JP2942077B2 - 超音波モータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波信号が印加され
た圧電体から発生される進行波を利用して移動体を移動
させる超音波モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定の部材を所定の方向に移動さ
せる手段として、例えばソレノイドあるいはカム機構等
が知られている。しかしながら、このような手段を、例
えば電子機器における所定部材の駆動源、例えばスライ
ドスイッチの駆動源として使用した場合、ソレノイドに
おいては、漏洩磁気が生じ電子機器に悪影響を与える、
動作音が大きい、低速駆動が困難といった問題がある。
また、カム機構においては、カム体を支持するカム回転
体が必要であるとともに、モータの回転速度に対して低
速度でカム体を回転させる必要があり、減速機構が必要
となって構成が大掛かりになるといった問題がある。

【０００３】一方、近年、上記のような駆動源として、
超音波モータが注目されている。この超音波モータは、
例えば、圧電体に超音波信号を印加して進行波を発生さ
せ、この進行波を振動体で増幅し、この振動体に移動体
を圧接させることにより、上記の進行波によって移動体
を所定方向へ移動させるものである。従って、移動体の
移動によって、駆動対象物を移動させることができるよ
うになっている。このような超音波モータは、一般に下
記のような特徴を備えている。

【０００４】１、低速駆動が可能である。

【０００５】２、移動体が停止状態にあるとき、振動体
に圧接されていることにより、移動体の自己保持性が非
常に高い。従って、少々の外力が加わった場合であって
も、移動体は移動することがない。

【０００６】３、駆動力、即ちトルクが極めて大きい。

【０００７】４、磁気の影響を受けず、また、漏洩磁気
を生じない。

【０００８】５、静寂性が高い。

【０００９】そして、このような特徴から、超音波モー
タは、上記のような電子機器の駆動源として適したもの
となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば、上
記のような電子機器においては、複数の駆動対象物、例
えば複数のスライドスイッチを自動的に操作したいとい
う要望があり、これら複数の駆動対象物を駆動可能な駆
動源として好適な構成の超音波モータの開発が望まれて
いた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の超音波
モータは、上記の課題を解決するために、超音波信号が
印加されることにより進行波を発生する１個の圧電体
と、この圧電体によって発生された進行波を増幅する振
動体と、この振動体に所定方向へ移動自在に設けられ、
振動体の進行波によって移動する複数の移動体と、各移
動体を振動体に圧接させる押圧体とを備え、前記振動体
に、前記移動体の移動方向における長さが互いに異なる
複数の振動体部を形成し、これら各振動体部に前記移動
体を個々に配することにより、前記複数の移動体の移動
距離が互いに異なるようにしていることを特徴としてい
る。

【００１２】請求項２の発明の超音波モータは、上記の
課題を解決するために、請求項１に記載の超音波モータ
において、前記移動体に、移動体による駆動対象物と当
接して移動体に移動方向への付勢力を作用させる作動片
が設けられていることを特徴としている。

【００１３】請求項３の発明の超音波モータは、上記の
課題を解決するために、超音波信号が印加されることに
より進行波を発生する圧電体と、この圧電体によって発
生された進行波を増幅する振動体と、この振動体に所定
方向へ移動自在に設けられ、振動体の進行波によって移
動する複数の移動体と、これら各移動体に個々に対応し
て設けられ、移動体の移動方向における長さが互いに異
なる押圧面を有し、この押圧面により各移動体を振動体
に圧接させる複数の押圧体とを備えていることを特徴と
している。

【００１４】

【作用】請求項１の構成によれば、超音波信号が印加さ
れることにより１個の圧電体によって発生された進行波
は振動体によって増幅される。複数の各移動体は押圧体
によって対応する振動体部に圧接されており、各移動体
は振動体部の進行波によってこの進行波の進行方向とは
反対の方向へ移動する。そして、複数の移動体の移動に
よりそれぞれ複数の駆動対象物を駆動できる。従って、
このような超音波モータでは、駆動対象物毎に個々に超
音波モータを設ける場合と比較して、簡単な構成により
複数の駆動対象物の駆動が可能となり、低コストとな
る。

【００１５】また、各移動体に対応する振動体部は、移
動体の移動方向における長さが互いに異なっているの
で、各移動体の移動量が異なることになる。従って、複
数の駆動対象物をそれぞれ異なる移動量で移動させるこ
とができる。

【００１６】請求項３の構成によれば、各移動体は、振
動体の進行波によってこの進行波の進行方向とは反対の
方向へ移動する。このとき、各移動体に対応する押圧体
は、移動体の移動方向における長さが互いに異なる押圧
面を有しており、移動体はこの押圧面からの押圧力が作
用する範囲においてのみ移動可能であるから、各移動体
の移動量が異なることになる。従って、複数の駆動対象
物をそれぞれ異なる移動量で移動させることができる。

【００１７】

【実施例】〔実施例１〕本発明の一実施例を図１ないし
図７に基づいて以下に説明する。本実施例の超音波モー
タは、図１に示すように、圧電体１、振動体２、第１移
動体３、第２移動体４、スイッチ操作部材５、スイッチ
操作部材６、第１スライドスイッチ７、第２スライドス
イッチ８、第１押圧体９、第２押圧体１０および基板１
１を備えたものとなっている。

【００１８】上記の圧電体１は、図２に示す、電圧が印
加されると縮む圧電素子１ａと電圧が印加されると延び
る圧電素子１ｂとを交互に平面的に配した板状の圧電素
子並設体１ｃが、少なくとも２枚以上重ねられて、長方
形状に形成されている。即ち、圧電体１では、各圧電素
子並設体１ｃにおいて、圧電素子１ａと圧電素子１ｂと
が交互に配されていることにより、電圧が印加される
と、任意の１点が単振動する定在波が発生する。そし
て、複数の圧電素子並設体１ｃが重ね合わされ、その各
定在波が合成されることにより進行波が発生するように
なっている。例えば、上記の圧電素子並設体１ｃを２枚
重ね合わせて圧電体１を形成する場合、各圧電素子並設
体１ｃ・１ｃを１／４波長ずれた状態で貼着し、各圧電
素子並設体１ｃに互いに９０°位相のずれた交流電圧を
印加することにより、進行波を得ることができる。

【００１９】振動体２は、弾性体からなり、上記の圧電
体１上に貼着され、圧電体１の振動を増幅するようにな
っている。このとき、振動体２の表面の任意の１点は、
圧電体１が発生する振動の進行波により、この進行波の
進行方向に対して反対回りの楕円軌跡を描いて運動す
る。

【００２０】振動体２は、圧電体１への印加電圧切り換
えによる上記の進行波の進行方向をＡ−Ｂ方向、これら
Ａ−Ｂ方向と直交し、Ａ−Ｂ方向と同一水平面上の方向
をＥ−Ｆ方向とした場合、圧電体１上のＥ方向側部位に
第２振動体部２ｂを有し、Ｆ方向側部位に第１振動体部
２ａを有している。第２振動体部２ｂは、圧電体１にお
けるＥ−Ｆ方向の幅の半分の幅を有するとともに、圧電
体１のＡ−Ｂ方向の両端部に達する長さＬ₂ を有してい
る。第１振動体部２ａは、第２振動体部２ｂと一体をな
し、圧電体１におけるＥ−Ｆ方向の幅の半分の幅を有す
るとともに、第２振動体部２ｂの長さＬ₂ よりも短い長
さＬ₁ を有している。上記の第１振動体部２ａおよび第
２振動体部２ｂの上部には、Ａ−Ｂ方向の全範囲にわた
って、Ｅ−Ｆ方向に延びる凸部２ｃが所定の間隔をおい
て各々平行に形成されている。

【００２１】尚、振動体２は、進行波をより確実に伝達
させるために、図７に示すように、第１振動体部２ａと
第２振動体部２ｂとの凸部２ｃが例えば溝部２ｄによっ
て分断されていてもよい。また、進行波をさらに確実に
伝達させるために、第１振動体部２ａと第２振動体部２
ｂとが完全に分断されていてもよい。

【００２２】第１移動体３は第１振動体部２ａ上に設け
られる一方、第２移動体４は第２振動体部２ｂ上に設け
られ、これら両移動体３・４は、図示しない案内手段に
よりＡ−Ｂ方向へ移動自在に支持されている。また、こ
れら両移動体３・４は、図３に示すように、それぞれ、
対応する第１振動体部２ａおよび第２振動体部２ｂより
も幅が狭くかつ長さが短いものとなっている。

【００２３】第１移動体３は、Ｅ−Ｆ方向で切った縦断
面がほぼＬ字形であり、Ｅ方向側に平坦な被押圧面３ａ
を有し、Ｆ方向側にこの被押圧面３ａよりも高さの低い
板ばね取付け面３ｂを有している。第２移動体４は、Ｅ
−Ｆ方向で切った縦断面が第１移動体３と対象形であ
り、Ｆ方向側に平坦な被押圧面４ａを有し、Ｅ方向側
に、同様に、板ばね取付け面４ｂを有している。

【００２４】スイッチ操作部材５は作動片５ａ・５ｂを
有するＵ字形をなし、これら作動片５ａ・５ｂがＡ−Ｂ
方向に並ぶように、第１移動体３の板ばね取付け面３ｂ
に取り付けられている。スイッチ操作部材６は、作動片
６ａ・６ｂを有し、スイッチ操作部材５と同形状なし、
スイッチ操作部材５と同様にして第２移動体４の板ばね
取付け面４ｂに取り付けられている。

【００２５】第１スライドスイッチ７は、Ａ−Ｂ方向へ
摺動可能な駆動対象物である操作部７ａがスイッチ操作
部材５の作動片５ａ・５ｂ間に配された状態で、上方へ
突出した多数の端子５ｃ…が上方の基板１１に形成され
ている端子嵌入孔１１ａ…に下面側から嵌入されること
により、基板１１に取り付けられている。第２スライド
スイッチ８は、Ａ−Ｂ方向へ摺動可能な駆動対象物であ
る操作部８ａがスイッチ操作部材６の作動片５ａ・５ｂ
間に配された状態で、同様にして基板１１に取り付けら
れている。また、切り換え動作のための第２スライドス
イッチ８における操作部８ａの移動量ａ₂ は、第１スラ
イドスイッチ７における操作部７ａの移動量ａ₁ よりも
大きいものとなっている。

【００２６】第１および第２押圧体９・１０は板ばねか
らなり、第１移動体３および第２移動体４の移動を確実
に行わせるために、第１押圧体９は第１移動体３の被押
圧面３ａを押圧する一方、第２押圧体１０は第２移動体
４の被押圧面４ａを押圧するように、それぞれ、基板１
１の下面に取り付けられている。従って、第１移動体３
および第２移動体４は、それぞれ、振動体２の第１振動
体部２ａおよび第２振動体部２ｂに圧接され、上述した
振動体２の表面の運動により、上記の進行波の進行方向
とは反対の方向へ移動するようになっている。尚、上記
の第１および第２押圧体９・１０は、第１および第２移
動体３・４に対する押圧荷重の設定を適切に行うことが
できれば、一体のものとなっていてもよい。また、基板
１１は、振動体２と一定の間隔を保持するように支持さ
れている。

【００２７】上記の構成において、本超音波モータの動
作を以下に説明する。先ず、圧電体１に電圧を印加して
いないとき、第１移動体３および第２移動体４に対し
て、振動体２の第１振動体部２ａおよび第２振動体部２
ｂが例えば図３に示す位置にあるものとする。この状態
において、図示しない駆動回路によって発振されかつ昇
圧された超音波信号Ｖ₁ およびこの超音波信号Ｖ₁ に対
して９０°位相が遅れている超音波信号Ｖ₂ が圧電体１
に印加されると、圧電体１にはＢ方向の進行波が励起さ
れ、この進行波は振動体２の第１振動体部２ａおよび第
２振動体部２ｂにより増幅される。そして、上記の進行
波の発生により、第１移動体３および第２移動体４がＡ
方向へ移動する。

【００２８】この第１および第２移動体３・４の移動に
伴い、第１および第２スライドスイッチ７・８の操作部
７ａ・８ａが、スイッチ操作部材５・６の作動片５ｂ・
６ｂにより押されてＡ方向へ移動し、第１スライドスイ
ッチ７・８が切り換えられる。これにより、基板１１上
の電気回路が切り換えられる。尚、第１および第２移動
体３・４がＢ方向位置にある状態においては、後述のよ
うに、第１および第２スライドスイッチ７・８の操作部
７ａ・８ａにそれぞれスイッチ操作部材５・６の作動片
５ａ・６ａが圧接され、これら作動片５ａ・６ａが撓ん
だ状態となっている。

【００２９】ここで、上記のようにして操作部７ａ・８
ａがＡ方向へ移動するとき、先ず、操作部７ａが移動量
ａ₁ を完全に移動し、第１スライドスイッチ７が切り換
えられる。このとき以降、図６に示すように、スイッチ
操作部材５の作動片５ｂは撓み、この撓み力は第１移動
体３をＢ方向へ押圧する反力となる。この反力は、Ａ方
向への第１移動体３のさらなる移動に伴って増加して行
く。一方、第１移動体３が第１振動体部２ａにおけるＡ
方向側の端部を越え始めると、接触する第１振動体部２
ａの凸部２ｃの数が減少して行き、第１移動体３がＡ方
向に受ける力は小さくなる。従って、第１移動体３は、
第１振動体部２ａから受けるＡ方向の力と上記の作動片
５ｂから受ける力とが釣り合った時点で停止する。この
状態は図５および図６に示される。このときの第１振動
体部２ａのＡ方向端部からの第１移動体３のはみ出し量
をＣ、第１移動体３の図３のに示す位置から図５に示す
位置までの移動量をｂ₁ とする。また、上記の第１移動
体３の停止状態においては、圧電体１への給電が引続き
行われ、振動体２からは進行波が発生されているもの
の、第１移動体３が第２振動体部２ｂからの十分な駆動
力を受けない状態で停止しているので、異常に消費電流
が上昇する事態、あるいは異音を発生する事態等の異常
事態は生じない。

【００３０】次に、操作部８ａが移動量ａ₂ を完全に移
動すると、第２スライドスイッチ８が切り換えられ、同
様に、スイッチ操作部材６の作動片６ｂが撓み始める。
その後、圧電体１への給電が停止されると、第２スライ
ドスイッチ８の移動は完全に停止される。この状態は図
５に示される。このときの第２移動体４の図３に示す位
置から図５に示す位置までの移動量をｂ₂ とする。

【００３１】次に、第１および第２スライドスイッチ７
・８の操作部７ａ・８ａをＢ方向に戻す場合、超音波信
号Ｖ₁ およびこの超音波信号Ｖ₁ に対して９０°位相が
進んでいる超音波信号Ｖ₂ が圧電体１に印加される。こ
れにより、圧電体１にはＡ方向の進行波が励起され、こ
の進行波の発生により、第１移動体３および第２移動体
４がＢ方向へ移動する。

【００３２】このとき、スイッチ操作部材５における作
動片５ｂの撓みは、第１移動体３をＢ方向へ移動させる
際の補助力となる。即ち、第１移動体３に対する第１振
動体部２ａからのＢ方向への駆動力は、第１振動体部２
ａからの第１移動体３のはみ出し量Ｃのために、小さく
なっているものの、上記の補助力があることにより、第
１移動体３を確実にＢ方向へ移動させることができる。

【００３３】Ｂ方向への第１移動体３および第２移動体
４の移動に伴い、これら第１および第２移動体３・４に
対するスイッチ操作部材５・６の作動片５ｂ・６ｂによ
る押圧動作が解除され、第１および第２スライドスイッ
チ７・８の操作部７ａ・８ａが、作動片５ａ・６ａに押
されてＢ方向へ移動する。これにより、先ず、操作部７
ａが移動量ａ₁ を完全に移動し、第１スライドスイッチ
７が切り換えられる。このとき以降、図４に示すよう
に、スイッチ操作部材５の作動片５ａは撓み、この撓み
力は第１移動体３をＡ方向へ押圧する反力となる。一
方、第１移動体３が第１振動体部２ａにおけるＢ方向側
の端部を越え始めると、前述のように、第１移動体３
は、第１振動体部２ａから受けるＢ方向の力と上記の作
動片５ａから受ける力とが釣り合った時点で停止する。
この状態は図３および図４に示される。このときの第１
振動体部２ａのＢ方向端部からの第１移動体３のはみ出
し量をＤ、第１移動体３の図５に示す位置から図３に示
す位置までの移動量をｂ₁ ´とする。

【００３４】この移動量ｂ₁ ´と上記の移動量ｂ₁ と
は、図４の状態における作動片５ａと操作部７ａとの隙
間、および図６の状態における作動片５ｂと操作部７ａ
との隙間が同じであり、かつ作動片５ａ・５ｂの形状が
同じであれば、同じ値となる。

【００３５】次に、操作部８ａが移動量ａ₂ を完全に移
動すると、第２スライドスイッチ８が切り換えられ、同
様に、スイッチ操作部材６の作動片６ａが撓み始める。
その後、圧電体１への給電が停止されると、第２スライ
ドスイッチ８の移動は完全に停止される。この状態は図
３に示される。このときの第２移動体４の図５に示す位
置から図３に示す位置までの移動量は、前記のｂ₂ と一
致する。

【００３６】ここで、上記の第１移動体３および第２移
動体４の移動量の変更について説明する。第２移動体４
の移動量は、第２振動体部２ｂの凸部２ｃの形状、ピッ
チ、圧電体１に印加される超音波信号の周波数、または
この信号の波高値等によって変更可能である。第１移動
体３の移動量は、第２移動体４の移動量の上記の変更条
件によって同様に変更可能である一方、第２移動体４の
移動量を変更したとき、これに伴って変更される。ま
た、振動体２を図７のような構成にすること、あるいは
第１振動体部２ａと第２振動体部２ｂとを別体とするこ
とにより、上記の移動量の変更における自由度は高くな
る。

【００３７】さらに、図４の状態でのスイッチ操作部材
５の作動片５ｂと操作部７ａとの隙間、図６の状態での
作動片５ａと操作部７ａとの隙間、作動片５ａの形状も
しくは板厚、作動片５ｂの形状もしくは板厚、第１振動
体部２ａのＡ−Ｂ方向の寸法Ｌ₁ 、第１移動体３のＡ−
Ｂ方向の寸法、あるいは第１振動体部２ａと第２振動体
部２ｂとのＡ−Ｂ方向の相対的な位置関係等の各条件を
変更することにより、かなり高い自由度で第１移動体３
の移動量を変更することができる。そして、これによっ
て、第１スライドスイッチ７と第２スライドスイッチ８
との切り換えタイミングを変更することができる。

【００３８】上記のように、本実施例の超音波モータに
おいては、１個の圧電体１に振動体２の第１振動体部２
ａと第２振動体部２ｂとを対応させているので、駆動対
象物、即ち第１および第２スライドスイッチ７・８毎に
個々に超音波モータを設ける場合と比較して、構成が簡
単になり、低コストとなっている。

【００３９】また、振動体２における第１振動体部２ａ
と第２振動体部２ｂとの第１および第２移動体３・４の
移動方向の長さを互いに異なる設定としていることによ
り、第１移動体３と第２移動体４とにおいて異なる移動
量が得られるようになっている。これによって、切り換
えのための操作部７ａ・８ａの移動量が異なる第１スラ
イドスイッチ７と第２スライドスイッチ８とに対応して
いる。

【００４０】尚、本実施例においては、第１振動体部２
ａおよび第２振動体部２ｂとこれに対応する第１移動体
３および第２移動体４を備え、第１スライドスイッチ７
および第２スライドスイッチ８を操作するものとなって
いるが、上記のようにして第１および第２移動体３・４
の移動量と第１および第２スライドスイッチ７・８の切
り換えタイミングとを任意に設定可能であるから、第３
振動体部とこれに対応する第３移動体および第３スライ
ドスイッチ、第４振動体部とこれに対応する第４移動体
および第４スライドスイッチというように、振動体部、
移動体およびスライドスイッチの組をさらに多数備えた
構成とすることも可能である。

【００４１】また、基板１１には、下面に第１および第
２押圧体９・１０のみが設けられ、端子嵌入孔１１ａ…
の形成部位に、スイッチ操作部材５・６が移動可能な開
口部が形成され、この開口部を通じてスイッチ操作部材
５・６が基板１１の上方へ突出され、第１および第２ス
ライドスイッチ７・８が基板１１の上面に設けられた構
成とすれば、超音波モータのユニット化が可能となる。

【００４２】また、本実施例では、第１および第２移動
体３・４を移動させて第１および第２スライドスイッチ
７・８を切り換え操作するものとなっているが、第１お
よび第２移動体３・４が他の何らかの手段を駆動するも
のとすることも可能である。

【００４３】また、第１および第２移動体３・４の運動
は、直線運動として説明したが、これに限定されること
なく、曲線運動とすることも可能である。

【００４４】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図８な
いし図１２に基づいて以下に説明する。尚、説明の便宜
上、前記の実施例の図面に示した部材と同一の機能を有
する部材には同一の符号を付記し、その説明を省略す
る。

【００４５】本実施例の超音波モータは、図８に示すよ
うに、実施例１の図１に示した振動体２に代えて振動体
２１を備え、第１および第２押圧体９・１０に代えて第
１および第２押圧体２２・２３を備えたものとなってお
り、他の構成は図１に示した超音波モータと同一であ
る。

【００４６】上記の振動体２１は、長方形状をなし、第
１および第２移動体３・４が振動体２１からはみ出すこ
となく移動するように、十分な長さに設定されている。
従って、振動体２１は、前記の振動体２のような、第１
および第２移動体３・４に対応する第１および第２振動
体部の区分は設けられていない。

【００４７】第１押圧体２２は、板ばねによって形成さ
れ、図１０に示すように、Ａ−Ｂ方向の中央部に長さｍ
の押圧部２２ａを有し、Ａ方向側端部に回動規制部２２
ｂを有し、Ｂ方向側端部に回動規制部２２ｃを有してい
る。上記の押圧部２２ａの下面に対し、回動規制部２２
ｂの下面はｔ₂ だけ後退する一方、回動規制部２２ｃの
下面はｔ₁ だけ後退している。従って、前記の第１押圧
体９が、その下面におけるＡ−Ｂ方向の全範囲で第１移
動体３をほぼ一定の押圧力で押圧するものであるのに対
して、第１押圧体２２は、第１移動体３を所定の移動範
囲内にあるときのみ、即ち押圧部２２ａの下にあるとき
のみ、ほぼ一定の押圧力で押圧する一方、所定範囲外に
あるとき、即ち押圧部２２ａの下にないときには押圧力
が零となるように設定されている。

【００４８】第２押圧体２３は、図１２に示すように、
前記の第２押圧体１０と同一の構造となっており、その
第２移動体４との対向面の全面において、第２移動体４
を押圧するようになっている。

【００４９】上記の構成において、本超音波モータの動
作を以下に説明する。図９に示すように、第１移動体３
がＢ方向の位置にあるとき、第１移動体３は第１押圧体
２２の押圧部２２ａには押圧されず、振動体２１に圧接
されていない状態となっている。また、このときには、
スイッチ操作部材５の作動片５ａが第１スライドスイッ
チ７の操作部７ａを押圧して撓んだ状態にあり、第１移
動体３がスイッチ操作部材５によりＡ方向へ付勢されて
いる。

【００５０】また、第１移動体３がＢ方向位置にあると
き、図１２に示すように、第２移動体４もＢ方向位置に
ある。このとき、第２移動体４は第２押圧体２３により
押圧され、振動体２１に圧接された状態となっている。

【００５１】上記の状態において、Ｂ方向の進行波を発
生させる超音波信号が圧電体１に印加されると、振動体
２１にＢ方向の進行波が発生し、第２移動体４は振動体
２１からの強力な駆動力によってＡ方向へ移動する。

【００５２】一方、第１移動体３は、振動体２１からの
駆動力と上記のスイッチ操作部材５の作動片５ａからの
付勢力によってＡ方向へ移動する。このとき、第１移動
体３は第１押圧体２２によって押圧されておらず、第１
移動体３と振動体２１の間の摩擦力が弱く、第１移動体
３が振動体２１から受ける駆動力は非常に弱くなってい
る。しかしながら、第１移動体３は、上記の駆動力の不
足分が上記の作動片５ａからの付勢力にて補われること
により移動することができる。Ａ方向への移動を開始し
た第１移動体３は、図１０に示すように、第１押圧体２
２の押圧部２２ａと振動体２１との間に入り込み、その
後は、押圧部２２ａから適切な押圧力を受けることよ
り、振動体２１から大きな駆動力を受けてＡ方向へ移動
する。このとき、第１移動体３が押圧部２２ａから受け
る荷重を仮にＷとする。

【００５３】上記の第１移動体３の移動に伴い、スイッ
チ操作部材５の作動片５ｂに押されて第１スライドスイ
ッチ７の操作部７ａが移動量ａ₁ を移動すると、操作部
７ａは停止するので、上記の作動片５ｂが撓み始める。
このとき、第１移動体３は、まだ図１１に示す位置には
達しておらず、第１押圧体２２の押圧部２２ａにより押
圧された状態である。また、このときには、押圧部２２
ａによる第１移動体３の押圧面積が小さくなっているの
で、第１移動体３は図１１に示すＧ方向に回転モーメン
トを受けて回転しがちであるが、この回転は回動規制部
２２ｂによって規制される。この動作は第１移動体３が
Ｂ方向へ移動する場合も同様であり、このときには、回
動規制部２２ｃによって第１移動体３の回転が規制され
る。

【００５４】尚、押圧部２２ａの下面に対する回動規制
部２２ｂ・２２ｃの下面における上方への後退量ｔ₂ ・
ｔ₁ は、回動規制部２２ｂ・２２ｃから第１移動体３に
全く荷重が加わらないもの、あるいは回動規制部２２ｂ
・２２ｃから上記の荷重Ｗに対して非常に小さい荷重が
第１移動体３に加わる程度のものであってもよい。

【００５５】その後、第１移動体３が押圧部２２ａと離
間する位置までＡ方向へ移動すると、第１移動体３が振
動体２１から受ける駆動力は僅かなものとなる。そし
て、この僅かの駆動力によって第１移動体３がさらにＡ
方向へ移動しようとするものの、スイッチ操作部材５の
撓んでいる作動片５ｂの付勢力が上記の駆動力に打ち勝
って、第１移動体３が停止する。この状態は図１１に示
される。そして、図９に示す位置から図１１に示す位置
までの第１移動体３の移動距離は、押圧部２２ａの長さ
がｍであるので、第１移動体３の長さをｎとすると、ｍ
＋ｎとなる。尚、このｍ＋ｎと操作部７ａの移動量ａ₁
との関係は、ｍ＋ｎ＞ａ₁ となっている。

【００５６】上記の第１移動体３の停止状態において
は、圧電体１への給電が引続き行われ、振動体２からは
進行波が発生されているものの、第１移動体３を移動さ
せるメカニズムが遮断されているので、異常に消費電流
が上昇する事態、あるいは異音を発生する事態等の異常
事態は生じない。

【００５７】その後、第２移動体４が、スイッチ操作部
材６による第２スライドスイッチ８の切り換え動作を伴
って、所定量、即ち図１２に示す移動量Ｐを移動する
と、第１押圧体２２への給電が遮断され、第２移動体４
が完全に停止する。

【００５８】ここで、上記のＰ、ｍ、ｎ、ａ₁ およびａ
₂ の関係を示すと、 Ｐ＞ａ₂ 、Ｐ＞ｍ＋ｎ＞ａ₁ 、ａ₂ ＞ａ₁ となる。

【００５９】次に、第１および第２スライドスイッチ７
・８の操作部７ａ・８ａをＢ方向に戻す場合、Ａ方向の
進行波を発生する超音波信号が圧電体１に印加される
と、第１移動体３は、振動体２１からの僅かの駆動力
と、スイッチ操作部材５の作動片５ｂの付勢力によって
Ｂ方向へ移動し、第１押圧体２２の押圧部２２ａと振動
体２１との間に入り込み、さらにＢ方向へ移動する。こ
れにより、第１スライドスイッチ７の操作部７ａがＢ方
向へ駆動されて第１スライドスイッチ７が切り換えられ
る。そして、第１移動体３は、図９に示す位置に達する
前のＨ方向の回転を回動規制部２２ｃによって規制さ
れ、その後、図９に示す位置に達して停止する。

【００６０】また、第２移動体４は、第２スライドスイ
ッチ８の切り換え動作を伴いながら、Ｂ方向へ移動量Ｐ
を移動し、圧電体１の給電が停止されたときに停止す
る。

【００６１】上記のように、本実施例の超音波モータに
おいては、第１移動体３に対する第１押圧体２２の押圧
面積と、第２移動体４に対する第２押圧体２３の押圧面
積とを異なる設定にしていることにより、第１移動体３
と第２移動体４とにおいて異なる移動量が得られるよう
になっている。

【００６２】尚、本実施例２の構成においても、前記の
実施例１で説明した各条件によって、第１および第２移
動体３・４の移動量と第１および第２スライドスイッチ
７・８の切り換えタイミングとを変更することができ
る。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の発明の超音波モータは、以上
のように、超音波信号が印加されることにより進行波を
発生する１個の圧電体と、この圧電体によって発生され
た進行波を増幅する振動体と、この振動体に所定方向へ
移動自在に設けられ、振動体の進行波によって移動する
複数の移動体と、各移動体を振動体に圧接させる押圧体
とを備え、前記振動体に、前記移動体の移動方向におけ
る長さが互いに異なる複数の振動体部を形成し、これら
各振動体部に前記移動体を個々に配することにより、前
記複数の移動体の移動距離が互いに異なるようにしてい
る構成である。

【００６４】これにより、駆動対象物毎に個々に超音波
モータを設ける場合と比較して、簡単な構成により複数
の駆動対象物の駆動が可能となり、コストダウンが可能
であるという効果を奏する。

【００６５】

【００６６】また、複数の駆動対象物をそれぞれ異なる
移動量で移動させることができるという効果を奏する。

【００６７】請求項３の発明の超音波モータは、以上の
ように、超音波信号が印加されることにより進行波を発
生する圧電体と、この圧電体によって発生された進行波
を増幅する振動体と、この振動体に所定方向へ移動自在
に設けられ、振動体の進行波によって移動する複数の移
動体と、これら各移動体に個々に対応して設けられ、移
動体の移動方向における長さが互いに異なる押圧面を有
し、この押圧面により各移動体を振動体に圧接させる複
数の押圧体とを備えている構成である。

【００６８】これにより、複数の駆動対象物をそれぞれ
異なる移動量で移動させることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す超音波モータの分解斜
視図である。

【図２】図１に示した圧電体を構成する圧電素子の配設
状態を示す説明図である。

【図３】図２に示した第１移動体と第２移動体とがＢ方
向位置に移動したときのこれら両移動体と振動体との位
置関係を説明する概略の平面図である。

【図４】図３に示した状態における振動体、第１移動
体、スイッチ操作部材および第１スライドスイッチの位
置関係を説明する概略の正面図である。

【図５】図２に示した第１移動体と第２移動体とがＡ方
向位置に移動したときのこれら両移動体と振動体との位
置関係を説明する概略の平面図である。

【図６】図５に示した状態における振動体、第１移動
体、スイッチ操作部材および第１スライドスイッチの位
置関係を説明する概略の正面図である。

【図７】図１に示した振動体の他の例を示す斜視図であ
る。

【図８】本発明の他の実施例を示す超音波モータの分解
斜視図である。

【図９】図８に示した第１移動体がＢ方向位置に移動し
たときの第１移動体と振動体と第１押圧体との位置関係
を説明する概略の正面図である。

【図１０】図９に示した状態から第１移動体が第１押圧
体の中央部下方へ移動した状態を説明する概略の正面図
である。

【図１１】図１０に示した状態から第１移動体がＡ方向
位置に移動した状態を説明する概略の正面図である。

【図１２】図８に示した第２移動体がＢ方向位置に移動
したときとＡ方向位置に移動したときとの第２移動体と
振動体と第２押圧体との位置関係を説明する概略の正面
図である。

【符号の説明】

１ 圧電体 ２ 振動体 ２ａ 第１振動体部（振動体） ２ｂ 第２振動体部（振動体） ３ 第１移動体 ４ 第２移動体 ５ スイッチ操作部材 ６ スイッチ操作部材 ７ 第１スライドスイッチ ８ 第２スライドスイッチ ９ 第１押圧体 １０ 第２押圧体 １１ 基板 ２１ 振動体 ２２ 第１押圧体 ２２ａ 押圧部 ２３ 第２押圧体

フロントページの続き (72)発明者 吉田 秀夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−107677（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02N 2/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波信号が印加されることにより進行波
   を発生する１個の圧電体と、 この圧電体によって発生された進行波を増幅する振動体
   と、この振動体に所定方向 へ移動自在に設けられ、振動体の
   進行波によって移動する複数の移動体と、 各移動体を振動体に圧接させる押圧体とを備え、 前記振動体に、前記移動体の移動方向における長さが互
   いに異なる複数の振動体部を形成し、これら各振動体部
   に前記移動体を個々に配することにより、前記複数の移
   動体の移動距離が互いに異なるようにしている ことを特
   徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】前記移動体には、移動体による駆動対象物
   と当接して移動体に移動方向への付勢力を作用させる作
   動片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載
   の超音波モータ。
3. 【請求項３】超音波信号が印加されることにより進行波
   を発生する圧電体と、 この圧電体によって発生された進行波を増幅する振動体
   と、この振動体に所定方向 へ移動自在に設けられ、振動体の
   進行波によって移動する複数の移動体と、 これら各移動体に個々に対応して設けられ、移動体の移
   動方向における長さが互いに異なる押圧面を有し、この
   押圧面により各移動体を振動体に圧接させる複数の押圧
   体とを備えていることを特徴とする超音波モータ。