JPH0742237Y2 - エンコーダ付き超音波モータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、圧電素子によりステータに進行波を生じさ
せ、その進行波によりステータに圧接したロータを回転
させるようにした超音波モータに、エンコーダを一体に
組付けたエンコーダ付き超音波モータに関する。

［従来の技術］ 従来の超音波モータは、第３図に示すようにステータ20
の一方の面に圧電素子21を接着して進行波を発生できる
ようにし、ステータ20の他の面にロータ22をバネ材23に
より圧接させて、ロータ22をステータ20に発生する進行
波により回転させるようになっている。超音波モータの
出力軸24はステータとロータとの中心丸孔20a、22aを貫
通し、前記バネ材23は出力軸の鍔部24aに設けた突起25
に係止されるようになっている。そしてロータ22が回転
したときに、バネ材23を介して出力軸24も一体に回転す
るようにしている。

また超音波モータである装置を駆動する場合に、装置の
作動状態位置を知る必要があることがあり、その時は超
音波モータの出力軸の回転角度位置がどの位置にあるか
をエンコーダで検出させている。そのような場合、従来
は超音波モータの出力軸とエンコーダとをカップリング
を使用して連結させ、エンコーダに出力軸の回転位置を
表示させている。

［考案が解決しようとする課題］ 従来、超音波モータの出力軸の回転位置を知るために
は、その出力軸とエンコーダとをカップリングで連結し
なければならない。そのために駆動装置全体の配置スペ
ースが大きくなって他の機器の邪魔になることがあり、
またカップリングの接続部から超音波モータ内にゴミ等
が入り込んで故障し易くなるという問題があった。さら
に超音波モータのロータをステータに圧接させるための
バネ材は、出力軸の鍔部に設けた突起で固定させている
ので、その組付けに手間どることがあった。

そこで本考案は、エンコーダを超音波モータに一体に組
付けて、コンパクトな状態で出力軸の回転位置を知るこ
とができるようにすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記目的を達成するため、超音波モータの出
力軸の一端にエンコーダを取付け、エンコーダのケーシ
ングを超音波モータのケーシングに気密状に連結して、
連結部を密封できるようにした。

また超音波モータのロータをステータに圧接させるバネ
材の取付けを容易にするためには、超音波モータの出力
軸のバネ材取付部を係止部を有する形状に形成し、バネ
材の中心孔を出力軸の前記係止部に対応した形状に形成
し、バネ材の中心孔を出力軸の前記係止部に係合させれ
ばよい。

［作用］ 上記のエンコーダ付き超音波モータでは、超音波モータ
の出力軸にエンコーダが直接取付けられるので、両者間
をカップリングで連結させなくともエンコーダにより簡
単に出力軸の回転位置を知ることができる。またエンコ
ーダのケーシングを超音波モータのケーシングに気密状
に連結して、連結部を密封しているので、その連結部か
ら超音波モータ内にゴミが入り込んで故障させることも
ない。

［実施例］ 本考案の実施例を第１、２図により説明する。

超音波モータは、円板状のステータ１にロータ２が重ね
られ、ロータ２は皿バネ３によりステータ側に圧接され
るようになっている。超音波モータの出力軸４は、ステ
ータ１とロータ２とのそれぞれの中心孔を貫通し、出力
軸４の係止部4aに前記皿バネ３の中心孔が嵌合され、後
記するようにロータが回転してときに、皿バネ３を介し
て出力軸４も一体に回転するようになっている。出力軸
４の皿バネ係止部4aは第２図に示すように長方形状にな
っており、また皿バネ３は第２図に示すように中心孔が
出力軸４の係止部4aに対応する形状になっているととも
にコーナー部に凹溝が設けられ、皿バネ３の中心孔を出
力軸４の係止部4aに嵌合すれば固定できるようになって
いる。なお、皿バネ３は、第２図に示すように外周に数
個の突出部を有し、それが摩擦材５を介してロータ２に
接するようになっている。

ステータ１のロータ側とは反対の面の外周部に圧電体６
が接合され、それは駆動用高周波電圧の波長λの1/2ピ
ッチで分極される。圧電体６の分極部分は、λ/4の間隔
をあけて２組に区分され、それぞれに90°位相差のある
高周波電圧を印加することにより、ステータ１に進行波
が生じるようになっている。ロータ２はステータ側の面
にスライダ材が接合されていて、ステータ１の進行波が
スライダ材を介してロータに作用することによりロータ
２が回転するようになっている。

超音波モータは、前記各構成部分がケーシング７により
被われており、出力軸４の両端部がケーシング７に設け
たそれぞれの軸受け８、９により保持される。出力軸４
の皿バネ側の端部はケーシング７の外に突出され、その
出力軸端部はエンコーダ10の入力部材10aに結合され、
超音波モータの出力軸４の回転位置をエンコーダ10によ
り表示できるようになっている。また、エンコーダ10の
ケーシング11は、超音波モータのケーシング７に取付け
られ、両者の接合面にシール材12が設けられて結合部が
気密状に密封される。

また出力軸４のステータ寄りの部分とケーシング７との
間に、シール材13が設けられる。

［考案の効果］ 本考案はエンコーダが超音波モータに一体に組付けられ
ているので、出力軸の回転位置を知る場合に従来のよう
にカップリングで接続する必要がなく、装置全体がコン
パクトであって他の機器の邪魔になることもない。また
エンコーダのケーシングは、超音波モータの出力軸との
連結部を密封するように設けられるので、超音波モータ
内にゴミが入り込まず、故障しにくいものになる。さら
に超音波モータのロータをステータに圧接させるバネ材
は、出力軸のバネ材係止部に嵌合させるだけで組付けら
れるので、その組立作業が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のエンコーダ付き超音波モータの半断面
図、第２図は、バネ材の平面図、第３図は従来の超音波
モータの断面図である。 1;ステータ、2;ロータ 3;皿バネ、4;出力軸 7;ケーシング、10;エンコーダ 11;ケーシング

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータの一方の面に圧電素子を設けてス
   テータに進行波を発生できるようにし、ステータの他の
   面にロータをバネ材により圧接させて、ロータをステー
   タに発生する進行波により回転させるとともに、ロータ
   とステータとの中心部を貫通する出力軸がバネ材を介し
   てロータと一体に回転するようにした超音波モータにお
   いて、出力軸の一端にエンコーダを取付け、エンコーダ
   のケーシングを超音波モータのケーシングに気密状に連
   結して連結部を密封できるようにしたエンコーダ付き超
   音波モータ。
2. 【請求項２】出力軸のバネ材取付部を係止部を有する形
   状に形成し、バネ材の中心孔を出力軸の前記係止部に対
   応した形状に形成して、バネ材の中心孔を出力軸の前記
   係止部に係合させた請求項１に記載のエンコーダ付き超
   音波モータ。