特開 2024-7999 圧電モータ及び駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024007999

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】圧電モータ及び駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/12 20060101AFI20240112BHJP

【ＦＩ】

H02N2/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022109472

(22)【出願日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】518287320

【氏名又は名称】株式会社Ｐｉｅｚｏ Ｓｏｎｉｃ

(74)【代理人】

【識別番号】100099645

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 晃司

(74)【代理人】

【識別番号】100154162

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 浩輔

(72)【発明者】

【氏名】多田 興平

【テーマコード（参考）】

5H681

【Ｆターム（参考）】

5H681AA18

5H681BB03

5H681BB14

5H681BB17

5H681CC07

5H681DD23

5H681DD57

5H681DD65

5H681EE13

(57)【要約】

【課題】圧電モータに様々な形状又はサイズのシャフトを取り付ける。
【解決手段】ステータ１１１及びロータ１２１を備える圧電モータ１００において、ロータ１２１は、ステータ１１１と当接する基体部分１２２と皿バネ部分１２３とを有する環状部材１２０と、環状部材１２０が固定される固定部１２５とを有し、固定部１２５は、中空の円筒部分１２５Ａと、シャフト２３６を取り付けるための取付部ＭＰ１とを有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータ及びロータを備える圧電モータであって、
前記ロータは、前記ステータと当接する基体部分と皿バネ部分とを有する環状部材と、前記環状部材が固定される固定部とを有し、
前記固定部は、中空の円筒部分と、シャフトを取り付けるための取付部とを有している、圧電モータ。

【請求項2】

前記取付部は、前記円筒部分の両端部の少なくとも一方に設けられている、請求項１に記載の圧電モータ。

【請求項3】

前記円筒部分の前記両端部にはそれぞれ開口が形成されており、
前記取付部は、前記両端部の少なくとも一方の開口の周囲に設けられている、請求項２に記載の圧電モータ。

【請求項4】

ステータ及びロータを備える圧電モータと、前記圧電モータに取り付けられるシャフトとを含む駆動装置であって、
前記ロータは、前記ステータと当接する基体部分と皿バネ部分とを有する環状部材と、前記環状部材が固定される固定部とを有し、
前記固定部は、中空の円筒部分と、前記シャフトを取り付けるための取付部とを有している、駆動装置。

【請求項5】

前記シャフトの少なくとも一部の外寸は、前記円筒部分の外寸よりも大きい、請求項４に記載の駆動装置。

【請求項6】

前記シャフトの少なくとも一部の外寸は、前記円筒部分の外寸よりも小さい、請求項４に記載の駆動装置。

【請求項7】

前記シャフトは、歯車部を有する、請求項４に記載の駆動装置。

【請求項8】

前記シャフトは、遊星歯車機構の遊星キャリア部を有する、請求項４に記載の駆動装置。

【請求項9】

前記シャフトは、前記円筒部分に挿入される挿入部分と、前記挿入部分から延在して前記円筒部分から露出する露出部分とを有し、
前記露出部分が前記取付部に取り付けられる、請求項４に記載の駆動装置。

【請求項10】

前記シャフトは、一端部から他端部まで連通する中空部分を有する、請求項４から９のいずれか一項に記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電モータ、及び圧電モータを有する駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ステータと、ロータと、ロータと共に回転するシャフトとを備える圧電モータが記載されている。このステータは、弾性体と、弾性体に貼り付けられた圧電素子及び摺動材とを有している。また、ロータは、環状部材と、環状部材が固定される固定部とを有している。そして、環状部材は、摺動材と当接する基体部分と、皿バネ部分とを有している。この皿バネ部分は、シャフトに固定された固定部に固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０３１９１０号

【0004】

圧電モータにおいては、ステータの圧電素子に高周波電圧が印可されると、圧電素子の伸縮によって弾性体にたわみ振動が生じ、円周方向に進行波が発生する。そして、ロータは、摺動材を介して弾性体と接触しているので、進行波が発生すると進行波とは反対の方向に回転する。この回転に伴い、シャフトがロータと同じ方向に回転する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

圧電モータのロータの回転を圧電モータによって駆動される被駆動部材に伝達するためには、シャフトには被駆動部材の回転入力部が接続される。この回転入力部は、機能及び用途に応じて、様々な形状又はサイズの部材を有する。そのため、シャフトの形状は、回転入力部の形状又はサイズに応じて変更する必要がある。そこで、様々な形状又はサイズのシャフトを取り付けることができる圧電モータが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一例としての圧電モータは、ステータ及びロータを備える圧電モータであって、前記ロータは、前記ステータと当接する基体部分と皿バネ部分とを有する環状部材と、前記環状部材が固定される固定部とを有し、前記固定部は、中空の円筒部分と、シャフトを取り付けるための取付部とを有している。

【0007】

また、本発明の他の例としての駆動装置は、ステータ及びロータを備える圧電モータと、前記圧電モータに取り付けられるシャフトとを含む駆動装置であって、前記ロータは、前記ステータと当接する基体部分と皿バネ部分とを有する環状部材と、前記環状部材が固定される固定部とを有し、前記固定部は、中空の円筒部分と、前記シャフトを取り付けるための取付部とを有している。

【0008】

本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ベース側から見た圧電モータの概略斜視図である。

【図2】ケース側から見た圧電モータの概略斜視図である。

【図3】圧電モータの概略断面図である。

【図4】スタビライザーの概略斜視図である。

【図5】大径シャフトを取り付けた圧電モータの概略斜視図である。

【図6】小径シャフトを取り付けた圧電モータの概略斜視図である。

【図7】歯車シャフトを取り付けた圧電モータの概略斜視図である。

【図8】筒状シャフトを取り付けた圧電モータの概略斜視図である。

【図9】遊星歯車シャフトを取り付けた圧電モータの概略斜視図である。

【図10】アウターカバーを外した圧電モータの概略斜視図である。

【図11】遊星歯車部を外した圧電モータの概略斜視図である。

【図12】貫通シャフトを取り付けた圧電モータの概略斜視図である。

【図13】貫通シャフトの概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されるものではない。

【0011】

［第一実施形態］
図１から図４を用いて第一実施形態の圧電モータ１００について説明する。図１は、圧電モータ１００の概略斜視図であり、ベース１４１側から見た外観を示している。図２は、圧電モータ１００の概略斜視図であり、ケース１３４側から見た外観を示している。図３は、固定部であるスタビライザー１２５の長手方向に沿った圧電モータ１００の概略断面図であり、スタビライザー１２５の回転軸を通る断面を示している。図４は、スタビライザー１２５の概略斜視図である。

【0012】

図１及び図２に示すように、圧電モータ１００は、ベース１４１と、ベース１４１にねじ止めされているケース１３４を備えている。さらに、圧電モータ１００は、ベース１４１及びケース１３４を貫通する中空のスタビライザー１２５（図３）を備えている。また、略板状のベース１４１の側面には、外部と接続するためのコネクタ１４４が、端子支持板を介して取り付けられている。

【0013】

また、図３に示すように、圧電モータ１００は、ステータ１１１及びロータ１２１を備えている。このロータ１２１は、ステータ１１１に対向している。また、ロータ１２１は、環状部材１２０を有している。そして、環状部材１２０は、ステータ１１１と当接する基体部分１２２と、皿バネ部分１２３とを有している。さらに、ロータ１２１は、環状部材１２０が固定される固定部の一例としてのスタビライザー１２５を有している。そして、スタビライザー１２５は、中空の円筒部分１２５Ａと、シャフトを取り付けるための第一取付部ＭＰ１及び第二取付部ＭＰ２とを有している。

【0014】

第一取付部ＭＰ１及び第二取付部ＭＰ２は、円筒部分１２５Ａの両端部の少なくとも一方に設けられている。具体的には、円筒部分１２５Ａのベース１４１側には、一端部である第一取付端部１２５Ｂが設けられている。そして、第一取付端部１２５Ｂには、開口としての第一開口ＯＰＢが形成されている。さらに、第一取付部ＭＰ１が、第一開口ＯＰＢの周囲に設けられている。また、円筒部分１２５Ａのケース１３４側には、他端部である第二取付端部１２５Ｃが設けられている。そして、第二取付端部１２５Ｃには、開口としての第二開口ＯＰＣが形成されている。さらに、第二取付部ＭＰ２が、第二開口ＯＰＣの周囲に設けられている。

【0015】

一例として、第一取付部ＭＰ１は、第一取付端部１２５Ｂの端面において第一開口ＯＰＢの周囲に形成されている第一ネジ穴ＳＨ１（図１）を有している。図１の例では、第一取付端部１２５Ｂの端面に、例えば六個の第一ネジ穴ＳＨ１が形成されている。そして、後述する各シャフトのネジは、第一ネジ穴ＳＨ１にねじ込まれる。これにより、各シャフトが、圧電モータ１００に取り付けられる。なお、第一ネジ穴ＳＨ１の数は六個には限定されず、五個以下又は七個以上であってもよい。また、第二取付部ＭＰ２は、第二取付端部１２５Ｃの端面において第二開口ＯＰＣの周囲に形成されている第二ネジ穴ＳＨ２（図２）を有している。図２の例では、第二取付端部１２５Ｃの端面に、例えば三個の第二ネジ穴ＳＨ２が形成されている。そして、後述する貫通シャフト７３６のネジＳ７は、第二ネジ穴ＳＨ２にねじ込まれる。これにより、貫通シャフト７３６が、圧電モータ１００に取り付けられる。なお、第二ネジ穴ＳＨ２の数は三個には限定されず、二個以下又は四個以上であってもよい。

【0016】

このように、スタビライザー１２５には、第一ネジ穴ＳＨ１及び第二ネジ穴ＳＨ２が形成されている。そして、各シャフトがスタビライザー１２５にねじ止めされるので、各シャフトのスタビライザー１２５に対する接続部分が回転負荷によって変形することを抑制できる。つまり、接続部分が変形してしまうと、シャフトをスタビライザー１２５から取り外せなくなってしまうが、その事態を防止できる。さらに、シャフトが変形した場合には、シャフトをスタビライザー１２５から取り外して交換できる。一例として、各シャフトの先端にはキー溝を設けることができる。これによって、被駆動部材が回り止めされるので、各シャフトから被駆動部材に回転を伝達できる。

【0017】

また、シャフトを取り付けるための取付部は、圧電モータ１００の外部に露出している。そのため、中空の円筒部分１２５Ａの中空の空間を残した状態で様々な形状又はサイズを有するシャフトを取り付けることができる。代替的に、第一取付部ＭＰ１及び第二取付部ＭＰ２は、いずれか一方のみが設けられていてもよい。さらに、第一取付部ＭＰ１及び第二取付部ＭＰ２に代えて、シャフトを取り付けるための取付部として、第一取付端部１２５Ｂ又は第二取付端部１２５Ｃの内面に雌ネジ部が形成されていてもよい。例えば、雌ネジ部は、第一開口ＯＰＢ又は第二開口ＯＰＣの周囲の内周面に形成される。この場合、シャフトの外面に形成されている雄ネジ部が雌ネジ部にねじ込まれる。これにより、シャフトが、圧電モータ１００に取り付けられる。

【0018】

さらに、第一取付部ＭＰ１及び第二取付部ＭＰ２に代えて、シャフトを取り付けるための取付部として、第一取付端部１２５Ｂ又は第二取付端部１２５Ｃに取付凹部又は取付凸部が形成されていてもよい。例えば、取付凹部又は取付凸部は、第一開口ＯＰＢ又は第二開口ＯＰＣの周囲の内周面に形成される。この場合、シャフトには、取付凹部又は取付凸部と係合するように、取付凹部又は取付凸部と相補的な形状を有する凸部又は凹部が形成される。また、取付部として、ケース１３４から突出する第一取付端部１２５Ｂが雄ネジ部を構成し、当該雄ネジ部と相補的な形状を有する雌ネジ部を有するシャフトが取り付けられてもよい。同様に取付部として、ベース１４１から突出する第二取付端部１２５Ｃが雄ネジ部を構成し、当該雄ネジ部と相補的な形状を有する雌ネジ部を有するシャフトが取り付けられてもよい。例えば、雄ネジ部は、第一開口ＯＰＢ又は第二開口ＯＰＣの周囲の外周面に形成される。

【0019】

さらに、ケース１３４から突出する第一取付端部１２５Ｂの外周面にネジ穴を形成してもよい。この場合、当該ネジ穴と対向するように、各シャフトにネジ穴が形成される。そして、両ネジ穴にネジをねじ込むことによって、各シャフトをスタビライザー１２５に取り付ける。同様に、ベース１４１から突出する第二取付端部１２５Ｃの外周面にネジ穴を形成してもよい。この場合、当該ネジ穴と対向するように、各シャフトにネジ穴が形成される。これらの場合、第一取付端部１２５Ｂ及び第二取付端部１２５Ｃが、シャフトを取り付けるための取付部として機能する。

【0020】

図３に示すように、圧電モータ１００は、スタビライザー１２５の回転軸を中心に略回転対称の構成を備えている。この圧電モータ１００は、ベース１４１に固定されたステータ１１１と、ステータ１１１に対向するロータ１２１とを備えている。そして、ステータ１１１及びロータ１２１は、ケース１３４内の略円柱状のスペースに格納されている。このステータ１１１は、弾性体１１３と、弾性体１１３に貼り付けられた圧電素子１１２及び摺動材１１４とを有している。また、ロータ１２１は、環状部材１２０を備えている。そして、環状部材１２０は、摺動材１１４と当接する基体部分１２２と、当該基体部分１２２と一体的に形成されている皿バネ部分１２３とを有している。また、スタビライザー１２５の円筒部分１２５Ａは、それぞれ略リング状のステータ１１１及びロータ１２１を貫通しており、ステータ１１１とロータ１２１はスタビライザー１２５の回転軸と同軸である。

【0021】

また、圧電モータ１００は、圧電素子１１２と電気的に接続されているフレキシブル基板１１５を備えている。このフレキシブル基板１１５は、コネクタ１４４と電気的に接続されている。そして、圧電素子１１２には、コネクタ１４４及びフレキシブル基板１１５を介して、外部電源から高周波電圧が印可される。高周波電圧が印可されると、圧電素子１１２の伸縮によって弾性体１１３にたわみ振動が生じ、円周方向に進行波が発生する。この進行波の各頂点において、ロータ１２１は、摺動材１１４を介して弾性体１１３と接触している。そして、各頂点は楕円運動しており、当該楕円運動の軌跡は、進行波の進む方向とは逆方向である。そのため、ロータ１２１は、進行波とは反対の方向に回転する。

【0022】

ベース１４１からロータ１２１に向かって、ピエゾ素子等の圧電素子１１２と、圧電素子１１２が貼り付けられた弾性体１１３と、弾性体１１３に貼り付けられた摺動材１１４とが、この順に配置されている。この摺動材１１４は、基体部分１２２を強く押し付けても変形を抑制できるように構成してもよい。一例として、摺動材１１４は、強化繊維を含む架橋フッ素樹脂により形成できる。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、又はＦＥＰを用いることができ、２種以上のフッ素樹脂を用いることもできる。また強化繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、セラミック繊維、ＰＴＦＥ繊維、又はボロン繊維を用いることができる。強化繊維を含む架橋フッ素樹脂を用いることによって、ロータ１２１の基体部分１２２が摺動材１１４に押し付けられた際に、強化繊維が摺動材１１４の変形を抑制する。これにより、ロータ１２１がステータ１１１に押し付けられる際の押し付け力（すなわち、ロータ１２１とステータ１１１の間の摩擦力）をより強くして、圧電モータ１００を高トルク化できる。

【0023】

摺動材１１４は、架橋フッ素樹脂（上記強化繊維を含む架橋フッ素樹脂を含む）として、ＪＩＳＫ７２１８Ａ法（リング対ディスク）に準拠した滑り摩耗試験によって測定した場合の比摩耗量が、１×１０^－６ｍｍ^３／Ｎ・ｍ未満である架橋フッ素樹脂によって形成できる。より望ましくは、摺動材１１４は、比摩耗量が、１×１０^－７ｍｍ^３／Ｎ・ｍ未満である架橋フッ素樹脂によって形成できる。ここで、試験条件は、相手材：算術平均粗さ（Ｒａ）が０．２μｍのＡＤＣ１２、速度：１２８ｍ／ｍｉｎ、時間：５０時間、荷重：０．４ＭＰａである。比較例として、未架橋のＰＴＦＥを同条件で測定した場合の比摩耗量は、１×１０^－３ｍｍ^３／Ｎ・ｍであった。この架橋フッ素樹脂を用いることにより、耐摩耗性を向上させて、摺動材１１４の寿命、ひいては圧電モータ１００の寿命を長くできる。

【0024】

弾性体１１３は、複数の櫛歯を備えている。そして、当該櫛歯同士の間には、弾性体１１３の中心から弾性体１１３の外周に向かって放射状に延在する矩形状の溝が形成されている。一例として、弾性体１１３は、鉄、鋼、ジュラルミン、銅合金及びチタン合金等の金属によって形成できる。

【0025】

スタビライザー１２５は、ロータ１２１の回転に伴い、ロータ１２１と同じ方向に回転する。また、ベース１４１にはスタビライザー１２５の第一取付端部１２５Ｂが貫通する穴が形成されている。この穴に対応する位置にはベアリング１３８が取り付けられている。さらに、ケース１３４にもスタビライザー１２５の第二取付端部１２５Ｃが貫通する穴が形成されており、この穴に対応する位置にはベアリング１３８が取り付けられている。スタビライザー１２５の円筒部分１２５Ａは、ベアリング１３８を貫通している。代替的に、ベアリング１３８に代えて樹脂等からなるブッシュを用いてもよい。

【0026】

ステータ１１１は、複数のステータネジ１１６によってベース１４１に固定されている。具体的に、弾性体１１３のスタビライザー１２５側の縁部はネジ穴を有している。また、ベース１４１は、弾性体１１３のネジ穴に対応するネジ穴を有している。そして、ステータネジ１１６が両ネジ穴と螺合することにより、ステータ１１１がベース１４１に固定されている。

【0027】

ロータ１２１は、環状部材１２０の皿バネ部分１２３が固定されるスタビライザー１２５を有している。この環状部材１２０の中央には穴が形成されており、環状部材１２０とスタビライザー１２５とは別体である。そして、ロータ１２１は、複数のロータネジ１２４を介して、スタビライザー１２５のフランジ１３６に固定されている。具体的に、環状部材１２０の皿バネ部分１２３のスタビライザー１２５側に位置する内縁部は、ネジ穴を有している。また、スタビライザー１２５のフランジ１３６は、当該ネジ穴に対応するネジ穴を有している。そして、ロータネジ１２４が両ネジ穴と螺合することにより、皿バネ部分１２３がスタビライザー１２５に固定されている。

【0028】

皿バネ部分１２３は、ロータ１２１をステータ１１１に対して付勢するためのスプリングとして機能する。これにより、基体部分１２２が、ステータ１１１の摺動材１１４に押し付けられている。すなわち、皿バネ部分１２３が基体部分１２２をステータ１１１に対して付勢することにより、ロータ１２１が摺動材１１４に密着する。皿バネ部分１２３がスプリングとして機能することにより、圧電モータ１００のサイズを小さくできる。また、皿バネ部分１２３は、圧電モータ１００の半径方向において、基体部分１２２とスタビライザー１２５との間に設けられている。換言すると、スタビライザー１２５は、皿バネ部分１２３よりも圧電モータ１００の回転中心側に配置されている。

【0029】

スタビライザー１２５のフランジ１３６は、皿バネ部分１２３の湾曲した薄肉部よりも厚く形成されている。すなわち、スタビライザー１２５の回転軸方向において、フランジ１３６は、皿バネ部分１２３の薄肉部よりも厚い。そして、フランジ１３６は、皿バネ部分１２３の振動が伝搬されるように構成されている。これにより、皿バネ部分１２３の振動を抑制し、異音を低減できる。また、振動が抑制される結果、圧電モータ１００の寿命をより長くできる。なお、フランジ１３６は厚いため、皿バネ部分１２３から振動が伝搬されても損傷する可能性は低い。また、スタビライザー１２５は、環状部材１２０よりも質量が大きくなるように形成してもよい。なお、スタビライザー１２５には、アルマイト処理、又はアニール処理を施してもよい。

【0030】

一例として、スタビライザー１２５は、５０００系アルミニウム合金（例えばＡ５０５２）によって形成できる。これにより、ケース１３４をベース１４１に取り付ける際に、スタビライザー１２５の変形量を低く抑えることができる。そのため、ロータ１２１がステータ１１１に押し付けられる際の押し付け力をより強くして、圧電モータ１００を高トルク化できる。さらに、両者の間の押し付け力がばらつくことも抑制できる。すなわち、ケース１３４を取り付ける際に、スタビライザー１２５は、ベース１４１（ステータ１１１）側に押し付けられる。これにより、ロータ１２１がステータ１１１に押し付けられるが、その際にスタビライザー１２５の大きな変形に起因して、押し付け力がばらつくことを抑制できる。なお、環状部材１２０は、一例として、７０００系アルミニウム合金（例えばＡ７０７５）によって形成できる。

【0031】

また、スタビライザー１２５は、環状部材１２０よりも低剛性となるように（縦弾性係数が低くなるように）構成してもよい。これにより、スタビライザー１２５が振動を吸収して、皿バネ部分１２３の振動をより抑制できる。そのために、スタビライザー１２５は、スタビライザー１２５の回転軸を中心とする環状溝１２９を有している。この環状溝１２９は、断面略Ｕ字状の形状を有している。そして、環状溝１２９の底は、スタビライザー１２５の他の部分よりも薄い。このようにスタビライザー１２５を構成することにより、ロータ１２１をステータ１１１に押し付ける際にスタビライザー１２５がわずかに変形する。その結果、ロータ１２１をステータ１１１に押し付ける力を均等に分散させることができる。なお、スタビライザー１２５は、環状部材１２０と同じ剛性、または環状部材１２０よりも高剛性となるように構成してもよい。また、二つ以上の環状溝１２９を形成してもよい。

【0032】

圧電モータ１００の半径方向において、略リング状のフランジ１３６の幅は、同じく略リング状の皿バネ部分１２３の半径方向における幅よりも長く設定されている。これにより、皿バネ部分１２３の全周に渡って、スタビライザー１２５の質量を、皿バネ部分１２３の対応する部分よりも大きくできる。そのため、皿バネ部分１２３の全周に渡って、スタビライザー１２５の剛性を、皿バネ部分１２３よりも低くできる。ただし、一変形例として、スタビライザー１２５のフランジ１３６の形状はリング状には限定されず、多角形等の他の形状であってもよい。

【0033】

図４に示すように、スタビライザー１２５は、円筒部分１２５Ａとフランジ１３６とを有している。そして、円筒部分１２５Ａとフランジ１３６とは、一体的に構成されているすなわち、フランジ１３６は、円筒部分１２５Ａから延在している。そして、円筒部分１２５Ａとフランジ１３６の周縁部との間には、環状溝１２９が形成されている。

【0034】

このように、円筒部分１２５Ａとフランジ１３６が一体的に構成されているため、両部が別体である場合と比較すると、両部の間に隙間が発生することを防止できる。両部が別体であって隙間が発生すると、円筒部分１２５Ａがフランジ１３６に対して僅かに変位してしまう。その結果、円筒部分１２５Ａが回転時にブレて、シャフトの軸ブレが発生してしまう。しかし、両部が一体的に構成されていれば、隙間に起因する回転時の軸ブレの発生を防止できる。

【0035】

以上説明した第一実施形態に係る圧電モータ１００によれば、スタビライザー１２５にシャフトの取付部を設けることによって様々な形状又はサイズのシャフトを取り付けることができる。そのため、シャフトの外寸を容易に変更できる。さらに、スタビライザー１２５が中空の円筒部分１２５Ａを備えている。そのため、第一開口ＯＰＢ及び第二開口ＯＰＣを通るように部材を配置できる。例えば、ケーブル又は配線等を中空の円筒部分１２５Ａを通るように配置できる。

【0036】

［第二実施形態］
続いて、図５を参照して、第二実施形態に係る駆動装置２００について説明する。なお、圧電モータ１００の構成は上述しているため、その説明は省略する。図５は、大径シャフト２３６を備える駆動装置２００の概略斜視図であり、ベース１４１側から見た外観を示している。

【0037】

駆動装置２００は、シャフトの一例として、大径シャフト２３６を備えている。大径シャフト２３６は、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。そして、大径シャフト２３６の少なくとも一部の外寸は、スタビライザー１２５の円筒部分１２５Ａの外寸よりも大きい。すなわち、大径シャフト２３６は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に取り付けられる端部と、当該端部とは反対側の端部とを有している。そして、この反対側の端部の外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも大きい。また、大径シャフト２３６は、その一端部から他端部まで連通する中空部分を有する。すなわち、大径シャフト２３６は、中空の円筒状部材である。なお、大径シャフト２３６の一部の外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも小さいか又は同じであってもよい。

【0038】

大径シャフト２３６を貫通するネジＳ２は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に形成されている第一ネジ穴ＳＨ１にねじ込まれる。これにより、大径シャフト２３６は、圧電モータ１００に取り付けられる。また、大径シャフト２３６の両端の開口は、第一開口ＯＰＢと連通している。ただし、円筒部分１２５Ａの内部に通す部材がない場合には、大径シャフト２３６が中実であってもよい。なお、大径シャフト２３６の両端部は円形の外径を有しているが、扇形、半円形、楕円形、矩形若しくは多角形、又は涙形等の他の形状を有していてもよい。

【0039】

［第三実施形態］
続いて、図６を参照して、第三実施形態に係る駆動装置３００について説明する。なお、圧電モータ１００の構成は上述しているため、その説明は省略する。図６は、小径シャフト３３６を備える駆動装置３００の概略斜視図であり、ベース１４１側から見た外観を示している。

【0040】

駆動装置３００は、シャフトの一例として、小径シャフト３３６を備えている。小径シャフト３３６は、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。そして、小径シャフト３３６の少なくとも一部の外寸は、スタビライザー１２５の円筒部分１２５Ａの外寸よりも小さい。すなわち、小径シャフト３３６は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に取り付けられる端部３３６Ａを有している。また、小径シャフト３３６は、当該端部３３６Ａとは反対側の端部３３６Ｂを有している。そして、この反対側の端部３３６Ｂの外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも小さい。また、小径シャフト３３６は、その一端部から他端部まで連通する中空部分を有する。すなわち、小径シャフト３３６の端部３３６Ｂは、中空の円筒状部材である。なお、小径シャフト３３６の一部の外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも大きいか又は同じであってもよい。

【0041】

小径シャフト３３６の端部３３６Ａを貫通するネジＳ３は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に形成されている第一ネジ穴ＳＨ１にねじ込まれる。これにより、小径シャフト３３６は、圧電モータ１００に取り付けられる。そして、端部３３６Ｂの開口と端部３３６Ａは、第一開口ＯＰＢと連通している。ただし、円筒部分１２５Ａの内部に通す部材がない場合には、小径シャフト３３６が中実であってもよい。なお、端部３３６Ｂは円形の外径を有しているが、扇形、半円形、楕円形、矩形若しくは多角形、又は涙形等の他の形状を有していてもよい。

【0042】

［第四実施形態］
続いて、図７を参照して、第四実施形態に係る駆動装置４００について説明する。なお、圧電モータ１００の構成は上述しているため、その説明は省略する。図７は、歯車シャフト４３６を備える駆動装置４００の概略斜視図であり、ベース１４１側から見た外観を示している。

【0043】

駆動装置４００は、シャフトの一例として、歯車シャフト４３６を備えている。歯車シャフト４３６は、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。そして、歯車シャフト４３６は、外周にギア歯が形成されている歯車部４３６Ａを有する。すなわち、歯車シャフト４３６は、略円盤状の歯車部４３６Ａを有している。なお、歯車部４３６Ａの外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも大きくともよく、又は第一取付部ＭＰ１の外寸よりも小さくともよい。そして、歯車部４３６Ａの外寸が第一取付部ＭＰ１の外寸よりも小さい場合には、歯車シャフト４３６が、歯車部４３６Ａから延在して第一取付部ＭＰ１に取り付けられる大径軸部を有していてもよい。

【0044】

歯車部４３６Ａを貫通するネジＳ４は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に形成されている第一ネジ穴ＳＨ１にねじ込まれる。これにより、歯車シャフト４３６は、圧電モータ１００に取り付けられる。また、シャフト内部が中空になるように、歯車部４３６Ａは、中央に第一開口ＯＰＢと連通している開口が形成されている。ただし、円筒部分１２５Ａの内部に通す部材がない場合には、歯車部４３６Ａに開口が形成されていなくともよい。

【0045】

［第五実施形態］
続いて、図８を参照して、第五実施形態に係る駆動装置５００について説明する。なお、圧電モータ１００の構成は上述しているため、その説明は省略する。図８は、筒状シャフト５３６を備える駆動装置５００の概略斜視図であり、ベース１４１側から見た外観を示している。

【0046】

駆動装置５００は、シャフトの一例として、筒状シャフト５３６を備えている。筒状シャフト５３６は、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。そして、筒状シャフト５３６は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に取り付けられる底部を有している。また、筒状シャフト５３６は、その一端部から他端部まで連通する中空部分を有する。すなわち、筒状シャフト５３６の内部には空間が形成されている。そして、底部と反対側の端部の外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも大きい。なお、筒状シャフト５３６の外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも大きくともよく、又は第一取付部ＭＰ１の外寸よりも小さくともよい。

【0047】

筒状シャフト５３６の底部を貫通するネジＳ５は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に形成されている第一ネジ穴ＳＨ１にねじ込まれる。これにより、筒状シャフト５３６は、圧電モータ１００に取り付けられる。また、筒状シャフト５３６の底部は、中央に第一開口ＯＰＢと連通している開口が形成されている。ただし、円筒部分１２５Ａの内部に通す部材がない場合には、筒状シャフト５３６の底部に開口が形成されていなくともよい。

【0048】

［第六実施形態］
続いて、図９から１１を参照して、第六実施形態に係る駆動装置６００について説明する。なお、圧電モータ１００の構成は上述しているため、その説明は省略する。図９は、遊星歯車シャフト６３６を備える駆動装置６００の概略斜視図であり、アウターカバー６３６Ａが設けられている状態を示している。また、図１０は、遊星歯車シャフト６３６（図１０）を備える駆動装置６００の概略斜視図であり、アウターカバー６３６Ａを外した状態を示している。さらに、図１１は、遊星歯車シャフト６３６を備える駆動装置６００の概略斜視図であり、遊星歯車部６３６Ｃを外した状態を示している。

【0049】

駆動装置６００は、シャフトの一例として、遊星歯車シャフト６３６を備えている。この遊星歯車シャフト６３６は、遊星歯車機構の遊星キャリア部６３６Ｅ（図１１）を有している。そして、遊星キャリア部６３６Ｅは、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に取り付けられる。また、遊星キャリア部６３６Ｅには、遊星歯車部６３６Ｃが取り付けられている。さらに、遊星歯車部６３６Ｃは、太陽歯車部６３６Ｂの外周面に形成されてるギア歯に噛み合っている。

【0050】

また、遊星歯車部６３６Ｃは、その周囲に配置されている内歯車部６３６Ｄの内周面に形成されているギア歯に噛み合っている。この内歯車部６３６Ｄは、ベース１４１に固定されている。そして、太陽歯車部６３６Ｂ、遊星歯車部６３６Ｃ、内歯車部６３６Ｄ、及び遊星キャリア部６３６Ｅは、アウターカバー６３６Ａ内に収容されている。なお、太陽歯車部６３６Ｂの先端の外寸は、円筒部分１２５Ａの第一取付部ＭＰ１の外寸よりも大きくともよく又は小さくともよい。

【0051】

圧電モータ１００から出力された回転力は、遊星キャリア部６３６Ｅから遊星歯車部６３６Ｃを介して太陽歯車部６３６Ｂに伝達される。すなわち、遊星キャリア部６３６Ｅは、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。また、遊星キャリア部６３６Ｅを貫通するネジＳ６は、スタビライザー１２５の第一取付部ＭＰ１に形成されている第一ネジ穴ＳＨ１にねじ込まれる。これにより、遊星歯車シャフト６３６は、圧電モータ１００に取り付けられる。

【0052】

なお、シャフト内部が中空になるように、太陽歯車部６３６Ｂ及び遊星キャリア部６３６Ｅを貫通し且つ第一開口ＯＰＢと連通する開口が形成されていてもよい。さらに、遊星歯車シャフト６３６は、遊星歯車シャフト６３６から、圧電モータ１００の反対側の第二開口ＯＰＣを通って露出する軸部を有していてもよ。当該軸部は、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。これにより、軸部から出力される回転数と、太陽歯車部６３６Ｂから出力される回転数とを異ならせることができる。

【0053】

［第七実施形態］
続いて、図１２及び１３を参照して、第七実施形態に係る駆動装置７００について説明する。なお、圧電モータ１００の構成は上述しているため、その説明は省略する。図１２は、貫通シャフト７３６を備える駆動装置７００の概略斜視図であり、ケース１３４側から見た外観を示している。また、図１３は、貫通シャフト７３６の概略斜視図である。

【0054】

駆動装置７００は、シャフトの一例として、貫通シャフト７３６を備えている。貫通シャフト７３６は、スタビライザー１２５の回転に伴って回転する。図１３に示すように、貫通シャフト７３６は、円筒部分１２５Ａに挿入される挿入部分７３６Ａと、挿入部分７３６Ａから延在して円筒部分１２５Ａから露出する露出部分７３６Ｂとを有する。挿入部分７３６Ａは略円盤状の形状を有しており、挿入部分７３６Ａの端部にねじ止めされている。そして、露出部分７３６Ｂは、第二開口ＯＰＣの周囲において、挿入部分７３６Ａの外周方向に向かって張り出したフランジ部を構成している。

【0055】

そして、図１２に示すように、露出部分７３６Ｂが、第二取付部ＭＰ２に取り付けられる。すなわち、露出部分７３６Ｂを貫通するネジＳ７は、スタビライザー１２５の第二取付部ＭＰ２に形成されている第二ネジ穴ＳＨ２にねじ込まれる。これにより、貫通シャフト７３６は、圧電モータ１００に取り付けられる。

【0056】

また、貫通シャフト７３６は、第一開口ＯＰＢから突出する突出部７３６Ｃを備えている。そして、挿入部分７３６Ａ及び突出部７３６Ｃは、中空の円筒状部材である。また、挿入部分７３６Ａ及び突出部７３６Ｃの開口は、第一開口ＯＰＢと連通している。さらに、シャフト内部が中空になるように、露出部分７３６Ｂには、中央に第二開口ＯＰＣと連通している開口が形成されている。ただし、貫通シャフト７３６の内部に通す部材がない場合には、挿入部分７３６Ａ及び突出部７３６Ｃが中実であり、露出部分７３６Ｂに開口が形成されていなくともよい。なお、突出部７３６Ｃは円形の外径を有しているが、扇形、半円形、楕円形、矩形若しくは多角形、又は涙形等の他の形状を有していてもよい。

【0057】

さらに、貫通シャフト７３６は、露出部分７３６Ｂから突出部７３６Ｃとは反対方向に突出する反対突出部を有していてもよい。当該反対突出部に被駆動部材を接続することによって、圧電モータ１００の両側から回転を出力できる。代替的に、貫通シャフト７３６は、突出部７３６Ｃを省略して、反対突出部のみを有していてもよい。

【0058】

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

【0059】

例えば、スタビライザー１２５には、基体部分１２２と皿バネ部分１２３とを有する複数のロータ１２１が固定されてもよい。この場合、圧電素子１１２と、弾性体１１３と、摺動材１１４とを有する複数のステータ１１１を、複数のロータ１２１の数に対応して設けることができる。また、スタビライザー１２５には、ロータ１２１の数に対応する数のフランジ１３６を形成できる。例えば、三つのロータ１２１を設ける場合、三つのステータ１１１を設けると共に、スタビライザー１２５には三つのフランジ１３６を形成する。なお、四つ以上又は二つのロータ１２１及びステータ１１１を設けてもよい。

【0060】

また、スタビライザー１２５に対する皿バネ部分１２３又は各シャフトの固定は、ねじ止めには限定されず、溶接等の他の固定方法を用いることもできる。また、上記実施形態では、基体部分１２２と皿バネ部分１２３とが一体的に形成されている。ただし、基体部分１２２と皿バネ部分１２３とをそれぞれ形成した後に、両者を溶接等の方法によって一体化させてもよい。また、環状溝１２９に代えて、格子状、放射状、又は同心円状に配列されるように、複数の穴又は凹部をスタビライザー１２５に形成してもよい。さらに、多数の穴又は凹部を等間隔で形成してもよく、スタビライザー１２５内に多数の中空の空間又はリング状の空間を形成してもよい。この場合、金属材料を使用した三次元造形によってスタビライザー１２５を形成できる。

【0061】

また、圧電モータ１００は、薬液を注入するための注入機器に使用できる。この注入機器は、圧電モータ１００と、圧電モータ１００によって駆動される駆動機構と、圧電モータ１００を制御する制御装置とを備えている。そして。駆動機構は、圧電モータ１００が正転するときに薬液を送り出すように駆動される。また、駆動機構及び圧電モータ１００は、注入機器の注入ヘッドのフレーム内に格納される。

【0062】

さらに、シャフトの形状は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、歯車シャフト４３６は外歯車を有する歯車部４３６Ａを備えているが、歯車シャフト４３６は、内歯車を有する歯車部４３６Ａを備えていてもよい。また、球状の先端部を有するシャフトが圧電モータ１００に取り付けられてもよい。例えば、球状の先端部の表面に溝をつけることによって、当該シャフトを球状歯車として機能させることができる。さらに、カム形状の先端部を有するシャフトが圧電モータ１００に取り付けられてもよい。また、遊星歯車シャフト６３６は、遊星歯車機構に代えて遊星ローラ機構を備えていてもよい。さらに、シャフトは、十字型の形状、断面漏斗状の形状、又は断面台形状の形状等のその他の形状を有していてもよい。

【0063】

また、シャフトは、当該シャフトの回転軸に対して任意の角度で傾斜するような先端部（例えば歯車）を有していてもよい。さらに、各シャフト（例えば大径シャフト２３６等）の中空の内部には、ボールネジを配置してもよい。この場合、シャフトが回転することによって、ボールネジのネジ軸が直線移動する。さらに、スタビライザー１２５の内側にボールネジ用のネジ溝を形成してもよい。この場合、スタビライザー１２５には、ボールネジシャフトを取り付けることができる。

【符号の説明】

【0064】

１００：圧電モータ、１１１：ステータ、１２１：ロータ、１２２：基体部分、１２３：皿バネ部分、１２５：固定部、１２５Ａ：円筒部分、２００：駆動装置、２３６：シャフト、３００：駆動装置、３３６：シャフト、４００：駆動装置、４３６：シャフト、４３６Ａ：歯車部、５００：駆動装置、５３６：シャフト、６００：駆動装置、６３６：シャフト、６３６Ｅ：遊星キャリア部、７００：駆動装置、７３６：シャフト、７３６Ａ：挿入部分、７３６Ｂ：露出部分、ＭＰ１：取付部、ＭＰ２：取付部、ＯＰＢ：開口、ＯＰＣ：開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】