスプリング受とを有し、該連結部材は、
該コイルスプリングが格納される凹部を該出力軸の回り
に有すると共に該コイルスプリングの他端と当接し、か
つ該スプリング受の他端と当接可能な隙間を有している
ことを特徴とする。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す超音波モータ
の断面図である。

【００１０】本実施例の超音波モータは出力軸１４を有
する形式で、１は超音波モータのケースの底蓋、２は底
蓋１に圧入嵌合されたメタル軸受で、出力軸１４の一端
部を軸支する。

【００１１】５は超音波モータのステータを構成する円
環状の振動弾性体で、ロータ７と接触する面には摩擦材
（スライダ）が接着固定され、反対側に圧電素子４が接
着固定されている。そして、圧電素子４の表面には公知
の方法により、圧電素子４と不図示の駆動回路との間で
駆動信号等の信号の授受を行うためのフレキシブルプリ
ント基板３が貼り付けられている。この振動弾性体５は
底蓋１の出力軸１４が貫通する軸穴の周囲に形成された
筒状部１ａに加締法により固着され、底蓋１と一体とな
っている。なお、振動弾性体５は振動が形成される外周
の部分から薄板の円盤部分を介して該筒状部１ａに取付
けられているので、振動弾性体５に発生する屈曲振動の
減衰が最小限に抑えられる。

【００１２】１３はビス等で底蓋１が取付けられるケー
ス本体で、内部の中央に軸受１６が圧入嵌合されて出力
軸１４の他端部を軸支すると共に、出力軸１４の貫通端
部はＥリング１５が取付けられて軸方向への移動が規制
されて外部スラスト負荷（図中上から下への負荷）の規
制を行い、また加圧力の変化を防止している。

【００１３】１１は出力軸１４に対して軸方向及び回転
方向に摺動自在に外装されたスリーブ形状のスプリング
受で、軸受１６の内輪と出力軸１４と一体のロータ受９
との間に配置され、一端部に形成されたツバ部１１ａと
該ロータ受９との間に弾装されたコイルスプリング１０
の加圧力が該ロータ受９に付与される。なお、スプリン
グ受１１の他端はロータ受９に対して軸方向に隙間を有
しており、図中下から上へ向けて出力軸１４に外部より
かかるスラスト荷重の規制の役割を果たし、外部スラス
ト荷重による加圧力の変化を防止している。さらに、ス
プリング受１１の外径はコイルスプリング１０の内径よ
りも若干大きめとし、コイルスプリング１０の捩じれを
防止している。

【００１４】ロータ受９はゴム板８を介してロータ７に
該コイルスプリング１０の加圧力が付与され、該ロータ
７が振動弾性体５に加圧接触する。このロータ受９は中
央部分が、出力軸１４と圧入嵌合するための嵌合部長さ
ｌを残して凹形状に形成されてスプリング受１１の格納
スペースを確保し、モータ全体の小型化を図っている。

【００１５】上記した構成の超音波モータは、公知の方
法により分極処理がなされて２相の駆動相が形成された
圧電素子の該各駆動相に位相の異なる交流電圧を印加す
ることにより、振動弾性体に進行性振動波が形成され、
この振動体に加圧接触しているロータが出力軸と共に回
転する。その際、摩擦駆動に必要とする加圧力は、コイ
ルスプリング１０により発生し、ロータ受９を介してロ
ータ７に伝えられ、ロータ７が振動体に加圧接触する。
このコイルスプリングはバネ定数を低くすることによっ
て、所定の加圧力を得ることができ、加圧調整機構が不
要となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
イルスプリングを用いて移動体を超音波モータ振動子の
振動弾性体に加圧接触させているので、容易に所定の加
圧力を得ることができ、加圧調整機構を不要とする。

【００１７】また、コイルスプリングを用いても超音波
モータの有する扁平性を阻害することがない構造である
ため、コンパクト化が図れる。

【００１８】さらに、スプリング受はコイルスプリング
の捩じれ防止機能と、出力軸と共に軸方向に移動可能な
連結部材が当接することでスラスト荷重規制機能を兼ね
備えており、外部負荷に対しても安定した加圧力を保つ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す超音波モータの断面
図。

【符号の説明】

１ 底蓋 ２ 軸受 ３ フレキシブルプリント基板 ４ 圧電素子 ５ ステータ ６ スライダー ７ ロータ ８ ゴム板 ９ ロータ受 １０ コイルスプリング １１ スプリング受 １３ ケース本体 １４ 出力軸 １５ Ｅリング １６ 軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 義夫 東京都目黒区中根２−４−19 キヤノン精 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸の回りに超音波振動子と、該振動
   子の振動弾性体に接触する移動体とを配置し、加圧手段
   を介して該移動体を該振動弾性体に対して加圧力を付与
   すると共に、該移動体を連結部材を介して該出力軸と一
   体に回転させる超音波モータにおいて、 該加圧手段は、該出力軸の回りに配置されたコイルスプ
   リングと、該出力軸に対して軸方向及び軸回り方向に摺
   動自在に配置され、該コイルスプリングが外装されて、
   該コイルスプリングの一端と当接するスプリング受とを
   有し、該連結部材は、該コイルスプリングが格納される
   凹部を該出力軸の回りに有すると共に該コイルスプリン
   グの他端と当接し、かつ該スプリング受の他端と当接可
   能な隙間を有していることを特徴とする超音波モータ。