JPH0432105Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、超音波モータの出力軸の回転を連続
して正逆に切換えて、出力軸に取付けた慣性盤と
ダイアフラムに振動を生じさせるようにしたバイ
ブレータに関する。

「従来の技術」 最近、各種の治療のため、人体の一部に振動を
与えるのが効果的であるということが報告されて
いる。

従来の治療用振動装置としては、磁力を利用し
た通常のモータに偏心重量を取付けたり、カム機
構を介して振動板を振動させていた。

また周波数振動機により気体を振動させ、その
振動により振動板を振動させるようにしたものも
知られている。

「考案が解決しようてする問題点」 従来の振動装置のうち、通常のモータを使用す
る形式のものは、装置自体がモータの回転軸方向
に長い大きなものとなり、さらに入力エネルギー
に対して振動の出力エネルギーが小さく、エネル
ギー効率が悪いという問題があつた。また空気振
動式のものは、十分な振動力を得るには大きな動
力源が必要になり、やはり装置が大きくなつた
り、エネルギー効率が悪いという問題があつた。

そこで本考案は、特開昭58−148682号公報、あ
るいは実開昭63−120592号公報（本願考案者と同
一考案者）等に示される超音波モータを利用し、
小型でエネルギー効率のよいバイブレータを提供
することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本考案は、超音波モータの出力軸に慣性体を取
付けるとともに、中心部が出力軸にそして外周部
が超音波モータのケースに固定されるダイアフラ
ムを設けたバイブレータである。

ダイヤフラムの裏面側は慣性盤に接しられて、
その振動がダイヤフラムに伝達されるようになつ
ている。また出力軸と、慣性盤およびダイヤフラ
ムとの間に弾性変形可能な弾性体を介在させて、
振動をより大きくさせた。

超音波モータは、正、逆回転を可能にする駆動
回路に接続され、駆動回路は切換制御回路により
正逆回転に対応した出力に連続して切換えられる
ようになつている。

「作用」 超音波モータが切換制御回路により連続して正
逆に切換えて回転されると、慣性盤が急激に逆回
転され、その逆回転が繰換えされることにより、
慣性盤が振動する。また、ダイヤフラムはその中
心部が出力軸側にそして外周部が超音波モータの
ケース側に固定されているので、出力軸の正逆回
転によりダイヤフラムにも振動を生じさせる。

さらに出力軸と、慣性盤およびダイヤフラムと
の間に弾性体が設けられることにより、慣性盤と
ダイヤフラムの振動が増幅される。また慣性盤が
弾性体を介して出力軸に取付けられることによ
り、弾性盤が出力軸の軸線に対して少し傾く自由
度を有するので、振動治療器として使用する場合
に、例えば被治療者の荷重が偏つて作用しても、
それに追従してダイヤフラムを治療個所に適切に
当接できる。

「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１の出力軸２に、円筒状の取付金
具３が嵌合されてネジにより固定され、取付金具
３の外周にゴム、合成樹脂等からなる円筒状の弾
性体４が嵌合されて接着剤あるいは加硫接着によ
り固定される。弾性体４の外周に慣性盤５が接着
剤あるいは加硫接着により固定され、さらに慣性
盤５の外側面を覆うダイヤフラム６の中心部が出
力軸２に、そして外周部が超音波モータ１のケー
スに保持板７を介して固定される。なお弾性体４
は、その弾性変形する性質により慣性盤５とダイ
ヤフラム６の振動を増幅させるとともに、慣性盤
５の少しの傾きを可能にするためのものである。
また本実施例では、弾性体４とダイヤフラム６と
は一体に形成され、ダイヤフラム６の中心部は弾
性体４を介して出力軸２に固定される。

そして後記する超音波モータの駆動回路と切換
制御回路とにより、超音波モータ１を正逆回転さ
せると、慣性盤５が急激に逆回転されることによ
り振動を生じ、さらに出力軸側とケース側とに固
定されたダイヤフラム６にも振動が生じ、両者に
より大きな振動が得られる。

慣性盤５は、金属等のようにある程度重い材料
により形成され、慣性盤５の中央の円筒部が弾性
体４に広い面で強く接着される。

ダイヤフラム６は、ゴムまたは合成樹脂製であ
り、外周面がなだらかな球面状に形成され、内周
側が慣性盤５に接する断面形状に形成されて、ダ
イヤフラム６が慣性盤５に保持されるとともに、
慣性盤５の振動がダイヤフラム６に伝達されるよ
うになつている。なおダイヤフラム６と慣性盤５
との接する面は、弾性体４の部分を除き離れた状
態になつている。またダイヤフラム６の外周部は
厚肉に形成され、その厚肉部に保持板７を挟み込
む溝が形成され、その溝に適数個の突部８が形成
されて、突部８が保持板７の各凹部に係合される
ことにより、ダイヤフラム６の外周部が固定され
る。

超音波モータ１は、公知のように圧電体（電歪
体でも可）９の電極が２つの極１０，１１に分割
され、それぞれに90°位相差（1/2波長差）のある
高周波電圧が印加されることにより、圧電体を取
付けた固定子に進行波を生じさせるようになつて
いる。図示は省略したが、固定子には回転子が圧
接され、固定子に生じた進行波を回転子が受けて
回転し、さらに回転子に連結した出力軸２が回転
するようになつている。

超音波モータ１の駆動回路は、第３図に示すよ
うに超音波モータの圧電体の一方の電極１０が例
えば周波数40kHzの高周波電圧源１２に増幅回路
１３を介して接続され、他方の電極１１が増幅回
路１３と位相変換回路１４とを介して高周波電圧
源１２に接続される。位相変換回路１４は、高周
波電圧を＋90°位相を変換させて増幅回路１３に
入力するようになつている。

また位相変換回路１４は、高周波電圧源１２か
らの高周波電圧源を−90°位相変換する逆位相変
換回路をも有し、この−90°位相変換された高周
波電圧が電極７に印加されると＋90°位相変換さ
れた場合とは逆方向に超音波モータ１が回転する
ようになつている。

さらに位相変換回路１４は、正逆スイツチング
回路１５の信号を受けて＋90°位相変換と、−90°
位相変換とに切換えられるようになつている。ま
た正逆スイツチング回路１５は、発振器１６から
パルス信号（例えば発振周波数65Hz）が入力され
るようになつており、パルス信号に応じて正逆ス
イツチング回路１５が＋90°位相変換と−90°位相
変換とに対応した出力信号に、高速に連続して切
換えられるようになつている。

なお前記では±90°の位相変換をさせたが、そ
の数値に限定するものではなく、任意の位相変換
をさせても同様に超音波モータ１は正逆回転して
慣性盤５とダイヤフラム６とを振動できる。また
正逆スイツチング回路１５と発振器１６との代り
に位相制御回路を設けて、位相変換回路を90°位
相変換から180°位相変換に繰返し切換えてもよ
い。さらにその切換えを急激に換えるのではなく
て、例えばsinカーブ状に切換えることにより、
前記と異なる波形の振動を得ることができ、さら
に任意のパルス信号に応じて正逆回転に切換えて
もよい。

位相変換回路１４は、周波数調整回路１７によ
り切換え周期を調整できるようになつており、周
波数調整回路１７は速度調整回路１８から、超音
波モータ１の駆動状態に対応した信号が入力され
るようになつている。

超音波モータ１の駆動回路のさらに詳しいもの
は、第４図の通りである。高周波電圧源１２から
6Vの電圧が位相変換回路１０と周波数調整回路
１７と速度調整回路１８とに入力されるようにな
つている。位相変換回路１４からは、＋90°位相変
換された高周波電圧と−90°位相変換された高周
波電圧とが交互に出力され、増幅回路１３を介し
て超音波モータの電極１０，１１に±90°位相差
のあるsin波の高周波電圧とcos波の高周波電圧と
が印加されるようになつている。また速度調節回
路１８は、超音波モータ１の進行波に応じて生じ
る電圧変化が入力され、さらにその入力信号は可
変ボリユーム１９で調整できるようになつてい
る。

前記実施例の超音波モータは、進行波型であつ
たが、安在波型のものを使用してもよく、その場
合も超音波モータを正、逆回転させる駆動回路を
設け、切換制御回路により駆動回路を正、逆回転
に対応した出力となるように連続して切換えるよ
うにすればよい。

「考案の効果」 本考案のバイブレータは、超音波モータを正逆
回転に連続して切換えることにより、慣性盤とダ
イヤフラムとを振動させることができ、両者の振
動でより強い振動が得られるので、エネルギー効
率がよい。また慣性盤は、弾性体を介して超音波
モータの出力軸に連結されるので、外表面のダイ
ヤフラムを介して慣性体に偏つた力が作用して
も、慣性盤は少し傾くことが可能であり、振動治
療器に組み込んで使用する場合に、バイブレータ
のダイヤフラムが常に被治療者に適切に当接す
る。さらに超音波モータの出力軸と、慣性盤およ
びダイヤフラムとの間に弾性体が介在されること
により、慣性盤およびダイヤフラムにより大きな
振動を生じさせることができ、また超音波モータ
の発する衝撃等がダイヤフラムに伝達しにくくな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のバイブレータの断面図、第２
図はバイブレータのダイヤフラム側の平面図、第
３図は超音波モータの駆動回路のブロツク図、第
４図は超音波モータの駆動回路図である。 １……超音波モータ、２……出力軸、４……弾
性体、５……慣性盤、６……ダイヤフラム、７…
…保持板、１４……位相変換回路、１５……正逆
スイツチング回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 超音波モータを正逆回転させる駆動回路を設
   けるとともに、駆動回路からの出力を正逆回転
   に対応したものに連続して切換えさせる切換制
   御回路を設け、超音波モータの出力軸に慣性盤
   を取付けるとともに、中心部が出力軸にそして
   外周部が超音波モータのケースに固定されるダ
   イヤフラムを設けたことを特徴とするバイブレ
   ータ。 (2) 超音波モータの出力軸と、慣性盤およびダイ
   ヤフラムとの間に弾性体を介在させたことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   のバイブレータ。 (3) ダイヤフラムの裏面側が、慣性盤に接してい
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １、２項に記載のバイブレータ。