JPS6149669A - 捻リモ−ド駆動の圧電モ−タ - Google Patents

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】 〔鉱業上の利用分野および発明の目的〕本発明は圧′亀
モータの改良に係り、払・動トルり発生に伴う摺動面の
摩耗を少くするため摺動面を広くして摺動圧力の分担を
＠減させた圧電モータ全提供することを目的とするが、
ことに本発明の失態発明である「捻りモード駆動の圧電
モータ」の出力を増大するため改良した圧電モータを提
供することを目的とする。

〔従来技術〕

本発明者は先に「捻りモード駆動の圧電モータ」を提案
した。この圧電モータはそれ以前に知られでいた、超晋
波振９Ｄ子の端面とα−タの端面とを対向させ、一方の
端面に回転軸に対して傾いて一体形成された板状もしく
は棒状の振動片の光漏を他方の面に圧電しておき、超音
波振動子による回転軸方向の振動を、回転トルクに変え
る「キック　　・キ良」圧′亀モータでは振動片の先端
の摩耗が激し　　　　・いという欠点を解消した圧電モ
ータであるとして提案されたが、出力が「キラツキ泣モ
ータ」はど大きく取れないという欠点があった。

〔問題点を解決する１ｃめの手段〕 この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
ロータをステータに圧着し、両者の接触面間に超音波振
動による回転トルクを発生させ、これを駆動力とする圧
電モータにおいて、回転トルク源に圧電厚み振動子、捻
り結合子および捻りモード共振子を一体構成した捻りモ
ードの超音波振動子を用いたことを％徴とすることによ
り、前述した目的を達成したものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に従りて説明する。

実施例１ 第１（３）は、本発明の捻りモード駆動の圧電モータの
一実施例を示したものである。外径３５　ｍ　、内径ｔ
ｓｔｍ、犀さ２瓢の２枚のドーナツ形のセラミックから
なる王′ｄＬ厚み振動子１および２の正分＆側電極同志
を対向させ、間にリードｆｆ５１３を付けた端子板４を
挟んで重ねる。一方外径３５閣、内径１１瓢。

長さ１５１１ＩＩ１１のアルミニウム円筒３２と、それ
の一方の端面に植設された８枚の歯状＆３１とから捻り
結合子３が構成されている。歯状板３ｍは厚さ２ｍ、幅
６ｔ１．高さ８ｍで、前記円筒３．の端面に放射状にか
つ等間隔に配置され、円筒３２の中心軸を中心に捻り変
形されている。円筒３□の歯状板３１が突設されていな
い側の端面に、前記圧電厚み振動子１゜２が当接されて
いる。

さらに捻り結合子３の歯状板３１の先端面を捻り共振子
５の底部に重ね、これらをケース基板６の中心に通した
径１０謡のキャップボルト７を捻り共振子５の底部のネ
ジ孔に締め付けた。このようにして、捻りモードの超音
波振動子の部分が構成される。

前記捻り共振子５はアルミニウム５０５６を用いた外径
１００囚、内径８６錫、高さ５５瓢の円鏝形をしている
。円錐の底部は外径３５瓢、肉厚７漏であり、円筒部の
長さが３５　ｔｔｒｍ　、テーパ一部の長さが２０ｗｎ
である。捻り共振子５の内面のテーパ一部に圧着するロ
ーター８は、外径８５■、厚さ５ｎの円板の中心に直径
８瓢、長さ６５＃の回転軸８．が付いており、圧着面は
円板の外周を捻り共振子５のテーパーと°■：：；二五
Ｌ：二＝し二二二１１．２し、さらにケース９の２個の
ボールベアリング１１゜１２に通すことによって、ロー
ター８の圧着面の角度を正しく保持した。ケース９をケ
ース基板６に嵌め込み、固定ビス１６で両者を結合した
。ローター８の回転軸８１に出力ギア１５を嵌めビンで
固定して捻りモードの圧電モータが組み立てられた。リ
ード線１３および１４に２６　、８１　ＫＨｚ　Ｏ正弦
波電圧を３０ボルト印加したところ回転軸は約６０Ｏｒ
ｐ　ｍで回転し、ギア１５を通して３Ｋｇ−ｍ／ｓの出
力を得た。

実施例２ 実施１よりもさらに扁平なモータを作るため、捻り共振
子５を第２図に示すごとく椀形に変えた。

この場合捻り共振子５はステンレススチールでできてお
り、縁は外径１００ｍ＋、内径８６ｍ＋ｎで実施例１と
同じにしたが、椀形状のため共振周波数が多少低くなる
ので椀の高さを実施例１の円錐の５５鰭より、５１１Ｉ
Ｉ１１低い５０　ｔｍｎとし、捻り結合子３を２１瓢の
長さにした。捻り振動子の他部分は実施例１と同じであ
るが、キャップボルト７を長＜シ、先端にローターの中
心部に嵌合されているポールベアリング１１に通し回転
Ｍ８１に対する支点とした。このためケース９０ボール
ベアリング１２は１個にできた。

これらを綜合して全長は１５慎短縮され、リード線１３
および１４に２８．７５　ＫＨｚの高周波ｔ８Ｅを印加
することにより、ローター８が勢いよく回転し、出力本
発明の捻りモード、駆動の圧′亀モータに用いる捻りモ
ードの振動子はテーパー面もしくは曲面が底部内面と外
面とにあるので、ローターの接触は前述の実施例のよう
に内面を利用してもよいが、外ｍ１ｌｌ　［ｍを利用す
ることもでき、むしろその方がモータ全体の構成をより
コンパクトにできる利点がこの実施例３はロータを外接
した実施例である。

友だし、基本的な構成要素は前述の実施例と同じであり
、差異は内接されていたロータを外接した　　□だけで
あるから、それに伴う変更点のみを説明するものとする
。まず捻り結合子３を捻り共振子５に内接させるため座
金１７の長さを２５ｔｒａとし、捻りモードの振動子は
捻り共振子５の開口部を下にしてケース基板６にボルト
７で締め付けた。

ロータ８は内面がテーパーカットされた浅い円筒型をし
ており、中心部外側に回転軸のついた形状をしている。

この回転軸にコイルスプリング１０を通し、ケース９の
ボールベアリング１２に嵌合し、コイルスプリング１０
の強さをナツト１８で適度に調整・固定した。ケース９
をケース基板６と結合するとローター８の摺動面が捻り
共振子の外底テーパー面に接するが、ネジ１６でケース
９を固定すると摺動面が共振子に強く圧着される。回転
軸の先端に出力ギア１５を取り付げて捻りモード駆動の
圧電モータが完成した。リード線１３および１４に２６
．３５ＫＨｚの正弦波電圧１０ボルト印加すると、ロー
ター８はスムーズに回転し、出力ギア１５から強い回転
トルりが得られた。

以上の実施例では捻り共振子とローターの圧着面は金属
のままであったが、高質ゴムの薄膜などでコーティング
すると摩耗は一段少くなり、しかもＩｇ１４云音も静か
になった。膜をコーティングするかわりに、油を塗布し
ても同様の効果があった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ローターをステータに圧
着し、両者の接触面間に超音波振動による回転トルクを
発生させ、これを駆動力とする圧電モータにおいて、回
転トルク諒に圧電厚み振動子、捻り結合子および捻りモ
ード共振子を一体購成した捻りモードの超音波振動子を
用いたことを特徴とするものである。このような構、成
をとることにより、従来の所領「キラツキ型モータ」の
ような振動片の摩耗や騒音がなく、しかも大きな出力の
圧電モータが提供できる。

特に前記実施例で述べたように、捻りモード共振子を円
錘形もしくは椀形とし、その底部のテーパー面もしくは
曲面に圧着されたローターを回転する構成にすれば、捻
りモード共振子の端面にはローターが圧着されていない
ので、自白振動が生じ、ローターが圧着されるテーパー
面もしくは曲面では圧着力を太き（とっても振動ベクト
ルと向きが異なるため振幅はほとんど抑圧されないので
、大きな回転トルクを出力できる効果があり、従ってモ
ータとしての効率が大きく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明の各実施例に係る
圧電モータの狭部を断面にした側面図である。 １．２・・・・・・圧電厚み振動子、３・曲・捻り結合
子。 ５・・・・・・捻り共振子、８・・・・・・ローター。 第１図 ／Ｒ １．２：浮室３め礪動壬 ３　：Ｔ危ソ氷■イ）づｊ ダニ丁合ソ笑」１（） ５：ローター 第２図 第３図 手続有口正置（自発） 昭和５９年１１月２０日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ロータをステータに圧着し、両者の接触面間に超音
   波振動による回転トルクを発生させ、これを駆動力とす
   る圧電モータにおいて、回転トルク源に圧電厚み振動子
   ，捻り結合子および捻りモード共振子を一体構成した捻
   りモードの超音波振動子を用いたことを特徴とする捻り
   モード駆動の圧電モータ。
2. ２．特許請求の範囲第１項記載の捻りモード駆動の圧電
   モータにおいて、捻りモード共振子は円錘形もしくは椀
   形であり、その底部のテーパー面、もしくは曲面に圧着
   されたロータを回転する構成からなることを特徴とする
   捻りモード駆動の圧電モータ。