JPS6096183A - 振動波モータ - 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】 本発明は進行性表面波により駆動する沃面波モータの構
造、特に表面波モータのリング状振動体の支持構造に関
するものである。

表面波モータは１亀歪素子に周波電圧を印加したときに
生ずる振動運動を回転運動又は−次元運動に変換するも
ので、従来の電磁モータに比べて巻線を必要としないた
め、構造が簡単で小型になシ、低速回転時にも高トルク
が得られるとい５利点があり一近年注目されている。

第１図〜第２図は従来の表面波モータの駆動原理を示す
もので、第１図は上記のモータの表面波の発生状態を示
している。金属の振動体１に接着された電歪素子２ａ、
２ｂは、説明の便宜上偏動体１の上下両側に配置されて
いるが、電歪素子２ａ。

２ｂは振動体１の片側、適度にはなれた所に空間的にλ
／４の位相ずれを満足するように配置されている。

振動体１を電歪素子２ａ、２ｂの一方の電極とし）電歪
素子２８には、交流電源３　ａ　カらＶ−Ｖｏｓｉｎ　
ωｔ。

電歪素子２ｂには９０°位相器６ｂを通してλ／４位相
のずれたＶ−＝Ｖｏｓｉｎ　（ωｔ±π／′２）の交流
電圧を印加する。前記式における（＋）　、　（−）は
移動体５を動かす方向によって位相器３ｂで切換えられ
る。

いま（−）側に切換えてあり電歪素子３ｂｌＣはＶ−Ｖ
ｏｓｉｎ（ωを一π／２）の電圧が印加されるとする０
電歪素子６ａだけが単独で電圧Ｖ＋−Ｖｏｓｉｎωｔ　
により振動した場合は同図（ａ）に示すような定在波に
よる振動が起り、電歪素子６ｂだけが単独で電圧Ｖ−Ｖ
ｏｓｉｎ（ωを一π／２）によシ振動した場合は同図（
ｂ）に示すよ５な定在波による振動が起る。上記位相の
ずれた２つの交流電圧を同時に各々の電歪素子３ａ。

６ｂに印加すると振動波は進行性になる。（イ）は時間
ｔ　−２ｎπ７ん、（ロ）はｔ−π２々ω＋２ｎψ、（
ハ）はｔ−π２ん＋２ｎπ、ん、に）はｔ−３π／２ω
＋２ｎπ２んの時のもので振動波の波面はＸ方向に進行
する。

このような進行性の振動数は縦波と横波を伴なっており
、第２図に示すように振動体１の頂点Ａについて着目す
ると、縦振幅Ｕと横振幅Ｗで反時計方向の回転楕円運動
ｆしている振動体１の表面には移動体５が加圧接触して
おシ振動面の頂点にだけ接触することになるから、頂点
に於ける質点Ａ。

ＡＩ・・−の楕円運動の縦振幅Ｕの成分に駆動され、移
動体１は矢印Ｎ方向に移動する。

９０位相器により＋９０°位相をずらせば振１ＪＪＪ波
は−Ｘ方向に進行し、移動体１はＮ方向と逆向きに移動
する。

質点Ａの頂点に於ける速度はＶ−２πｆｕｃｆは振動周
波数）となり、移動体５の移動速度はこれに依存すると
共に、加圧接触による摩擦駆動がなされるため横振幅Ｗ
にも依存する。

即ち、移動体５の移動速ｒｘＦ！、質点Ａの楕円運動の
大きさに比例し、その楕円運動の大きさは電歪素子に印
加される電圧に比例する。

したがって、高回転数を得ようとすれば、高電圧を必要
と、高い起動効率を得ることは困難であった。

また振動体１はその振動をさまたげないように支持する
のが難しく、従来フェルト等の材質を介して支持されて
いる。しかし正確な位置決めが難しいとか経年変化によ
る材質の劣化等々、モータ実装に関して、問題点が少な
からずあった。

本発明は上述従来例の欠点を除去し、表面波モータの効
率の高い支持装置を提供することを目的としているもの
である。

以下図面を用いて本発明を説明する。

第６図は本発明の原理図を示すものである。

実際リング状振動子１６の振動は、さまざまな振動モー
ドが発生しており、また進行波を生じている為１振動の
節点が存在しない。リング状振動子１３を補助振動子１
２で支持し、該補助振動子１２の振動状態をリング状振
動子１６と補助振動子の接合部１２ａＫで、腹になるよ
うに設定すれば、リング状振動子１６の振動はさまたげ
られない。その場合補助振動子１２のリング状振動子と
の接合端１２ａと反対の支持端１２ｂでは固定端となる
。

図中破綜は振動状態の一例を示す。

補助振動子１２の振動は、厚さに対して長さｌが十分長
（、断面形状が一定とすると、次の曲げ振υ　ａ 但し３ｃ：梁の軸線上の座標で、支持端を原点とする。

ｙ：中立軸より振動の変位方向の座標 Ｅ：梁の縦弾性係数 ｌ：梁の断面二次モーメント Ａ：梁の断面積 ρ：梁の密度 （１）式を境界条件 １）支持端１２ｂ　：ｘ−０，固定端 変位零　：ｙ−０ たわみ角零　、ｑ−。

ｄｘ ２）リングとの接合端　：Ｘ−ぎ、腹 たわみ角零　・旦！−〇 °　ｄｘ ａｙ せんＷｌ力零　・可、−〇 にて解くと ω：振動数 β　：　２．３６５．５．４９８，８．６３９　（１，
２，３次の振動）梁の断面形状、材質、リング状振動子
１６の共振周波数が定まると、（２）式より補助振動子
１２の畏さｌが決定される。

第４図に表面波モータに適応した一例を示す。

補助振動子１２は４個であるが数は任意に選択できる。

上記の原理によれば、リング状振動子１６に進行波を発
生させても、リング状振動子１３の振動はそ・コニなわ
れない。

第５図に表面波モータに適応した他の例を示す。

補助振動子１２の形状が第４図の実施例と異なるがこれ
は、表面波モータの実施形態に合わせて選択すれば良い
。図中それぞれｌで示す補助振動子１２の長さは（２式
によって与えられる。

第４図、第５図の図中破線はリング状振動子１６゜補助
振動子１２の振動状態の一例を示す。

第６図は本発明をステイルカメ２、シネカメラ−ヒテオ
カメラ等の各種カメラ類のレンズの絞りユニットに適用
したものを示している。

同図ではユニットの各要素を分解した状態を表わしてい
る。

台２０の中心円筒部２０ａＫ電歪素子２２と接着された
リング状振動体２６、移動体である回転体２４の各中心
穴部が順に適度なスキマをもってはめ込まれる。その上
に絞シ羽根２５が配置され、羽根２５の円孔２５ｂ１長
穴２５ａと台２１の突起２１ｂ１回転体２４の突起２４
ａがそれぞれ係合し、スラストベアリング２６がスペー
サー２７で位置決めされ、抑え板２８によって抑えられ
る。

台２１と抑え板２８はビス２９で固定される。その際リ
ング状振動子２３は、リング状振動体２６と一体的に設
けられた補助振動子２３ａの支持端２５ｃとスペーサー
６０にて、台２１と適度なスキマをもって一体的に支持
され、ビス２９の段部２９ａで正確に台２１に対して位
置決めされる。

台２１には円弧状の（し歯電極３１ａが外周に設けられ
、回転体２４から突出するプラン３１ｂと取付けられ回
転体２４に設けられた突起２４ｂによって開閉される。

回転体２４はベアリング２６と抑え板２日の間に鉢ある
不図示のバネによって、リング状振動子２６によって適
度に圧力がかけられている。

的に設け、支持するという簡単な構造でありなが゛らリ
ング状振動子の振動状態をさまたげないで保持すること
が可能となり、さらに、材質劣化に伴う耐久性の問題も
解決することが可能となった。

また、補助振動子の一端をビス等でしっかりと固定する
ことも可能となり、リング状振動子を正確に位置決めで
き、維持も容易になる等の効果もあるＯ

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図祉表面波モータの原理図、第３図は本発
明の原理図、 第４図、第５図は本発明による表面波モータの概念図、 第６図は表面波モータにより駆動される絞りのユニット
図、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リング状振動体に複数の電歪素子を位相差的に接
   合し、又は、複数に位相差的に分極処理された電歪素子
   を接合し、該電歪素子に周波電圧を印加して、該振動体
   に進行性表面波を発生させ、その進行性表面波により、
   前記振動体に加圧接触させた移動体を摩も各駆動する表
   面波モータにおいて、Ｉｎｎ記動動体一体的に設けられ
   た補助振動体を備えることを特徴とする、表面波モータ
   。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載の表面波モータに
   おいて、補助撮動体は、リング状振動体と一体的に設け
   られた、一つまたは複数の棒状振動体であることを特徴
   とする表面波モータ０