JPH04124896U - 圧電モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化を図るとともに、製造が容易な圧電モ
ータを提供する。 【構成】 一対の電極部材１２，１３を介して印加され
る電圧に応じて振動する圧電素子１１と、このうち一方
の電極部材１３と対向して回転自在に配置されたロータ
ー１５と、このローター１５と上記一方の電極部材１３
との間に当接して配置され、圧電素子の振動によってロ
ーターを回動させる駆動力変換部材１４とが、共通のケ
ース１６，１９内に収納されている圧電モータであっ
て、上記一方の電極部材１３とこの電極部材に対向する
ケース１９内周面とに、当該電極部材１３のケース内で
の回動変位を阻止する変位阻止部１３ａ，１９ｃを形成
している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子機器等に用いられる小型モータに関し、特に圧電素子を用い てローターを回動させる圧電モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

圧電モータは、従来の電磁モータと比較して低回転で高トルクを得ることがで き、さらに電磁ノイズを発生しないなどの特徴を備えているため、カメラのオー トフォーカス用等に利用されている。このような圧電モータの基本的な駆動原理 は、楕円運動を生ずる圧電素子をステータとして、これに圧接されたロータが摩 擦力を介して回転運動を生ずるものである。この様な構成を備えた一例を図６に 示す。 同図に示す圧電モータは、ねじり振動を生ずるボルト締め振動子１と、複数の 積層型圧電素子２とを組み合わせたもので、両者の動きの合成は、積層型圧電素 子２の上端に楕円運動を生じ、この積層型圧電素子２に圧接するローター３に回 転トルクを生ずるものである。尚、図中符号４は共振用金属ブロックである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の構成の圧電モータ等ではローター３を回動させるた めに、ボルト締め振動子１とともに複数の積層型圧電素子２を必要とする。この ため、小型化の要請に応えることができないばかりか、製造工程が複雑になると いう問題があった。 そこで本考案は、小型化を図るとともに、製造が容易な圧電モータの提供を目 的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案の構成は、一対の電極部材を介して印加され る電圧に応じて振動する圧電素子と、このうち一方の電極部材と対向して回転自 在に配置されたローターと、このローターと上記一方の電極部材との間に配置さ れ、圧電素子の振動によってローターを回動させる駆動力変換部材とが、共通の ケース内に収納されている圧電モータであって、上記一方の電極部材とこの電極 部材に対応するケース内周面とに、当該電極部材のケース内での回動変位を阻止 する変位阻止部を形成している。

【０００５】

【作用】

上記構成を備えた本考案の作用について説明する。 圧電素子の振動が駆動力変換部材に伝達されると、この振動による外力は駆動 力変換部材によってローターを回転させる方向の分力に変換する。これによりロ ーターが回転され、このローターの回転に伴って駆動力変換部材を介して電極部 材にも回転モーメントが作用する。 これに対して、一方の電極部材とこの電極部材に対応するケース内周面とには 、当該電極部材のケース内での回動変位を阻止する変位阻止部が形成されている ので、上記回転モーメントが作用したとしても圧接されているローターと電極部 材との相対回動変位を生じないようにしている。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案について図面を参照して説明する。図２及び図３は、一実施例と しての圧電モータの構成を示す分解斜視図、図１は、図２及び図３に示す圧電モ ータを組み立てた状態を示す組立断面図である。 図１乃至図３に示す圧電モータ１０は、円柱状の圧電素子１１と、この圧電素 子１１の両端面１１ａ，１１ｂに配置された同様の円柱状からなる電極部材１２ ，１３と、圧電素子１１の一方の端面１１ａ側に当接して配置された電極部材１ ３に固着された駆動力変換部材１４と、この駆動力変換部材１４の一部に当接し 、この駆動力変換部材１４を介して与えられる振動により回転駆動されるロータ ー１５と、一端が詳細を後述する分割ケース１６の内周面に当接し、他端部が上 記駆動力変換部材１４の一部に当接されて、一対の電極部材１２，１３及び圧電 素子１１を圧接状態に保持するスプリング１７と、上記ローター１５を回動自在 に支持する軸受１８と、この軸受１８を一端部側に圧入されて支持する分割ケー ス１６と、この分割ケース１６の開口端部に螺入される分割ケース１９とを備え て構成されている。

【０００７】 上記圧電素子１１は、たとえばセラミックなどを円柱状に形成したものであり この両端面１１ａ，１１ｂに電極部材１２，１３が当接して配置されている。こ の電極部材１２，１３に電圧を印加すると圧電素子１１は矢印Ａ方向（図１及び 図３に示す）での膨縮を生じ、これにより振動を発生する。 電極部材１２，１３はともに黄銅等を円柱状に形成したものであるが、一方の 電極部材１３は、一端部の外径が大きく形成された鍔部１３ｂを有する円柱形状 のものである。この鍔部１３ｂの対向する側面部分に溝１３ａ，１３ａが形成さ れている。この溝１３ａ，１３ａは、矢印Ａ方向に延びる断面がほぼＵ字形状か らなるものである。この一方の電極部材１３には、駆動力変換部材１４が固着さ れている。この溝１３ａ，１３ａが、電極部材１３側に形成された変位阻止部で ある。

【０００８】 図４（Ａ），（Ｂ）は上記駆動力変換部材の詳細を示すそれぞれ上面図，正面 図である。同図に示す駆動力変換部材１４は、円板状に成形されたたとえばリン 青銅等の金属板からなるもので、一方の端面（図示上面）側にブレード１４ａ乃 至１４ｃが所定角度αで打ち抜き加工によって一体として形成されている。駆動 力変換部材１４とローター１５とは、このブレード１４ａ乃至１４ｃを介して当 接している。 上記ブレード１４ａ乃至１４ｃは、ローター（詳細を後述する）１５の回動軸 １５ｂと直交する平面に対して上記所定角度αをもって傾斜し、かつ、当該回動 軸１５ｂを中心として等角度間隔に形成されている。本実施例では、３枚のブレ ード１４ａ乃至１４ｃが１２０度間隔で形成されている。この各ブレード１４ａ 乃至１４ｃによって、圧電素子１１の一方向ヘの振動による外力が、ローター１ ５を回転させる方向への分力を発生させている。 なお、ブレードの形成枚数や角度は、この駆動力変換部材１４自体の材質やロ ーター１５の重量等を適宜勘案して設定すればよい。

【０００９】 上記ローター１５はたとえば黄銅からなるもので、駆動力変換部材１４のブレ ード１４ａ乃至１４ｃに当接する円柱部１５ａと、この円柱部１５ａの中心（回 動中心）に一致して突出形成された円柱状の回動軸１５ｂとを備えたものである 。この回動軸１５ｂが上記軸受１８によって回動自在に支持される。 軸受１８は、複数の転動体１８ａと、この転動体１８ａを両側よりリング状に 支持する支持部材１８ｂ，１８ｃとを備えたものである。また、この両支持部材 １８ｂ，１８ｃの中心には挿通孔１８ｄ，１８ｅが形成されており、ここに上記 回動軸１５ｂが挿通される。

【００１０】 上記分割ケース１６はたとえばジュラルミン等からなる有底円筒状のもので、 その底部の中心には符号１６ａで示す遊挿孔が形成され、他方、開口部側の内周 面にはねじ部１６ｂが形成されている。このねじ部１６ｂには分割ケース１９が 螺入される。 分割ケース１９は、上記分割ケース１６と同様の有底円筒状のもので、その底 部には凸部１９ａが形成され、一方、開口部の外周面には上記分割ケース１６と 噛合するねじ部１９ｂが形成されている。また、この開口部の内周面であって、 前述した一方の電極部材１３が挿入されたときに対向する位置には、突出部１９ ｃ，１９ｃが形成されている。この突出部１９ｃ，１９ｃは、この分割ケース１ ９内に上記電極部材１３等が収納された状態で、当該電極部材１３に形成されて いる溝１３ａ，１３ａが嵌合するようになっている。この突出部１９ｃ，１９ｃ が、ケース側に形成された変位阻止部である。 この溝１３ａと突出部１９ｃとが嵌合した状態では、外部から電極部材１３に 回転モーメントが作用する場合であっても、この電極部材１３は分割ケース１６ 内で回動変位を生ずることがない。

【００１１】 以上の構成を備えた圧電モータの作用，効果について説明する。 電極部材１２，１３を介して圧電素子１１に対して電圧が印加されると、圧電 素子１１には、ローター１５の回動軸１５ｂと同方向（矢印Ａ方向）に振動が生 じる。この振動による外力は、所定角度αで形成されているブレード１４ａ乃至 １４ｃによってローター１５をいずれかの方向に回転させる分力を生じる。この ブレード１４ａ乃至１４ｃによって発生した分力により、ローター１５はいずれ かの方向に回転駆動される。この場合のローター１５の回転速度の調整は、ブレ ード１４ａ乃至１４ｃの傾斜角度αを可変することで容易に調整することができ る。

【００１２】 以上のようにしてローター１５が回転されると、このローター１５の回転に伴 って駆動力変換部材１４及び電極部材１３に対して回転力が作用する。この回転 力によって電極部材１３は回転しようとするが、溝１３ａと突出部１９ｃ（変位 阻止部）が嵌合状態となっているので、これにより電極部材１３の回転は阻止さ れる。このように回転が阻止されることで、駆動力変換部材１４とローター１５ との間のすべりを防止し、これによりローター１５に回転ムラを生じさせるとい った問題を生じさせない。

【００１３】 以上詳述した圧電モータであれば、所定角度傾斜して形成されたブレードを備 えた駆動力変換部材を用いることで、単一の圧電素子を用いた場合であっても、 ローターをいずれかの方向に回転させる向きに分力を発生させることができる。 従って、従来のように複数の圧電素子を用いる必要がなく、これにより小型化を 図ることができる。しかも、ブレードを単一の金属板から一体成形しているので 製造が容易であるとともに、ブレードの傾斜角度を容易に可変してローターの回 転速度自体をも容易に調整することが可能となる。また、単一の圧電素子を用い るだけでよいので、製造コストの低減を図ることもできる。

【００１４】 さらに、駆動力変換部材とローターとの間のすべりを生じないため、ローター の回転ムラの発生を防止している。また、スプリング１７により電極部材１２， １３及び圧電素子１１を圧接しているため、圧接素子１１と電極部材１２，１３ とを特に導電性接着剤等を用いて固定する必要がない。これにより、導電性接着 剤等を不要とし、さらに製造工程の簡略化を図り、これにより製造コストの低減 に寄与できるようにしている。

【００１５】 尚、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内におい て様々に変形実施が可能である。上記実施例では、駆動力変換部材が電極部材に 固着されている例を示すが、ローター側に固着するようにしてもよい。この場合 であっても、前記実施例と同様の効果を得ることができる。また、ローターに駆 動力変換部材を一体として形成する場合、図５に示すように構成してもよい。

【００１６】 図５（Ａ），（Ｂ）は、駆動力変換部材をローターに一体として取り付けた状 態を示す外観斜視図，透視正面図である。なお、同図において前記実施例で説明 したものと同等のものについては、同一の符号を附して説明を省略する。 同図に示すローター２０は、合成樹脂を前記ローター１５とほぼ同様の形状に 形成したものであるが、図示ローター２０は内部に駆動力変換部材１４をインサ ート成形されている点で異なる。このように駆動力変換部材１４を一体として成 形した場合には、前記と同様の効果とともに、この駆動力変換部材１４と当接す る電極部材１３との当接精度をさらに向上させることができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳述した本考案によれば、一方の電極部材とこの電極部材に対応するケー ス内周面とに、当該電極部材のケース内での回動変位を阻止する変位阻止部を形 成したことで、小型化を図るとともに、製造が容易な圧電モータの提供ができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２及び図３に示す圧電モータの組み立てた状
態を示す組立断面図。

【図２】一実施例としての圧電モータの構成を示す分解
斜視図。

【図３】一実施例としての圧電モータの構成を示す分解
斜視図。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は上記駆動力変換部材の詳細を
示すそれぞれ上面図，正面図。

【図５】（Ａ），（Ｂ）はローターの他の一実施例を示
す外観斜視図，透視正面図。

【図６】従来の圧電モータの概略構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１１ 圧電素子 １２，１３ 電極部材 １５ ローター １４ 駆動力変換部材 １３ａ，１９ｃ 変位阻止部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極部材を介して印加される電圧
   に応じて振動する圧電素子と、このうち一方の電極部材
   と対向して回転自在に配置されたローターと、このロー
   ターと上記一方の電極部材との間に当接して配置され、
   圧電素子の振動によってローターを回動させる駆動力変
   換部材とが、共通のケース内に収納されている圧電モー
   タであって、上記一方の電極部材とこの電極部材に対向
   するケース内周面とに、当該電極部材のケース内での回
   動変位を阻止する変位阻止部を形成したことを特徴とす
   る圧電モータ。