JP2003339176A

JP2003339176A - 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器

Info

Publication number: JP2003339176A
Application number: JP2003060884A
Authority: JP
Inventors: Seiji Watanabe; 聖士渡辺; Akihiro Iino; 朗弘飯野; Masao Kasuga; 政雄春日
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP4236957B2

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波モータの加圧支持構造の小型薄型化
と、支持部での振動損失の低減。【解決手段】圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電
振動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触し
て移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧
力を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振
動子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの
延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａ
を回転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する
様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１
０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えてい
る。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡
大機構１１を設けても良い。延出部１０の先端側１０Ｂ
に加圧を与えることにより、支持部材は、延出部１０の
先端の両側から支持されるため、支持剛性を高め、圧電
振動子１と移動体２を安定に接触させ、圧電振動子１の
振動を逃がさず移動体２の運動に変換することが可能で
ある。また、単純な構成で作製することが可能であるた
め、小型化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータ及び
超音波モータ付電子機器に関し、特に超音波モータの支
持加圧方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電圧の入力により、歪みを発生する逆圧
電効果の性質を有する圧電アクチュエータの特長とし
て、高出力、高応答性、磁気の影響を受けづらいこと等
があげられる。圧電アクチュエータの一例に超音波モー
タがあり、圧電アクチュエータの特長に加え、摩擦力に
よる移動体の高保持力を有すること等があげられる。

【０００３】超音波モータは、駆動原理から、定在波型
と進行波型とに分類される。定在波型では、振動体に設
けられた突起の楕円運動方向により移動方向が決定する
方法等があり、また、進行波型では、振動体に設けられ
た突起の連続的な動きにより、移動体を駆動させてい
る。

【０００４】超音波モータの振動体となる圧電振動子
は、矩形板、円板などの単純形状で構成でき、小型化が
可能であり、圧電振動子と移動体の構成を工夫すること
で、回転型、リニア型アクチュエータの両方の構成がで
きる。例えば以下に示す矩形形状の圧電振動子を用いた
場合がそれに当たる。

【０００５】従来の技術による超音波モータの構成とし
て、図２を用いて述べる。例えば、このような従来の超
音波モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電
振動子１の底面に設けた変位拡大部１１と、圧電振動子
１の上面に設けた低弾性率部材１０２と、圧電振動子１
の周囲に配置した振動節案内部材としての案内ケース１
０１と、案内ケース１０１の上面に設けた加圧部材３
と、案内ケース１０１の側部を嵌め合わせた案内板１０
３とからなり、変位拡大部１１の先端は移動体２に圧接
させている。

【０００６】例えば圧電振動子１は伸縮と屈曲の振動が
励起され、圧電振動子１の先端で楕円運動を描く振動子
を用いた場合、移動体２は、圧電振動子１と接触するこ
とにより、摩擦力で駆動する（例えば、特許文献１参
照。）。

【０００７】

【特許文献１】特開平１１−３４６４８６号公報（第５
−７頁、第１図）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
図２に示す超音波モータの場合、支持構造、加圧構造が
大きく、例えば腕時計のような小型で、薄型な機器への
搭載が困難であった。

【０００９】また、圧電振動子を小型化した場合、支持
部での振動損失が大きくなるため、モータの効率が低く
なるばかりでなく、駆動電圧が高くなってしまう恐れが
あった。

【００１０】そこで本発明では小型、薄型化が可能で、
支持部での振動損失の少ない加圧支持構造を得ることに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑みて
なされたものであって、超音波モータの圧電振動子を支
持加圧する構造を提案することを目的とする。

【００１２】本発明に係る超音波モータは、圧電素子か
らなる圧電振動子と、圧電振動子を支持する支持部材
と、圧電振動子とに接触して移動する移動体と、圧電振
動子と移動体とに圧力を与える加圧部材からなる超音波
モータにおいて、支持部材は、圧電振動子との接合部と
接合部から延出する二つの延出部を備え、延出部の一方
を回転中心とし、圧電振動子が移動体に接触する様に可
動し、加圧部材は、延出部の他方の先端と、接合部との
間の少なくとも一点に対し加圧を与えることを特徴とし
ている。

【００１３】これによれば、加圧部材は、延出部先端
と、圧電振動子の接合部との間に加圧を与えているた
め、支持部材は、回転支持部からと延出部の先端の両側
から保持され、移動体に加圧接触させている為、圧電振
動子と移動体の接触が安定となり、圧電振動子の変位を
ロータに効率良く伝えることができる。したがって、高
効率であるとともに、出力特性が安定し、回転ムラも小
さい。また、圧電振動子の節部で支持されているため、
圧電振動子の振動が減衰するのを低減させ、モータ高効
率化が可能である。また、単純な形状で部材を面内方向
に構成することができるため、小型薄型化が可能であ
る。

【００１４】圧電振動子としては、チタン酸ジルコン酸
鉛、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸
リチウム等を用いる。

【００１５】圧電振動子には移動体と接触する部分に、
例えば突起等の変位拡大部を設けても良い。

【００１６】本発明に係る超音波モータは、圧電素子か
らなる圧電振動子と、圧電振動子を支持する支持部材
と、圧電振動子とに接触して移動する移動体と、圧電振
動子と移動体とに圧力を与える加圧部材からなる超音波
モータにおいて、支持部材は、圧電振動子との接合部か
ら延出する延出部と、延出部を回転中心として圧電振動
子が移動体に接触する様に可動し、加圧部材は、圧電振
動子の少なくとも一点に対し加圧を与えることを特徴と
している。

【００１７】これによれば、圧電振動子に直接加圧を与
えることにより、圧電振動子と移動体の接触が安定とな
り、圧電振動子の変位をロータに効率良く伝えることが
できる。したがって、高効率であるとともに、出力特性
が安定し、回転ムラも小さい。また、加圧に対する支持
部材の強度を考慮しなくて良いため、支持部材8の剛性
を下げられ、圧電振動子の振動が減衰するのを低減させ
ると同時に、小型な構成とすることが可能である。

【００１８】本発明に係る超音波モータは、接合部の幅
を、圧電振動子が接合されていない部分の支持部材の幅
以下にすることを特徴としている。

【００１９】これによれば、上記の効果に加え、さらに
圧電振動子の振動が支持部材を伝って減衰するのを防ぐ
ことが可能となる。

【００２０】また本発明に係る超音波モータは、延出部
の圧電振動子が接合されていない部分に、少なくとも一
つの溝の入った切り欠き部を有することを特徴としてい
る。

【００２１】切り欠き部を有することにより、支持部材
に圧電振動子の振動が支持部材を伝って伝搬しづらいた
め、圧電振動子の振動が減衰するのを低減させることが
可能となる。

【００２２】本発明に係る超音波モータは、圧電素子か
らなる圧電振動子と、圧電振動子を支持する支持部材
と、圧電振動子とに接触して移動する移動体と、移動体
を支持する移動体支持部材と、圧電振動子と移動体とに
圧力を与える加圧部材からなる超音波モータにおいて、
移動体支持部材は、移動体の回転中心軸を備え、回転中
心軸から延出する二つの延出部を備え、延出部の一方を
圧電振動子が移動体に接触する様に可動し、加圧部材
は、延出部の他方の先端と、回転中心軸との間の少なく
とも一点に対し加圧を与えることを特徴としている。

【００２３】これによれば、支持部材によりしっかりと
固定支持されているため、移動体との大きな接触圧にも
安定に支持することができる為、高トルクが得られ、ま
た、これを小型な構成で実現することが可能となる。

【００２４】本発明に係る超音波モータ付き電子機器
は、上記の超音波モータを備えたことを特徴としてい
る。

【００２５】これによれば、上記の特長を生かした超音
波モータを備えることで、小型で低消費電力、さらには
出力の安定した超音波モータ付電子機器を構成すること
が可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】《実施の形態１》以下、本発明を
適用した実施の形態１について、図１、３〜５、７、１
１〜１４を用いて説明する。

【００２７】図１は、実施の形態１に係る超音波モータ
の構成を示す図である。

【００２８】実施の形態１に係る超音波モータは、圧電
素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支
持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２
と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材
３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１
２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０
Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回転中心として、
圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部
材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２
の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移
動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても
良い。

【００２９】延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与える
ことにより、支持部材は、延出部１０の先端の両側から
支持されるため、支持剛性を高め、圧電振動子１と移動
体２を安定に接触させ、圧電振動子１の振動を逃がさず
移動体２の運動に変換することが可能である。また、単
純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可
能である。

【００３０】図３は、実施の形態１に係る超音波モータ
の別の構成を示す図である。実施の形態１に係る超音波
モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動
子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移
動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を
与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子
１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出
部１０Ａ，１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回
転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に
可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂ
と、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧
電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構
１１を設けても良い。延出部１０の圧電振動子１との接
合部分の幅を、圧電振動子１が接合されていない部分の
幅以下にしている。

【００３１】図１に示す支持加圧構造の、延出部１０Ｂ
の先端側に加圧を与えることによる効果に加え、接合部
分を細くしたため、接合部１２による圧電振動子１の振
動減衰の低減並びに圧電振動子１の振動が支持部材８を
通じて逃げることを防止すること可能となる。また、単
純な構成で作製することが可能であるため、小型化が可
能である。

【００３２】図４は、実施の形態１に係る別の超音波モ
ータの構成を示す図である。実施の形態１に係る超音波
モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動
子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移
動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を
与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子
１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出
部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを中
心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動
し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、
接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振
動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１
を設けても良い。

【００３３】そして、延出部１０の圧電振動子と接合さ
れる面に、圧電振動子１と接合するための接合部１２を
設ける。接合部１２は、例えば円筒状の突出した形状で
圧電振動子１に接合する。接合部１２は、材料としてポ
リアセタール、ＡＢＳ樹脂等のプラスチックで支持部材
８と一体で作製するか、もしくは支持部材８に接合して
取り付けても良い。支持部材８並びに接合部１２を樹脂
とすることで、圧電振動子１の振動が支持部を通じて逃
げるのを防ぐことができる。

【００３４】それにより、図１に示す支持加圧構造の、
延出部１０の先端側に加圧を与えることによる効果に加
え、接合部が支持幅以下の小さな円筒部分であり、圧電
振動子１の振動を接合部１２が低減させることを防ぐ。
また、単純な構成で作製することが可能であるため、小
型化が可能である。

【００３５】ところで、本発明の実施例において、圧電
振動子は矩形板を中心に説明するが、圧電振動子の形状
は矩形にこだわるものではなく、図１５に示す様に円板
もしくは円環形状の圧電振動子を用いても構わない。図
１５の構成は図４の構成とほぼ同じ為、相違点のみを述
べる。

【００３６】圧電振動子２００は中央に穴部を有する円
板形状の圧電振動子からなっており、表裏に図示しない
電極を有し、面内方向に振動するものである。ここで移
動体２の駆動には定在波を用いても良いし、進行波を用
いて駆動しても良い。また、圧電振動子２００の移動体
２との接触部に突起を設けても構わない。

【００３７】この様に円板もしくは円環型の圧電振動子
を用いることで矩形板の様に長手方向に長くなることが
ないから、搭載する機器の設計の自由度も広がる。

【００３８】そして、支持部材８と圧電振動子２００と
の固定法であるが、圧電振動子２００の内径と同程度の
径の軸と、それよりも大きな径の段部を有する接合部１
８の軸に圧電振動子２００を通し、接着等によって固定
しても良い。接合部１８を圧電振動子２００の振動を減
衰させない様にフエルトやゴム等の弾性部材で構成して
も構わない。

【００３９】また、圧電振動子２００を圧電素子と金属
等の弾性体と接合されたもので構成する場合には、圧電
振動子２００の内径部と、接合部１８の軸とで打込み固
定しても構わない。

【００４０】この様に圧電振動子２００と支持部材８と
の支持はいかなる方法でも良く、また場所も圧電振動子
２００の中央部に限るものではない。

【００４１】図５は、実施の形態１に係る超音波モータ
の別の構成を示す図である。実施の形態１に係る超音波
モータは、圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振動
子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して移
動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を
与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子
１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出
部１０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回
転中心とし、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可
動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂ
と、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧
電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構
１１を設けても良い。そして、延出部１０の圧電振動子
と接合される面に、圧電振動子１と接合するための接合
部１２を設ける。図５では土手状の接合部１２を設けて
いるが、支持部材８と接合部１２を樹脂で一体的に整形
しても良いし、材質をエンジニアリングプラスチック等
とし、支持部材８をステンレス等の金属により作製し、
接合部１２と支持部材８とを接着等により接合すること
で一体化しても良い。

【００４２】それにより、図１に示す支持加圧構造の、
延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与えることによる振
動の減衰を低減させることの効果に加え、接合部分を細
くしたため、接合部による圧電振動子の振動減衰も低減
すること可能となる。また、加圧に対する支持の強度が
大きく、大きな加圧をかけることも可能である。また、
単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が
可能である。

【００４３】図７は、実施の形態１に係る別の超音波モ
ータの構成を示す図である。圧電振動子１を複数用いた
場合の例を示している。

【００４４】実施の形態１に係る超音波モータは、圧電
素子からなる第一の圧電振動子１aと、同じく圧電素子
からなる第二の圧電振動子１ｂと、各圧電振動子を支持
する支持部材８と、各圧電振動子と接触して移動する移
動体２と、各圧電振動子と前記移動体２とに圧力を与え
る加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１と
の接合部１２と接合部１２から延出する二つの延出部１
０Ａ、１０Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを中心と
し、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加
圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部
１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１
と移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設け
ても良い。

【００４５】これにより、例えば、第一の圧電振動子１
ａと、第二の圧電振動子１ｂを同じ振動特性をもつ圧電
振動子とした場合、１つの圧電振動子に比べ駆動特性を
倍加することができる。そして、両方の圧電振動子に接
合された支持部材８の延出部１０の先端側１０Ｂに対
し、加圧部材３から加圧することにより、両方に均等に
加圧力を供与することが可能である。

【００４６】図１１は、実施の形態１に係る超音波モー
タの別の構成を示す図である。

【００４７】実施の形態１に係る超音波モータは、圧電
素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支
持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２
と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材
３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１
２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０
Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを中心として、圧電
振動子１が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３
は、延出部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の間
の位置に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体
２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良
い。

【００４８】移動体２は、移動体案内部材１６によりガ
イドされ、リニア型の超音波モータを構成することが可
能である。

【００４９】延出部１０の先端側１０Ｂに加圧を与える
ことにより、支持部材は、延出部１０の両側から支持さ
れるため、圧電振動子１の振動を逃がさず保持し、効率
良く移動体での運動にかえることが可能となる。また、
単純な構成で作製することが可能であるため、小型化が
可能である。

【００５０】図１２は、実施の形態１に係る超音波モー
タの別の構成を示す図である。

【００５１】実施の形態１に係る超音波モータは、圧電
素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支
持部材８と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２
と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材
３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１
２と接合部１２から延出する二つの延出部１０Ａ、１０
Ｂを備え、また、溝状の切り欠き部１７を備えている。
延出部１０の一方１０Ａを回転中心とし、圧電振動子１
が移動体２に接触する様に可動し、加圧部材３は、延出
部１０の他方の先端１０Ｂと、接合部１２の位置との間
に対し加圧を与えている。圧電振動子１と移動体２との
間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良い。

【００５２】これにより、支持部材８は、延出部１０の
両側１０Ａ、１０Ｂから支持されるため、図１の構成の
効果に加えて、切り欠き部１７を備えているため、圧電
振動子１の振動が支持部材８に伝播しづらくなるため、
振動の減衰を低減させる効果がある。また、単純な構成
で作製することが可能であるため、小型化が可能であ
る。

【００５３】図１３は、実施の形態１にかかる圧電振動
子と支持部材の構成の別の例を示す図である。

【００５４】圧電振動子１と支持部材８の構成は、圧電
振動子１との接合部１２を有する延出部１０と溝状の切
り欠き部１７を備えた支持部材８に、圧電振動子１をは
さみ、接合した構成となっている。支持部材８には移動
体との接触する位置に突起状の変位拡大部１１を設けて
も良い。本構成では接合部にも圧電振動子１と一体とな
り振動するため、材料としては減衰率の小さい金属、例
えばアルミやステンレス等を用いる。図１４は、実施の
形態１に係る超音波モータの構成を示す図である。

【００５５】図１３に示す圧電振動子と支持部材の構成
を用いた超音波モータであり、圧電素子からなる圧電振
動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８と、圧電振
動子１と接触して移動する移動体２と、圧電振動子１と
移動体２とに圧力を与える加圧部材３からなる。支持部
材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合部１２から
延出する二つの延出部１０Ａ、１０Ｂを備え、また、溝
状の切り欠き部１７を備えている。延出部１０の一方１
０Ａを回転中心として、圧電振動子１が移動体２に接触
する様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先
端１０Ｂと、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えて
いる。圧電振動子１と移動体２との間には突起状の変位
拡大機構１１を設けても良い。本構成では機能的に見る
と圧電振動子１と支持部材８との境界がないため、先に
示した支持部材８を圧電振動子１に接合した構成に比
べ、振動のロスが小さいとともに、支持強度が高く、高
出力なモータが得られる。

【００５６】そして、延出部１０Ａへの加圧力は移動体
２と圧電振動子１との間に加わる加圧力よりも小さくて
すみ、加圧ばねの小型化簡素化も可能となる。

【００５７】《実施の形態２》以下、本発明を適用した
実施の形態２について、図６を用いて説明する。

【００５８】図６は、実施の形態２に係る超音波モータ
の構成を示す図である。

【００５９】実施の形態２に係る超音波モータは、圧電
素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子１を支持する
支持部材８と、圧電振動子１とに接触して移動する移動
体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧
部材３からなる。支持部材８は、圧電振動子１との接合
部１２から延出する延出部１０と、延出部１０Ａを回転
中心として圧電振動子１が移動体２に接触する様に可動
し、加圧部材３は、圧電振動子１の少なくとも一点に対
し加圧を与えることを特徴としている。圧電振動子１と
移動体２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けて
も良い。

【００６０】圧電振動子１に直接加圧を与えることによ
り、圧電振動子１と移動体２の接触を安定化するととも
に、支持部材８の合成を下げることができるため、振動
の減衰を低減させることが可能である。また、単純な構
成で作製することが可能であるため、小型化が可能であ
る。

【００６１】また、回転型の超音波モータのみならず、
移動体２を矩形板にし、案内部材を設けることでリニア
型の超音波モータにも応用できる。

【００６２】そして、支持部材１に備わる延出部１０の
圧電振動子１の接合部１２を、実施の形態１でも述べた
ように、細くすることにより、圧電振動子１の振動が接
合部１２で減衰されるのを防ぐことが可能となる。

【００６３】《実施の形態３》以下、本発明を適用した
実施の形態３について、図８を用いて説明する。

【００６４】実施の形態３に係る超音波モータは、圧電
素子からなる圧電振動子１と、圧電振動子１を支持する
支持部材８と、圧電振動子１とに接触して移動する移動
体２と、移動体２を支持する移動体支持部材５と、圧電
振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からな
る。

【００６５】移動体支持部材５は、移動体２の回転中心
軸４を備え、回転中心軸から延出する二つの延出部１０
Ａ、１０Ｂを備え、移動体２が圧電振動子１に接触する
様に可動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１
０Ｂと、回転中心軸４との間の少なくとも一点に対し加
圧を与える。

【００６６】支持部材８は、圧電振動子１を固定してい
ると同時に支持部材８自体も固定されており強固で安定
な支持ができる為、大きな加圧に対しても耐えられ高出
力のモータが得られる。

【００６７】移動体２は、延出部１０の先端側１０Ａに
加圧を与えることにより、そして、延出部１０の先端側
１０Ａに加える加圧力は移動体２と圧電振動子１の間に
加わる接触圧力よりも小さくして良いため、加圧ばねの
小型化も可能である。また、単純な構成で作製すること
が可能であるため、支持加圧構造を含めた小型化が可能
である。

【００６８】《実施の形態４》以下、本発明を適用した
実施の形態３について、図９、１０を用いて説明する。

【００６９】図９は、実施の形態４に係る超音波モータ
付電子機器の構成を示す図である。

【００７０】実施の形態４に係る超音波モータ付電子機
器は、時計の運針機構をあらわしている。

【００７１】圧電素子からなる圧電振動子１と、圧電振
動子を支持する支持部材８と、圧電振動子１と接触して
移動する移動体２と、圧電振動子１と移動体２とに圧力
を与える加圧部材３からなる。支持部材８は、圧電振動
子１との接合部１２と接合部１２から延出する二つの延
出部１０Ａ、Ｂを備え、延出部１０の一方１０Ａを回転
中心として、圧電振動子１が移動体２に接触する様に可
動し、加圧部材３は、延出部１０の他方の先端１０Ｂ
と、接合部１２の間の位置に対し加圧を与えている。圧
電振動子１と移動体２との間には突起状の変位拡大機構
１１を設けても良い。移動体２の回転運動と同期して時
計針１３は回転する。圧電振動子としては、例えば図１
５に示したような円板や円環形状の圧電振動子２００を
用いても構わない。

【００７２】それにより、延出部１０の先端側１０Ｂに
加圧を与えることにより、支持部材は、延出部１０の両
側から支持されるため、圧電振動子１の振動を逃がさず
保持し、振動の減衰を低減させることが可能で、効率的
で安定した運針機構への応用が可能となる。

【００７３】図１０は、実施の形態４に係る超音波モー
タ付電子機器の構成を示す図である。

【００７４】実施の形態４に係る超音波モータ付電子機
器は、腕時計の日送り機構を表している。圧電素子から
なる圧電振動子１と、圧電振動子を支持する支持部材８
と、圧電振動子１と接触して移動する移動体２と、圧電
振動子１と移動体２とに圧力を与える加圧部材３からな
る。支持部材８は、圧電振動子１との接合部１２と接合
部１２から延出する延出部１０を備え、延出部１０の一
方１０Ａを回転中心とし、圧電振動子１が移動体２に接
触する様に可動し、加圧部材３は、圧電振動子１の少な
くとも一点に対し加圧を与える。圧電振動子１と移動体
２との間には突起状の変位拡大機構１１を設けても良
い。そして、移動体２の動きと同期して、ギア部１４は
回転する。ギア部１４は、文字板１５の内周と噛み合
い、文字板１５は回転力を得て、日送り駆動を行う。

【００７５】圧電振動子１に加圧を与えることにより、
圧電振動子１と延出部１０の両側から支持され、圧電振
動子１の振動を逃がさず保持し、振動の減衰を低減させ
ることが可能で、効率的で安定した日送り駆動機構への
応用が可能となる。

【００７６】実施の形態４では、本発明の超音波モータ
を備えた超音波モータ付電子機器は、圧電振動子の振動
減衰を低減させる支持加圧構造を用い、また全体を小型
化することが可能となるため、時計の運針機構や日送り
機構をはじめとする小型で低消費電力な超音波モータ付
電子機器が実現できる。

【００７７】

【発明の効果】以上により、本発明を適用した超音波モ
ータは、移動体支持部材を用いた単純な構成で作製する
ことが可能であるため、支持加圧構造を含めた小型化が
可能である。

【００７８】また同時に、支持部材の延出部の先端側に
加圧を与えることにより、支持部材は、延出部の両側か
ら支持され、圧電振動子の振動を逃がさず保持し、振動
減衰を低減させることが可能で、モータの高効率化につ
ながる。

【００７９】また、圧電振動子と支持部材との接合部分
の幅を、圧電振動子が接合されていない部分の幅以下に
するため、接合部による圧電振動子の振動減衰も低減す
ることが可能となる。

【００８０】また、支持部材に切り欠き部を備えている
ため、圧電振動子は支持部材の影響を受けず、振動子単
体の状態に近づけることが可能となり、圧電振動子の振
動の減衰を低減させる効果がある。

【００８１】また、支持加圧構造を一定とし、回転型と
リニア型の超音波モータ両方への応用が可能となる。

【００８２】また、加圧点を、延出部の先端側にとって
いるため、移動体支持延出部の先端側に加圧を与えるこ
とにより、延出部の両側から支持され、駆動中も、圧電
振動子の振動を逃がさず保持し、振動の減衰を低減させ
ることが可能である。

【００８３】さらに、以上の超音波モータを備えた超音
波モータ付電子機器は、圧電振動子の振動減衰を低減さ
せる支持加圧構造を用い、また全体を小型化することが
可能となるため、例えば時計の運針機構や日送り機構の
ように小型で低電圧、低消費電力での駆動が必要な超音
波モータ付電子機器に応用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図２】従来の超音波モータの構成を示す図である。

【図３】実施の形態１に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図４】実施の形態１に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図５】実施の形態１に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図６】実施の形態２に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図７】実施の形態１に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図８】実施の形態３に係る超音波モータを示す図であ
る。

【図９】実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器の
構成を示す図である。

【図１０】実施の形態４に係る超音波モータ付電子機器
の構成を示す図である。

【図１１】実施の形態１に係る超音波モータを示す図で
ある。

【図１２】実施の形態１に係る超音波モータを示す図で
ある。

【図１３】実施の形態１に係る圧電振動子と支持部材の
構成を示す図である。

【図１４】実施の形態１に係る超音波モータを示す図で
ある。

【図１５】実施の形態１に係る超音波モータの別の例を
示す図である。

【符号の説明】

１、２００圧電振動子１ａ第一の圧電振動子１ｂ第二の圧電振動子２移動体３加圧部材４回転中心軸５移動体支持部材７可動支持部８支持部材１０延出部１０Ａ延出部１０の一方１０Ｂ延出部１０の先端側１１変位拡大部１２、１８接合部１３時計針１４ギア部１５文字板１６移動体案内部材１７切り欠き部１０１案内ケース１０２低弾性率部材１０３案内板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者春日政雄千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内Ｆターム(参考） 5H680 AA01 AA06 AA19 BB01 BB03 BB13 BB15 BB20 BC02 CC02 CC06 CC07 DD01 DD02 DD15 DD23 DD24 DD53 DD59 DD63 DD67 DD73 DD82 DD85 DD87 DD92 DD97 EE10 EE12 FF08 GG02 GG11 GG19 GG25 GG27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子からなる圧電振動子と、前記圧
電振動子を支持する支持部材と、前記圧電振動子とに接
触して移動する移動体と、前記圧電振動子と前記移動体
とに圧力を与える加圧部材からなる超音波モータにおい
て、前記支持部材は、前記圧電振動子との接合部と前記接合
部から延出する二つの延出部を備え、前記延出部の一方
を回転中心とし、前記圧電振動子が前記移動体に接触す
る様に可動し、前記加圧部材は、前記延出部の他方の先端と、前記接合
部との間の少なくとも一点に対し加圧を与えることを特
徴とする超音波モータ。
【請求項２】圧電素子からなる圧電振動子と、前記圧
電振動子を支持する支持部材と、前記圧電振動子とに接
触して移動する移動体と、前記圧電振動子と前記移動体
とに圧力を与える加圧部材からなる超音波モータにおい
て、前記支持部材は、前記圧電振動子との接合部から延出す
る延出部と、前記延出部を回転中心として前記圧電振動
子が前記移動体に接触する様に可動し、前記加圧部材
は、前記圧電振動子の少なくとも一点に対し加圧を与え
ることを特徴とする超音波モータ。
【請求項３】前記圧電振動子は矩形形状であることを
特徴とする請求項１乃至２記載の超音波モータ。
【請求項４】前記圧電振動子は円板もしくは円環形状
であることを特徴とする請求項１乃至２記載の超音波モ
ータ。
【請求項５】請求項１乃至２記載の超音波モータにお
いて、前記接合部の幅を、前記圧電振動子が接合されて
いない部分の前記支持部材の幅以下にすることを特徴と
する超音波モータ。
【請求項６】請求項１乃至３記載の超音波モータにお
いて、前記延出部の前記圧電振動子が接合されていない
部分に、少なくとも一つの溝の入った切り欠き部を有す
ることを特徴とする超音波モータ。
【請求項７】圧電素子からなる圧電振動子と、前記圧
電振動子を支持する支持部材と、前記圧電振動子とに接
触して移動する移動体と、前記移動体を支持する移動体
支持部材と、前記圧電振動子と前記移動体とに圧力を与
える加圧部材からなる超音波モータにおいて、前記移動体支持部材は、前記移動体の回転中心軸を備
え、前記回転中心軸から延出する二つの延出部を備え、
前記延出部の一方を前記移動体が前記圧電振動子に接触
する様に可動し、前記加圧部材は、前記延出部の他方の先端と、前記回転
中心軸との間の少なくとも一点に対し加圧を与えること
を特徴とする超音波モータ。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の超音
波モータを備えたことを特徴とする超音波モータ付電子
機器。