JP2863125B2 - 振動モーター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、弾性体および該弾
性体に振動を発生させる電気機械変換素子とからなる振
動子と、前記弾性体に加圧接触され該弾性体に発生する
振動によって駆動される相対運動部材とを備えた振動モ
ーターに関する。このような振動モーターとしては、表
面波モーターが知られている。 【０００２】 【従来の技術】従来の前記の如き構成を有する表面波モ
ーターでは、振動子または相対運動部材を支持体に担持
するに際し、支持体と振動子または相対運動部材との接
触面全体に振動吸収材を介して固定する方法、また振動
子または相対運動部材の中立軸（振動への悪影響が最も
少ない部位）に振動を吸収あるいは遮断する支持構造を
設けて支持する方法がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の表面波モーターでは、前者にあっては、振動
子と相対運動部材とが相互に圧接するように両側から相
当の圧縮力を加えるようになっており、支持体と振動子
または相対運動部材との接触面全体に振動吸収材が配さ
れているので加圧により振動子の電気機械変換素子の振
動が妨げられ、表面波モーターの効率が低下するという
問題点があった。 【０００４】特に、特開昭５９−２０４４７６号公報や
特開昭５９−２０４４７７号公報に記載されているよう
に、環状構造の振動子では、振動子の外径側の方が内径
側よりも大きな出力を取り出すことができる。そのた
め、振動子の外径部を振動吸収材等の他部材に接触させ
た状態で振動子を支持すると、モーターの効率の低下の
度合いが大きくなる。 【０００５】また後者にあっては、中立軸の近傍の狭い
領域に振動を吸収あるいは遮断する支持構造を形成する
ので、強度的に厳しいものになるとともに、構造的にも
複雑になりコストが高いものになるという問題点があっ
た。 【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、モーターの効率を低下させないよ
う、簡単な構造で振動子を支持するようにし、特に振動
子の外径部を自由端とすることで、この外径部から有効
に出力を取り出すことができる振動モーターを提供する
ことを目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の要旨とするところは、弾性体（３１）お
よび該弾性体（３１）に振動を発生させる電気機械変換
素子（３５）とからなる環状構造の振動子（３０）と、
前記弾性体（３１）に加圧接触され該弾性体（３１）に
発生する振動によって駆動され環状構造の中心を軸心と
して回動する相対運動部材（２０）とを備えた振動モー
ター（１０）において、前記振動子（３０）を、該振動
子（３０）との間の環状の線接触部によって支持する支
持部材（５０ｂ）を有し、該支持部材（５０ｂ）の線接
触部の径は、前記振動子（３０）の外径よりも小さいこ
とを特徴とする振動モーター（１０）に存する。 【０００８】次に作用を説明する。前記解決手段によれ
ば、振動子（３０）の電気機械変換素子（３５）が振動
して振動子（３０）の弾性体（３１）に振動が発生し、
それにより相対運動部材（２０）が駆動される。振動子
（３０）は支持部材（５０ｂ）によって支持されるが、
振動を生じさせる電気機械変換素子（３５）の振動は、
振動子（３０）に対接する支持部材（５０ｂ）の環状の
線接触部により受けられる。 【０００９】前記振動子（３０）は環状構造であり、該
振動子（３０）の外径側の方が内径側よりも大きな出力
を取り出すことができる。ところで前記支持部材（５０
ｂ）の接触部の外径は、振動子（３０）の外径よりも小
さいことから、振動子（３０）の外径部は自由端とな
る。そのため、振動子（３０）の外径部に集中する表面
波が前記接触部に触れて抑制されることがなく、外径部
から有効に出力を取り出すことができ、より一層と振動
モーター（１０）の効率を向上させることが可能とな
る。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を代表
する各種の実施の形態を説明する。なお、各実施形態に
つき同様の部位には同一符号を付し重複した説明を省略
する。 【００１１】図１〜図３は本発明の第１実施形態を示し
ている。本実施形態は回転型の振動モーターである。か
かる振動モーター１０は、リング形状の回転型の相対運
動部材２０と振動子３０が、図において上下の支持体４
０ａ，４０ｂにより挾まれて担持されて成る。 【００１２】振動子３０は、弾性体３１に該弾性体３１
を励振する電気機械変換素子としての圧電体３５が添着
されて成り、振動子３０の弾性体３１の表面は相対運動
部材２０に当接しており、相対運動部材２０の当接面２
１は弾性体３１に対して摩擦係数の大きい物質が形成
（例えば、コーテイング）されている。 【００１３】相対運動部材２０と振動子３０とは相互に
当接して支持体４０ａ，４０ｂにより圧接されており、
支持体４０ａ，４０ｂとの圧接部位には支持部材として
弾性を有するゴム材料より成るＯリング５０ａ，５０ｂ
が介在しており、相対運動部材２０に圧接している支持
体４０ａは図示省略した転動機構により、リング形状の
中心を軸にして回転可能かつ相対運動部材２０が振動子
３０に圧接するよう保持されている。 【００１４】相対運動部材２０と支持体４０ａとの間の
Ｏリング５０ａは、相対運動部材２０の横断面におい
て、相対運動部材２０と振動子３０との接触面の中央部
を通り接触面に垂直な線（以下、中心線と称す）ｚ上ま
たはそれに近接して配置され相対運動部材２０に刻設さ
れた嵌合溝２２と、嵌合溝２２と対向する周上に支持体
４０ａに刻設された嵌合溝４１とに両側が嵌まり込み、
Ｏリング５０ａの両側はそれぞれ接着材で嵌込対象に固
結されている。 【００１５】振動子３０と支持体４０ｂとの間のＯリン
グ５０ｂは、Ｏリング５０ａと同様に中心線ｚ上または
それに近接して配置され支持体４０ｂに刻設された嵌合
溝４２に片側が嵌まり込んで接着され、他方の片側であ
る環状の接触部は振動子３０の圧電体３５に圧接して接
着されている。Ｏリング５０ａ，５０ｂは細いリング形
状であり、これらの支持部材たるＯリング５０ａ，５０
ｂは相対運動部材２０および振動子３０に線状に当接し
てそれらの全周を支持体４０ａ，４０ｂに担持してい
る。 【００１６】次に作用を説明する。振動子３０の圧電体
３５に通電すると圧電体３５が振動し、それにより弾性
体３１に表面波が発生し、弾性体３１に圧接している相
対運動部材２０は表面波により移動させられて回転す
る。この回転は相対運動部材２０自体か相対運動部材２
０を支持している支持体４０ａから出力として取り出さ
れる。位置とに揺動して変位するように、車体側のレー
ルに支持されているが、係脱部材を、拘束位置と拘束解
除とにスライドして変位するように支持してもよい。 【００１７】振動子３０の弾性体３１，圧電体３５およ
び相対運動部材２０は圧電体３５の振動により変位し、
あるいは振動するが、相対運動部材２０の振動あるいは
変位に対してはＯリング５０ａが弾性変形してそれを許
容し、振動子３０の振動あるいは変位に対してはＯリン
グ５０ｂが弾性変形してそれを許容し、振動および変位
が妨げられることがない。 【００１８】このように、振動子３０はＯリング５０ｂ
によって支持されるが、Ｏリング５０ｂの環状の接触部
と振動子３０との接触面積は極めて小さいので、圧電体
３５の振動が抑制されることがなく、振動モーター１０
は高効率で作動する。 【００１９】前記振動子３０は環状構造であり、該振動
子３０の外径側の方が内径側よりも大きな出力を取り出
すことができる。ところでＯリング５０ｂにおける接触
部の外径は、図示したように振動子３０の外径よりも明
らかに小さいことから、振動子３０の外径部（外縁部）
は自由端となる。そのため、振動子３０の外径部に集中
する表面波が接触部に触れて抑制されることがなく、外
径部から有効に出力を取り出すことができ、より一層と
振動モーター１０の効率を向上させることができる。 【００２０】図４は本発明の第２実施形態を示してい
る。本実施形態は、相対運動部材２０の支持構造は前記
第１実施形態と同様であるが、振動子３０の支持構造が
異なっている。 【００２１】すなわち、振動子３０の圧電体３５は中心
線ｚより内側にし、弾性体３１を張り出して段付形状と
し、その段部３２の平面部３２ａが振動子３０の中立面
上に形成され、一方、振動子３０を担持する支持体４０
ｂには内向きの段部４３が形成され、振動子３０の外向
きの段部３２と支持体４０ｂの内向きの段部４３とは内
外から対向していてその間に形成された空間にＯリング
５０ｂを保持してある。Ｏリング５０ｂの位置は中心線
ｚ上あるいはその近傍に位置している。 【００２２】本実施形態では、圧電体３５を直接に支持
するものがないのでその振動が妨げられることがなく、
Ｏリング５０ｂは振動子３０の外向きの段部３２と支持
体４０ｂの内向きの段部４３とに挾まれるので、位置が
容易に決まり、接着しなくてもＯリング５０ｂを保持す
ることができる。 【００２３】また、各実施形態の支持方法によれば、振
動子３０と相対運動部材２０とを加圧接触により生じる
接触面の傾きがほとんど無く、接触面を有効に利用でき
る。更に、第２実施形態では、振動子３０の圧電体３５
を拘束するものがないので、効果的に振動し、かつ支持
部材たるＯリング５０ｂの位置決めが容易であるととも
に接着を要しない構造にすることができるという利点が
ある。 【００２４】なお、前記各実施形態では一般的には断面
が円形であるＯリングを支持部材として用いたが、円形
断面に限ることなく、だ円，多角形等を採用することが
でき、要するに振動子３０に環状に当接するものであれ
ばよい。振動子３０がそのような支持部材５０ｂを介し
て担持されていれば効果がある。また、直動型の振動モ
ーターにも本発明を適用できることはいうまでもない。 【００２５】 【発明の効果】本発明に係る振動モーターによれば、振
動子を、該振動子との間の環状の接触部によって支持す
る支持部材を有し、該支持部材の接触部の外径が、前記
振動子の外径よりも小さいから、振動子の振動，変位が
妨げられることがなく、特に振動子の外径部に集中する
表面波が何ら抑制されることがなく、外径部から有効に
出力を取り出すことができ、高効率で回転する振動モー
ターとすることができる。また構造も簡単なのでコスト
も低減する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１実施形態に係る振動モーターを示
す縦断面図である。 【図２】本発明の第１実施形態に係る振動モーターを構
成する相対運動部材を示す斜視図である。 【図３】本発明の第１実施形態に係る振動モーターの片
側部分を図１より拡大して示す部分断面図である。 【図４】本発明の第２実施形態に係る振動モーターを示
す部分断面図である。 【符号の説明】 １０…振動モーター ２０…相対運動部材 ３０…振動子 ３１…弾性体 ３５…圧電体 ４０ａ，４０ｂ…支持体 ５０ａ，５０ｂ…Ｏリング（支持部材）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．弾性体および該弾性体に振動を発生させる電気機械
   変換素子とからなる環状構造の振動子と、前記弾性体に
   加圧接触され該弾性体に発生する振動によって駆動され
   環状構造の中心を軸心として回動する相対運動部材とを
   備えた振動モーターにおいて、 前記振動子を、該振動子との間の環状の線接触部によっ
   て支持する支持部材を有し、 該支持部材の線接触部の径は、前記振動子の外径よりも
   小さいことを特徴とする振動モーター。