JPS63224678A - 超音波モ−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】 ［発明の目的Ｊ （産業上の利用分野） この発明は、捩り振動子を用いた超音波モータに関する
。

（従来の技術） 圧電振動子を用いた超音波モータの研究、開発が行われ
ているが、その原理、構造もさまざまである。たとえば
、弾性進行波を利用し回転運動を行う超音波モータは、
第２３図および第２４図に示すように複数個の圧電振動
子６１を弾性体リングに取付け、該圧電振動子６１を位
相の異なる信号で順次駆動すると弾性体リング６２には
楕円運動を行う弾性進行波６３が発生する。この楕円運
動を利用して弾性体リング６２に加圧接触させたロータ
６４を回転させていたが、この構成からなる超音波モー
タでは多数個の圧電振動子６１を要し、かつこれらの圧
電振動子６１をそれぞれ位相の異なる信号で駆動しなけ
ればならず、このため駆動回路が複雑となり大形化せざ
るを得なかった。また弾性体リング６２に発生する弾性
進行波６３の楕円運動を利用して回転運動を得ているた
め、入力する電気エネルギーに対し出力される機械的エ
ネルギーが小さく効率が低い問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明では、捩り振動子を使用して駆動回路構成が簡
易であり、出力効率の高い、かつ小形化できる超音波モ
ータを提供するものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明になる超音波モータは、捩り撮動子の一面また
は両面にロータを接触させ、前記捩り撮動子を駆動させ
ることによりロータを回転させることを特徴とするもの
である。

（作用） この発明になる超音波モータは、捩り振動子を駆動する
ことにより、該捩り振動子により生ずる捩り振動を直接
ロータに伝達するものであるから、捩り振動子からロー
タへの伝達効率が高くなるものである。

（実施例〉 実施例１ 第１図に分解斜視図、第２図に組立図を示すように、捩
り振動子１の一面には凸部２が設けられており、前記捩
り振動子１の凸部２を設けた面にはロータ３がベアリン
グ４．ワッシャ５゜スプリング６などを介してビス７に
より捩り振動子１に加圧状態のまま取着される。前記捩
り撮動子１は図示のよう、に側面を部分的に削除してお
り、円形の弧部分が削除された変形断面となっている。

このような構成からなる超音波モータにおいて、捩り振
動子１に電圧を印加して駆動させると捩り振動子１は図
示のように捩り撮動８を行うので、捩り振動子１の端面
には９なるベクトルが作用し、これによって捩り振動子
１の凸部２に接触しているロータ３は回転する。この捩
り振動子１の一面の他の例を第３図。

第４図に示すが、２ａ、２ｂは凸部である。

第４図のように凸部は細分化されていてもよい。また捩
り撮動子１の端面に凹部を設けてロータ４と接触する部
分をつくってもよい。

第５図〜第８図に捩り撮動子のロータとの接触部の拡大
図を示すが、第５図、第６図のように凸部２ｃ、２ｄは
直線的な勾配を有した構造また第１図〜第４図において
、捩り振動子の側面部を削除し円形の弧部分が直線的平
行状に削除された変形断面の例を示したが、第９図。

第１０図に示すように曲線状に削除されてもくさび状に
削除されてもよい。なお２ｇ、２ｈは凸部である。この
ように変形断面とすることにより、捩り撮動子の端面に
おける上下振動がより顕著に現われ、大トルクの超音波
モータが得られることが確認された。

さらに第２図において捩り振動子１の凸部２はロータ３
に接触している旨述べたが、捩り振動を行ったときのみ
凸部２がロータ３に接触するようにしてもよい。

実施例２ 第１１図に斜視図、第１２図に平面図で示すように、捩
り振動子１１の凸部１２を設けたほかに、スリット１３
を形成し、その他は実施例１の第１図、第２図と同じよ
うな部品を用いて超音波モータを構成する。このような
捩り振動子の他の実施例として第１３図の如く凸部１２
ａを径方向に細分したり、また第１４図の如く凸部１２
ｂを円周状に細分したもの、あるいはこれらを組合せた
凸部でもよく、さらに凸部に勾配を形成したものでもよ
い。

また第１５図に斜視図、第１６図に平面図で示すように
、捩り振動子１１ａの側面を四方削除し、正方形断面と
なるような構成からなるもの、あるいは多角形断面を有
する捩り振動子を用いてもよい。

実施例３ 第１７図に斜視図、第１８図に平面図で示すような正方
形柱状からなる捩り振動子２１を用い、他の部品につい
ては実施例１と同様の部品であるが、捩り振動子の両端
面にロータほか他の部品を用い、上下部のロータがそれ
ぞれ逆方向に回転する超音波モータを構成してみた。前
記捩り振動子２１の両端面の凸部２２．スリット２３を
形成し、側面の四方角部には削除部２４を設けである。

また捩り振動子の形状を第１９図に斜視図、第２０図に
平面図で示すような六角柱状からなる捩り振動子２１ａ
として凸部２２ａ、スリット２３ａ、削除部２４ａを形
成したものなど、捩り振動子の形状を多角形としたもの
も同効である。

実施例４ 第２１図に斜視図で示すように、捩り振動子３１の一部
を削除して平面部を形成し凸部３２を設けたもので超音
波モータを構成してみる。

該超音波モータの平面図が第２２図であり、スプリング
なしでロータ３３はベアリング３４を介し、ビス３５で
捩り振動子３１に取着している。

なお、以上述べた実施例などのほか、捩り振動子の端面
および／または側面に一部または全体にわたり削除部が
あるもの、捩り振動子のロータと接触する端面にスリッ
ト、突出部、凸部。

凹部１段差またはこれらの組合せたものがあるもの、捩
り振動子とロータとの接触する部分が細分化されている
もの、さらに同じく接触する部分が勾配または細分化し
勾配をもつ段差を有するものなどでもよい。また、上記
のスリット。

突出部、凸部、凹部などは側面および頂面または底面を
段差状としたものや幅を変化させたもの、細分化された
ものでもかまわない。　さらに、捩り振動子のロータと
の接触部分および／またはロータにはゴム、ａｍ、バル
ブ、高分子材料またはこれらを含む高分子材料などから
なるＦＪ擦材を取着させて超音波モータを構成してもよ
い。

［発明の効果］ この発明になる超音波モータによれば、従来のように複
数の圧電振動子を必要とせず、直接捩り撮動子に単相の
駆動信号を印加するだけでよく、構造的にも回路的にも
シンプルになり、また直接捩り振動子の振動を利用する
ためにロータへの伝達効率が非常にすぐれている効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２２図は本発明の実施例を示し、第１図は超
音波モータの分解斜視図、第２図は超音波モータの正面
図、第３図および第４図は捩り振動子の実施例を示す平
面図、第５図〜第８図は接触部分に勾配を設けた捩り振
動子を示ず一部拡大正面図、第９図および第１０図は捩
り振動子の他の実施例を示す平面図、第１１図は捩り振
動子の他の実施例を示す斜視図、第１２図〜第１４図は
捩り撮動子の他の実施例を示す平面図、第１５図は捩り
振動子の他の実施例を示す斜視図、第１６図は捩り振動
子の他の実施例を示す平面図、第１７図は捩り撮動子の
他の実施例を示す斜視図、第１８図は捩り撮動子の他の
実施例を示す平面図、第１９図は捩り撮動子の他の実施
例を示す斜視図、第２０図は捩り振動子の他の実施例を
示す平面図、第２１図は捩り振動子の他の実施例を示す
斜視図、第２２図は他の実施例になる超音波モータの平
面図、第２３図は従来の超音波モータを示す分解斜視図
、第２４図は従来の超音波モータの構成を示す斜視図で
ある。 １・・・捩り振動子、２・・・凸部、３・・・ロータ。 ８・・・捩り振動、９・・・ベクトル、１３・・・スリ
ット。 特　　許　　出　　願　　人 マルコン電子株式会社 （）２ノ５７−ルイ 」４ベアリーフ゛ 第２　図 す 娼 及 警 ｚ３ 第／’／　　図 第１δ図 第１ｑ図 第２０図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）捩り振動子と、該捩り振動子の一面または両面に
   接触するロータとを具備したことを特徴とする超音波モ
   ータ。
2. （２）捩り振動子の一面または両面および／または側面
   を一部または全体にわたり削除し変形断面とした捩り振
   動子を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の超音波モータ。
3. （３）捩り振動子のロータと接触する面にスリット。 突出部，凸部，凹部，段差またはこれらの組合せからな
   るものを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項または第（２）項記載の超音波モータ。
4. （４）捩り振動子のロータと接触する部分が細分されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（
   ３）項のいずれかに記載の超音波モータ。
5. （５）捩り振動子のロータと接触する部分が勾配を有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第
   （４）項のいずれかに記載の超音波モータ。