JPH069389U - 振動モータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 双方向への回転が可能であり、しかも構造が
簡単で、回転出力を効率よく発生できる振動モータを提
供すること。 【構成】 ステータ部４０とロータ部とを有する振動モ
ータである。前記ステータ部４０は、圧電素子４２，４
４と、電極板４６，４８と、前記電極板及び圧電素子の
両側を挟持するよう配置された第１のブロック体５０お
よび第２のブロック体５２とを含む。そして、分割電極
板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに、曲げ振動の共振周波数を
もつ３相交流電圧を印加する。これにより、ロータ接触
面６０に、順方向および逆方向の楕円振動に任意発生さ
せ、ロータ部を正転および逆転駆動する。ロータ接触面
６０は、他の部分より径大に形成されているため、ロー
タ接触面６０に発生する楕円振動の縦方向の変位量を拡
大することができ、この結果、細身で高出力の振動モー
タを得ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は振動モータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、ボルト締めランジュバン型の超音波モータが周知であり、例えば特 開昭61-49670号公報に係る片持ち梁状捩り超音波振動子を用いた圧電モータや、 特開昭63-217984 号公報に係る超音波モータ等が知られている。

【０００３】 しかし、従来この種のモータは、いずれもロータを一方向にしか回転できず、 しかも構造が複雑で高価なものとなってしまうという問題があった。

【０００４】 図１６には、従来のボルト締めランジュバン型超音波モータの一例が示されて いる。この超音波モータは、２個の圧電素子１０，１２の両端に長さの異なる金 属ブロック体１４，１６が配置され、両ブロック体１４，１６は、その中心にお いてボルト１８により圧電素子１０，１２を締付けるように固定されている。

【０００５】 そして、この超音波モータは、交流電源２０から圧電素子１０，１２に高周波 交流電圧を印加すると、圧電素子１０，１２の厚み方向への振動により縦振動が 生じるとともに、ボルト１８の捩りにより捩り振動が生じ、ブロック体１４，１ ６の端面には縦振動と捩り振動を合成した楕円振動が発生することになり、この 楕円振動により回転駆動力を得ることができる。

【０００６】 前記ブロック体１６の端面には、円板２２がバネ２４によりブロック体１６側 へ付勢されて配設されており、円板２２の回転軸２６が軸受２８にて支持されて いる。したがって、前記円板２２をブロック体１６の端面に接触することにより 、前記合成振動により得られる回転力は円板２２に伝達され、回転軸２６から回 転出力を取り出すことができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、前記従来の超音波モータでは、縦振動と捩り振動との共振点を合せな ければ回転出力を効果的に発生できない。このため、一方のブロック体１４を短 尺状に形成し、他方のブロック体１６の長尺状に形成して前記共振点を一致させ る必要があり、従ってモータ設計時における自由度が少いという問題があった。

【０００８】 また、このように縦振動と捩り振動との合成により楕円振動を発生させる超音 波モータでは、ブロック体１６の端面に一方向の楕円振動しか発生できず、回転 軸２６を正転および逆転の両方向駆動できないという問題があった。

【０００９】 さらに、この超音波モータでは、振動子１０，１２の振動から楕円振動を直接 発生できず、縦振動と捩り振動を合成しなければならないため、楕円振動の発生 効率が十分でなく、その分、回転出力を効率よく発生できないという問題があっ た。

【００１０】 本考案は、このような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、双 方向への回転が可能であり、しかも構造が簡単で、回転出力を効率よく発生でき る振動モータ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本考案は、ステータ部およびロータ部を有する振動 モータと、この振動モータを駆動する制御回路とを具備する振動モータ装置にお いて、 前記ステータ部は、 振動を発生させる圧電素子と、 前記圧電素子の表面をロータ部の回転方向に少なくとも３分割し、各分割領域 を異なる電圧印加領域とする電極と、 前記圧電素子を挟持するようその両側に取付け固定された第１のブロック体お よび第２のブロック体と、 を含み、 前記制御回路は、 前記電極を介して圧電素子の各電圧印加領域に、曲げ振動の共振周波数または その近傍の周波数をもつ３相以上の交流電圧を印加するよう形成され、しかもこ の交流電圧の相順を切り替えることにより、前記ブロック体のロータ接触面に順 方向及び逆方向の楕円振動を任意に発生させ、このロータ接触面に接するロータ 部を正転及び逆転駆動するよう形成され、 前記ステータ部は、そのロータ接触面側を外周方向に拡大形成し、ロータ接触 面をステータ部の通常断面より大きく形成したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】

本考案では、圧電素子の表面をロータ部の回転方向に沿って少くとも３に分け 、各領域を異なる相の電圧印加領域とするよう電極が形成されている。したがっ て、前記電極を介して圧電素子の各電圧印加領域に３相以上の高周波交流電圧を 印加することにより、ブロック体のロータ接触面に楕円振動を直接発生させ、ロ ータ部を回転駆動することができる。

【００１３】 このように本考案の振動モータでは、従来のランジュバン型の超音波モータの ように、ボルトによる捩り振動を用いることなく、圧電素子の振動から直接楕円 振動を発生させることができるため、回転出力を効率よく得ることができ、しか も従来のように縦振動、捩り振動の共振点を一致させるという設計上の制約がな いため、モータ全体の構成が簡単かつ安価なものとなる。

【００１４】 特に、本考案によれば、ブロック体の外側端面に形成されるロータ接触面が、 他の部分より径大に形成されるため、ロータ接触面に発生する前記楕円振動の縦 方向の変位量を拡大することができる。従って、細身で高出力の振動モータを得 ることができる。

【００１５】 さらに、本考案によれば、前記各電圧印加領域に印加する高周波交流電圧の相 順を切替えることにより、ブロック体のロータ接触面に順方向の楕円振動および 逆方向の楕円振動を選択的に発生させ、ロータ部を正転および逆転駆動すること ができる。

【００１６】 これに加えて、本考案では、前記３相以上の交流電圧として、曲げ振動の共振 周波数を持つ交流電圧を用いることにより、入力される電圧を効率よく回転出力 に変換し、ロータ部を回転駆動することができる。

【００１７】 また、本考案者は、この振動モータの回転原理についての検討を行った。この 種のモータでは、発生する振動の種類として、縦振動、捩り振動、曲げ振動が知 られている。従来のボルト締めランジュバン型超音波モータでは、縦振動と捩り 振動との合成により楕円振動を発生させていたが、本考案の振動モータでは、曲 げ振動を用いて直接楕円振動を発生させているものと推定される。すなわち、圧 電素子の振動により、ブロック体には曲げ振動が発生されるが、本考案では、圧 電素子の各電圧印加領域に３相以上の高周波交流電圧を印加することにより、各 相の曲げ振動の合成が直接楕円振動となって得られるものと推定される。

【００１８】 このように、本考案の振動モータは、従来のランジュバン型超音波モータと異 なる原理によって楕円振動を得ているものと推定され、その結果、正逆転可能な 回転出力を効率よく発生させることができ、しかもその構造が簡単でかつ安価な ものとなる。

【００１９】 これに加えて、本考案の振動モータでは、ステータ部に発生する曲げ振動の共 振周波数と同じ周波数をもつ交流電圧を印加している。このため、ブロック体の ロータ接触面には、曲げ振動の値が最も大きい腹部が位置することとなるため、 この面からも、入力電圧を効率よく回転出力に変換し、ロータ部を回転駆動する ことができる。

【００２０】 図７には、ステータ部に発生する曲げ振動の様子が概念的に示されている。同 図（Ａ）には、ステータ部を１共振周波数の交流電圧で共振駆動した場合の様子 が示され、同図（Ｂ）にはステータ部を２次共振周波数の交流電圧で駆動した場 合の様子が示され、同図（Ｃ）にはステータ部を、３次の共振周波数の交流電圧 で駆動した場合の様子が示されている。

【００２１】 同図に示すよう本考案の振動モータでは、曲げ振動を用いてステータ部のロー タ接触面６０Ａ，６０Ｂに直接楕円振動を発生させることができる。そして、ス テータ部を１次共振駆動した場合には、両ロータ接触面６０Ａ，６０Ｂには同方 向の楕円振動が発生し、ステータ部を２次共振駆動した場合には、両ロータ接触 面６０Ａ，６０Ｂに逆方向の楕円振動が発生し、ステータ部を３次共振駆動した 場合には、両ロータ接触面６０Ａ，６０Ｂに同方向の楕円振動を発生させること ができる。

【００２２】 このとき、図６に示すよう、本考案によれば、ステータ部のロータ接触面６０ を、他の部分より径大に形成しているため、ロータ接触面６０に発生する縦方向 の変位量を、ｄ1 からｄ2 に示すように拡大することができ、この結果、細身で も高出力の振動モータを得ることができる。

【００２３】

【実施例】

次に、本考案の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２４】 図１には、本考案に係る振動モータの好適な第１実施例が示されている。

【００２５】 実施例の振動モータは、ロータ部３０と、ステータ部４０とを有する。

【００２６】 そして、ステータ部４０の電極板４６，４８に、制御回路８０から高周波交流 電圧を印加することにより、ステータ部４０のロータ接触面６０に楕円振動を発 生させ、これによりロータ接触面６０に接するロータ部３０を正転および逆転駆 動するものである。

【００２７】 前記ロータ部３０は、ロータ接触面６０に一定の圧力で接触する円板３２と、 この円板３２の回転中心に取り付けられた回転出力軸３４とを含む。

【００２８】 また、前記ステータ部４０は、例えばセラミックス等の圧電体を用いてリング 状に形成されかつ互いに分極方向の異なる２個の圧電素子４２，４４と、圧電素 子４４の両側に設けられた第１の電極板４６及び第２の電極板４８と、圧電素子 ４２，４４の両側にそれぞれ配置された第１の金属ブロック体５０及び第２の金 属ブロック体５２と、両金属ブロック体５０，５２を圧電素子４２，４４を締め 付けるように連結固定する結合ボルト５５とを含み、全体として縦長形状に形成 されている。

【００２９】 前記、第１の金属ブロック体５０には、その外側端面側に径大なフランジ部５ ４が形成され、これにより、ロータ接触面６０が、ステータ部４０の他の部分よ り半径方向に大きくなるよう形成されている。

【００３０】 このようにロータ接触面６０をステータ部４０の他の部分の断面より半径方向 に大きく形成することにより、図６に示すように、ロータ接触面６０に発生する 楕円振動の縦方向の変位量ｄを、フランジ５４を形成しない場合の変位量ｄ1 に 比べ、ｄ2 まで拡大することができ、細身で高出力のモータを実現することがで きる。すなわち、実施例のように、楕円振動の縦方向の変位量がｄ2 の振動モー タを得ようとする場合には、通常ステータ部４０全体をフランジ部５４とほぼ同 形状の断面をもつように形成する必要があるため、ステータ部全体が太くかつ重 くなってしまう。これに対し、本実施例では、ステータ部４０の端面側にのみフ ランジ部を５４を形成することで、細身かつ軽量で、高出力のモータを実現する ことが可能となる。

【００３１】 なお、前記圧電素子４２，４４は、分極の際に電極として使用した、例えば銀 ，ニッケル面を、分極終了後に研磨して除去したものを用いる。

【００３２】 図２，図３には、前記ステータ部４０が示されている。

【００３３】 ここにおいて、図２はステータ部４０を組立てた状態を示し、図３はその分解 斜視図を示している。

【００３４】 前記第１，第２の金属ブロック体５０，５２の中心にはネジ孔が形成され、さ らに圧電素子４２，第１の電極板４６，圧電素子４４，第２の電極板４８の中心 にはボルト挿通孔４２ａ，４６ａ，４４ａ，４８ａが設けられている。そして、 前記ボルト挿通孔４２ａ，４６ａ，４４ａ，４８ａに、絶縁カラー５６を挿通し た結合ボルト５５を挿通し、この結合ボルト５５の両端に設けられたネジ部を、 前記第１及び第２の金属ブロック体５０，５２を中心に形成されたネジ孔に螺合 させる。これにより、圧電素子４２，４４の両端に、第１の金属ブロック体５０ 及び第２の金属ブロック体５２が、圧電素子４２，４４を締め付けるように連結 固定されることになる。

【００３５】 なお、本実施例は、この連結固定に際し、各部材の積層面の固定に接着剤を用 いていないため、共振周波数のモータ毎のばらつきや、Ｑの値の低下を防ぐこと ができ、これにより振動モータの性能及び信頼性の向上を図ることができる。

【００３６】 また、前記第１の電極板４６は、円周方向に３分割されるようにスリット部４ ６ｃが設けられ、その外周部が連結部４６ｂにより互いに連結されている。この 第１の電極板４６は、その直径が圧電素子４２，４４の直径よりも幾分大きめに 形成され、ステータ部４０を組立てた際、その外周部及び連結部４６ｂがステー タ外部へ突出するようになっている。これにより、ステータ部４０の組立て終了 後に、前記連結部４６ｂを切断することで、互いに電気的に絶縁された分割電極 板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗを得ることができる。

【００３７】 特に、本実施例では、ステータ組立時に各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ を１枚の電極板４６として取り扱うことができるため、その組立作業が容易にな るばかりでなく、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗの位置決めも正確に行う ことができる。

【００３８】 また、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗのステータ外部へ突出する部分は 、図２に示すよう、外部接続端子４５Ｕ，４５Ｖ，４５Ｗを構成することになり 、これに図１に示すよう引き出し線６４Ｕ，６４Ｖ，６４Ｗが接続されることに なる。

【００３９】 さらに、前記第２の電極板４８の外周には、ステータ部４０の外部へ突出する 外部接続端子４９が設けられ、これに、図１に示すよう、接地用の引き出し線６ ６が接続されることとなる。

【００４０】 また、本実施例の金属ブロック体５０，５２は、金属製の結合ボルト５５によ り相互に連結固定されている。このため、第２の電極板４８をアースすると、自 動的に第２の金属ブロック体５２，結合ボルト５５，第１の金属ブロック体５０ がアース電位となる。したがって、第１の金属ブロック体５０は、圧電素子４２ の片面に対し、第２の電極板４８と同様にアース電極として機能することになる 。

【００４１】 なお、前記結合ボルト５５は、絶縁性のカラー５６により圧電素子４２，４４ 及び第１の電極板４６と電気的に絶縁されている。

【００４２】 このように構成された振動モータを用いて、ロータ部３０を正転駆動する場合 には、第２の電極板４８をアースし、分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに図４ に示すようＡ相，Ｂ相，Ｃ相の３相交流電圧を印加する。これにより、各分割電 極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗと接する圧電素子４２，４４の各電圧印加領域には 、それぞれＡ相，Ｂ相，Ｃ相の高周波交流電圧に対応した振動が発生し、ロータ 接触面６０には順方向の楕円振動が発生する。この楕円振動は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ 相の各高周波交流電圧に対応して発生する曲げ振動の合成として得られると推定 され、これによりロータ接触面６０と接するロータ部３０は順方向に回転駆動さ れることになる。

【００４３】 また、各分割電極板６４Ｕ，６４Ｖ，６４Ｗの相順を切り替え、Ａ相，Ｃ相， Ｂ相の順に３相交流電圧を印加すると、ロータ接触面４２には逆方向の楕円振動 が発生し、ロータ部３０を逆方向に回転駆動することができる。

【００４４】 このように、本実施例によれば、各分割電極板６４Ｕ，６４Ｖ，６４Ｗに印加 する３相交流電圧の相順を切り替えることで、ロータ部３０を正転及び逆転駆動 することができる。しかも捩り振動を必要とすることなく、ロータ接触面６０に 直接楕円振動を発生させることができるため、モータの構成が簡単なものとなり 、しかも回転出力を効率よく発生させることができる。

【００４５】 ところで、本実施例の振動モータを、より効率よく駆動するためには、前記交 流電圧の周波数を、ステータ部４０が共振現象をおこすような値（共振周波数） とすることが好ましい。

【００４６】 図５には、ステータ部４０に発生する曲げ振動の共振の様子が示されている。

【００４７】 同図から明らかなように、前記交流電圧の周波数を、ステータ部４０に発生す る曲げ振動の共振周波数、例えば１次共振周波数，２次共振周波数，３次共振周 波数などに設定することにより、ステータ部４０の両端面６０Ａ，６０Ｂに、曲 げ振動が最大となる振動の腹部を位置させることができる。これにより、ステー タ部４０の両端面６０ａ，６０ｂに発生する楕円振動を最大の値とすることがで き、これにより回転出力効率を向上させることができる。

【００４８】 なお、前記共振周波数は、何次の共振周波数を用いてもよい。

【００４９】 図７には、前記交流電圧の周波数を１次共振周波数，２次共振周波数，３次共 振周波数に設定した場合におけるステータ部４０の共振モデルが示されている。

【００５０】 このとき、ステータ部４０の両端面６０Ａ，６０Ｂには、共振周波数を奇数モ ードに設定した場合には同方向の楕円振動が現われ、共振周波数を偶数モードに 設定した場合には逆方向の楕円振動が発生することになる。

【００５１】 ここにおいて、これら各モデルにおける曲げ振動の共振周波数ｆは、概略次式 によって求めることができる。

【００５２】 ｆ＝λ² ｛Ｒ／（２πＬ² ）｝（Ｅ／ρ）^1/2 λ；定数 （１次共振の時4.73、２次共振の時7.853 、３次共振の時10.996） Ｒ；０．２５×Ｄ （Ｄはステータ部４０の外径） Ｌ；ステータ部４０の全長 （Ｅ／ρ）^1/2 ；音速 （Ｅはヤング率、ρは密度） 図８には、前記振動モータの動作を制御する制御回路８０の具体的な構成が示 されている。

【００５３】 この制御回路８０は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の３相交流電圧を出力する電源回路９ ０と、この３相交流出力を増幅し分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに印加する アンプ９２とを含む。

【００５４】 また、この制御回路８０は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８２，共振モード入力部８ ４，回転方向入力部８６，回転速度入力部８８を含む。

【００５５】 前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８２は、電源回路９０，アンプ９２をオン・オフ制 御するものである。

【００５６】 前記共振モード入力部８４は、ステータ部４０の共振モードを選択設定するも のであり、その出力信号は電源回路９０に入力される。そして、電源回路９０は 、この入力信号に基づき、３相交流出力電圧の周波数を、設定された共振モード の共振周波数に切替え制御し、これにより例えばステータ部４０の曲げ振動を１ 次共振，２次共振、あるいはそれ以上の次数の共振モードに設定することができ る。

【００５７】 前記回転方向入力部８６は、ロータ部６０の回転方向を選択設定するものであ り、その出力信号は電源回路９０に入力される。電源回路９０は、この入力信号 に基づき、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに印加する３相交流電圧の相順 を切替え、ロータ部６０の回転方向を決定することができる。

【００５８】 また、前記回転速度入力部８８は、アンプ９２の増幅率を制御することにより 、ロータ部６０の回転速度を設定することができる。 図９には、実施例の振動モータをハウジングに取り付けて製品化した場合の断面 構造が概略的に示されている。

【００５９】 実施例の振動モータにおいて、ハウジング１００は、ステータ部４０の第１の 金属ブロック体５０の側面に設けられた支持部１０２に取り付け固定されている 。なお、この支持部１０２は、ステータ部４０に発生する振動の節の部分に位置 して設けられている。

【００６０】 また、実施例のロータ部３０は、その円板３２が板バネ１０４とプレート１０ ６とによりステータ部４０のロータ接触面６０に加圧接触されている。この円板 ３２には、回転出力軸３４が図示しないＣリングによって固定され、円板３２が 回転することにより回転出力軸３４も回転するようになっている。

【００６１】 このように、実施例の振動モータは、ステータ部４０のロータ接触面に径大な フランジ部５４が設けられるのみで、その他の部分は縦方向に細長く形成されて いる。従って、全体として小型で高出力の振動モータを実現することができる。

【００６２】 なお、本考案は前記実施例に限定されるものでなく、本考案の要旨の範囲内で 各種の変形実施が可能である。

【００６３】 例えば前記実施例では、フランジ部５４を円板形状に形成した場合を例にとり 説明したが、本発明はこれ限らず、必要に応じてこのフランジ部を各種形状に形 成することができる。

【００６４】 例えば図１０の示すよう、ロータ接触面６０の外周側にその円周方向に沿って 一定間隔で複数の突起部７０を形成し、この突起部７０をロータ部３０と接触さ せるようにしてもよい。このようにすることにより、ロータ接触面６０とロータ 部３０との接触位置に発生する楕円振動の振幅を大きくすることができ、回転出 力を向上させることができる。さらに、ロータ部３０とステータ部４０との間の 音響インピーダンスを遮断することも可能となる。

【００６５】 また、前記フランジ部５４は、図１１に示すよう断面がテーパ形状となるよう に形成してもよく、また図１２に示すよう所定の厚さをもって円周方向へ突出す るように形成してもよい。

【００６６】 図１３には、図１２に示す振動モータにハウジング１００を取り付けて製品化 した場合の断面構造が示されている。この場合においても、ハウジング１０６の ステータ部４０に対する取り付け箇所は、ステータ部４０に発生する振動の節の 部分とすることが好ましい。

【００６７】 また、本実施例では、第１の電極板４６を３分割した場合を例にとり説明した が、本考案はこれに限らず、第１の電極板４６を３以上の任意の数の分割電極板 に分割形成してもよい。

【００６８】 図１４には、このような分割電極板の変形例が示されている。

【００６９】 同図（Ａ）は、前記実施例と同様に、第１の電極板４６を３分割した場合の具 体例である。

【００７０】 同図（Ｂ）は、第１の電極板４６を４分割し、制御回路８０からの９０°位相 の異なる４相の交流電圧を印加する場合の具体例である。

【００７１】 同図（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、第１の電極板４６を６分割した場合の具体例 である。ここにおいて、同図（Ｃ），（Ｄ）は、６分割された各分割電極板に、 ３相の交流電圧を印加する方法の具体例である。また、同図（Ｅ）は、６分割さ れた各分割電極板に、６相の交流電圧を印加する場合の具体例である。

【００７２】 また、図１５には、第１の電極板４６を、９分割した場合の具体例が示されて いる。

【００７３】 ここにおいて、同図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ異なる結線方法で各 分割電極板に３相の交流電圧を印加する場合の具体例である。

【００７４】 また、同図（Ｄ）は、９個の分割電極板に、９相の交流電圧を印加する場合の 具体例である。

【００７５】 このように、本実施例の振動モータでは、第１の電極板４６を３以上の分割電 極板に分割し、これら各分割電極板に３相以上の交流電圧を印加することで、ロ ータ部３０を回転駆動することができる。

【００７６】 また、前記実施例では、ステータ部４０の一方の端面６０Ａにのみロータ部３ ０を設ける場合を例にとり説明したが、本考案はこれに限らず、ステータ部４０ の両端面６０Ａ，６０Ｂにロータ部を設けるようにしてもよい。これにより、実 施例の振動モータから、２つの回転出力を同時に取り出すことができ、しかも図 ７に示す共振モデルから明らかなように、振動モードを偶数モードに設定するこ とにより、両ロータ部の回転方向を同方向とし、振動モードを奇数モードにする ことにより、両ロータ部の回転出力を逆方向に設定することができる。

【００７７】 また、前記実施例によれば、ブロック体５０，５２の連結固定に結合ボルト５ ５を用いた場合を例にとり説明したが、本考案では従来のランジュバン型超音波 モータのように、捩り振動を必要としないため、結合ボルト５５以外の結合部材 を用いてブロック体５０，５２を連結固定するようにしてもよい。

【００７８】 なお、本発明に係る超音波モータは各種分野に幅広く用いることができ、特に 、モータ本体が細身で高出力が得られることから、例えば、パワーステアリング 用のモータ等に好適なものとなる。

【００７９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、双方向への回転が可能であり、しかも 構造が簡単で、回転出力を効率よく発生できる振動モータ装置を提供することが できる。

【００８０】 特に、本考案によれば、ステータ部のロータ接触面を、他の部分より径大に形 成し、ロータ接触面に発生する楕円振動の縦方向成分を大きくするように形成し たため、細身で高出力の振動モータを得ることができるという効果がある。

【００８１】 さらに、本考案によれば、圧電素子の各電圧印加領域に、曲げ振動の共振周波 数またはその近傍の周波数をもつ３相以上の交流電圧を印加するように形成した ため、発生する曲げ振動の腹部がステータ部のロータ接触面と一致することにな り、少い消費電力で大きな回転出力を効率よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る振動モータ装置の好適な第１実施
例の全体説明図である。

【図２】図１に示す振動モータのステータ部を示す概略
斜視説明図である。

【図３】図２に示すステータ部の分解斜視図である。

【図４】実施例の振動モータに印加する３相交流電圧の
説明図である。

【図５】ステータ部に発生する共振曲げ振動の説明図で
ある。

【図６】ステータ部の振動を示す概念図である。

【図７】ステータ部の共振モデルを示す概念図である。

【図８】図１に示す振動モータ装置に用いられる制御回
路のブロック図である。

【図９】ハウジングを組み付けた振動モータの一例を示
す説明図である。

【図１０】ステータ部の変形例を示す説明図である。

【図１１】ステータ部の変形例を示す説明図である。

【図１２】ステータ部の変形例を示す説明図である。

【図１３】ハウジングを組み付けた振動モータの他の一
例を示す説明図である。

【図１４】本考案に用いられる分割電極板の他の実施例
の説明図である。

【図１５】本実施例に用いられる分割電極板の他の実施
例の説明図である。

【図１６】従来のボルト締めランジュバン型超音波モー
タの説明図である。

【符号の説明】

３０ ロータ部 ４０ ステータ部 ４２ 圧電素子 ４４ 圧電素子 ４６ 第１の電極板 ４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ 分割電極板 ４８ 第２の電極板 ５０ 第１の金属ブロック体 ５２ 第２の金属ブロック体 ５４ フランジ部 ６０ ロータ接触面 ８０ 制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ部およびロータ部を有する振動
   モータと、この振動モータを駆動する制御回路とを具備
   する振動モータ装置において、 前記ステータ部は、 振動を発生させる圧電素子と、 前記圧電素子の表面をロータ部の回転方向に少なくとも
   ３分割し、各分割領域を異なる電圧印加領域とする電極
   と、 前記圧電素子を挟持するようその両側に取付け固定され
   た第１のブロック体および第２のブロック体と、 を含み、 前記制御回路は、 前記電極を介して圧電素子の各電圧印加領域に、曲げ振
   動の共振周波数またはその近傍の周波数をもつ３相以上
   の交流電圧を印加するよう形成され、しかもこの交流電
   圧の相順を切り替えることにより、前記ブロック体のロ
   ータ接触面に順方向及び逆方向の楕円振動を任意に発生
   させ、このロータ接触面に接するロータ部を正転及び逆
   転駆動するよう形成され、 前記ステータ部は、そのロータ接触面側を外周方向に拡
   大形成し、ロータ接触面をステータ部の通常断面より大
   きく形成したことを特徴とする振動モータ装置。