JP2972433B2 - 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】本発明は電気歪振動子を利用して
回転駆動力を発生する超音波モータ、および電気歪振動
子を利用してねじり振動を発生するねじり振動発生装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波モータは、従来の電磁モータとは
その動作原理が全く異なることから、非常に構成が簡易
でありながら、電気−機械変換効率が大変高く、低電圧
でしかも低速であっても大きな駆動トルクを発生するこ
とができ、また応答性が高い、磁力線が出ない等、多く
の優れた特徴を有し、様々な分野での使用が期待されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に超音波モータ
は、電気歪振動子の貼着された弾性体と、該弾性体に圧
着状態にあるロータを有し、そして駆動時には、電気歪
振動子に電圧を印加し、電気歪振動子に生じる撓みを利
用してロータが回転するものである。図１９に示す進行
波利用の超音波モータの原理図を参照するならば、電圧
の印加された電気歪振動子１０が撓むことで弾性体１２
も撓み、弾性体１２の上面に圧着されているロータ１４
が回転することとなる。

【０００４】従来からあるこの構成の超音波モータにお
いて、回転駆動力が発生するためには、弾性体１２に定
在波でなく進行波を生じさせなければならない。その為
には、電気歪振動子１０を複雑なパターンに分極させな
ければならず、また電気歪振動子１０に位相が９０゜異
なる複数の交流電圧を印加しなければならない。

【０００５】従って、位相の異なる交流電圧を電気歪振
動子１０に印加する為に、超音波モータに添設されて電
気歪振動子１０に電圧を印加する駆動電源部は、図２０
に示すように、少なくとも発振器１６とフェーズシフタ
１８と２つのパワーアンプ２０，２２を必要とし、ドラ
イブ回路を最低２個要する。即ち、発振器１６からの電
気信号を分波し、一方の電気信号の位相をフェーズシフ
タ１８で９０゜ずらし、分波した各電気信号をそれぞれ
のパワーアンプ２０，２２で増幅して電気歪振動子１０
に印加するものである。

【０００６】この為、超音波モータを駆動する為のこの
駆動電源部は複雑であり、また小型軽量化を阻害し、構
成が簡易であるという超音波モータ本来の利点を生かす
ことができず、また、結果的に電磁モータと比較して高
価なものとなってしまうものであった。

【０００７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、単相駆動による円板形超音波モータにより、
駆動電源部の簡素化を可能とし、本来の優れた長所を生
かした超音波モータを提供するものである。また、単相
駆動により、駆動電源部の簡素化を可能としたねじり振
動発生装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、電気歪振動子を備えた円板状の弾性体を有したステ
ータと、該ステータに対し相対的に回転自在に摺動する
ロータとを具備してなり、前記弾性体の外周部に振動変
換手段が形設され、前記電気歪振動子は、前記弾性体の
中心に近い位置に設けられて、前記弾性体の径方向に振
動する伸び振動と、前記弾性体の厚さ方向に振動する曲
げ振動とを生じさせ、前記振動変換手段は、前記伸び振
動を、該伸び振動の振動方向に対して傾斜した方向に振
動する斜振動に変換させると共に、前記曲げ振動を、前
記弾性体の径方向に対して傾斜した方向を軸とする時計
回り方向若しくは反時計回り方向に振動するねじり振動
に変換させるものであることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の超音波モータは、請求項１
に記載の超音波モータにおいて、振動変換手段が、弾性
体の外周から内方に向けて且つ径方向に対し一定角度を
有した複数のスリットと、該複数のスリットに挟まれた
振動変換片とから構成されていることを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項３記載の超音波モータは、請求項１
に記載の超音波モータにおいて、振動変換手段が、径方
向に対し一定角度を有した複数の長孔と、該複数の長孔
に挟まれた振動変換部とから構成されていることを特徴
とするものである。

【００１１】請求項４記載の超音波モータは、請求項１
〜３に記載の超音波モータにおいて、前記ロータは、そ
の外周部に固定された円環状の摩擦材を前記ステータの
振動変換手段を含むステータ外周部に押圧して前記ステ
ータの周方向に回転自在に設けられてなることを特徴と
する。

【００１２】請求項５記載の超音波モータは、請求項４
に記載の超音波モータにおいて、前記摩擦材と前記ステ
ータの外周部とが押圧されてなる部分を構成するステー
タ摺動面がステータの外周端を細くする傾斜面とされ、
摩擦材のステータ摺動面に押圧される部分がステータ摺
動面に合致するように傾斜されたロータ摺動面とされた
ことを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【作用】電気歪振動子が貼着されると共に、振動変換手
段、図１６，１７に示すようなスリット４０，４０，・・
・が形設された円板状の弾性体２８において、電気歪振
動子に交流電圧を印加して撓みを生じさせると、電気歪
振動子が弾性体２８の中心に近い位置に設けられている
と設定すれば、弾性体２８の中心から外周側に向けて振
動が波及する。この際、弾性体２８には伸び振動と曲げ
振動が生じる。

【００１６】本発明において、伸び振動とは図１６にて
示されているように、弾性体２８の径方向に振動する振
動αである。また、曲げ振動とは図１７にて示されてい
るように、弾性体２８の厚さ方向に振動する振動α’で
ある。

【００１７】また、振動変換手段としては複数のスリッ
トや長孔等が適用され得るが、いずれであっても、それ
らの長さ方向が弾性体２８の径方向に対して一定の角度
を有したもの、即ち斜めでなければならず、平行であっ
てはならない。また垂直であってもならない。さらにま
た、振動変換手段の形は限定されるものではなく、伸び
振動を斜振動に、または曲げ振動をねじり振動に変換し
得るものであれば良い。

【００１８】そして、伸び振動αは図１６では弾性体２
８の中心から外周側に向けて波及するが、伸び振動αは
振動変換手段、即ち図１６においてはスリット４０，４
０，・・・によって振動の波及方向が変り斜振動βに変換
される。即ち、弾性体２８の外周部では斜振動βが生じ
ているために弾性体２８の外周部にロータを圧着したな
らば、該ロータを一定方向に連続して回転させることが
可能となる。

【００１９】また、曲げ振動α’も図１７では弾性体２
８の中心から外周側に向けて波及するが、曲げ振動α’
も振動変換手段によってねじり振動β’に変換される。
即ち、弾性体２８の外周部ではねじり振動β’が生じて
いるために弾性体２８の外周部にロータを圧着したなら
ば、ロータを一定方向に連続して回転させることが可能
となる。従って、これら斜振動βとねじり振動β’の両
方を利用することでロータを一定方向に連続して回転さ
せることができる。

【００２０】また、円環状の弾性体の内周部に、その弾
性体の中心と中心軸が一致する円柱状の振動部材を固定
し、弾性体に振動変換手段を形設し、さらにその振動変
換手段よりも外周側に電気歪振動子を設けた場合、電気
歪振動に電圧を印加すると、弾性体に電気歪振動子から
内周側に波及する伸び振動および曲げ振動が生じるが、
この伸び振動および曲げ振動が振動変換手段によってね
じり振動に変換され、弾性体に励振される振動部材にね
じり振動が起きる。

【００２１】さらにまた、円板状の弾性体の外周部に、
その弾性体の中心と中心軸が一致する円筒状の振動部材
を固定し、弾性体に振動変換手段を形設し、さらにその
振動変換手段よりも内周側に電気歪振動子を設けた場
合、電気歪振動子に電圧を印加すると、弾性体に電気歪
振動子から外周側に向けて波及する伸び振動および曲げ
振動が生じるが、この伸び振動および曲げ振動が振動変
換手段によってねじり振動に変換され、弾性体に励振さ
れる振動部材にねじり振動が起きる。

【００２２】上記斜振動およびねじり振動は弾性体に形
設された振動変換手段によって定在波を変換させること
で生じさせているものであるから、電気歪振動子を複雑
なパターンに分極させる必要がなく、また、電気歪振動
子に位相の異なる複数の交流電圧を印加する必要がな
い。従って、こうした単相駆動による超音波モータであ
れば、超音波モータに添設される駆動電源部を簡素化す
ることができる。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本
発明に逸脱しない範囲内であれば、本発明の超音波モー
タ及びねじり振動発生装置に該当するということは勿論
のことである。

【００２４】〔実施例１〕 実施例１の超音波モータを図１，２を参照して説明す
る。図１，２に示す超音波モータ２４は、円板状の弾性
体２８と該弾性体２８の中心に近い位置の下面に貼着さ
れた円環形の電気歪振動子３０を有してなるステータ２
６と、弾性体２８の上面に付勢されているロータ３２と
から概略構成される。電気歪振動子３０の両面には銀ペ
ースト等からなる電極（図示略）が接着されており、該
電極は駆動電極部に接続されている。ロータ３２の中心
にはロータ軸３６が設けられ、ロータ軸３６は弾性体２
８の中心に穿孔されたステータ中心孔２７内に挿入さ
れ、ロータ軸３６はステータ２６に回転自在に軸支され
る（例えば、ベアリングを用いて）と共に、ステータ２
６とロータ軸３６の先端の間にはばね部材３８が介在さ
れている。このばね部材３８はロータ３２を弾性体２８
側（図１において、下方）に引張り、もってロータ３２
が弾性体２８に圧着され、ロータ３２はステータ２６に
対し相対的に回転自在に摺動する。また、ロータ摺動面
３３には円環状の摩擦材３４が貼着されている。 このよ
うにして、ロータ３２は、摩擦材３４をステータ２６の
ステータ摺動面３１に押圧してステータ２６の周方向に
回転自在に設けられている。 またロータ３２及び弾性体
２８が互いに摺動するステータ摺動面３１及びロータ摺
動面３３は共に弾性体２８の平面に対し傾斜している。
即ち、摩擦材３４とステータ２６の外周部とが押圧され
てなる部分を構成するステータ摺動面３１がステータの
外周端を細くする傾斜面とされ、摩擦材３４のステータ
摺動面３１に押圧される部分がステータ摺動面３１に合
致するように傾斜されたロータ摺動面３３とされてい
る。

【００２５】ロータ３２ならびに弾性体２８の材料には
ある程度の強度を有している弾性材料ならば限定はされ
ないが、アルミニウムが適し、電気歪振動子３０には各
種圧電セラミック、中でもチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺ
Ｔ）が適している。

【００２６】そして、本実施例の弾性体２８の外周部に
は図２に示すように、振動変換手段として、複数のスリ
ット４０，４０，４０，・・・と、これらのスリット４
０、４ ０…に挟まれてなる振動変換片４１、４１…とが
形設されている。スリット４０，４０，４０，・・・は円
板状の弾性体２８の外周から内方に向けて形成された溝
であり、各スリット４０，４０，４０，・・・は弾性体２
８の径方向に対して一定の角度を有し、円板状の弾性体
２８の径線と各スリット４０の間の角度を図２に示すよ
うにθとすれば、１０゜＜θ＜８０゜の範囲であること
が好ましい。また、弾性体２８がアルミニウム製であっ
て、その半径が例えば２０ｍｍであれば、各スリット４
０（各振動変換片４１）の長さは１ｍｍ以上２０ｍｍ未
満の範囲であることが好ましく、各スリット４０（各振
動変換片４１）の幅は上記スリットの長さよりも短くな
ければならない（但し、０.５ｍｍ以上は必要）。ま
た、弾性体は図２に示すようなものの他、図３に示す弾
性体４２のようにスリット４４及び振動変換片４５をよ
り密に形設したもの、または図４に示す弾性体４６のよ
うにスリット４８及び振動変換片４９をより疎に形設し
たもの等であっても構わない。

【００２７】さらにまた、振動変換手段は図５に示すよ
うに、複数の略楕円形の長孔５１ａ，５１ａ，５１ａ，
・・・と、これらの長孔５１ａ…に挟まれてなる振動変換
部５ ４ａ…とから構成されたものであっても良い。この
長孔５１ａ，５１ａ，５１ａ，・・・は弾性体５０ａの外
周部に形設されたもので、各長孔５１ａの長径Ｒと弾性
体５０ａの径線の間の角度θは、１０゜〈θ〈８０゜の
範囲であることが好ましい。また、弾性体５０ａがアル
ミニウム製であって、その半径が例えば２０ｍｍであれ
ば、各長孔５１ａ（各振動変換部５４ａ）の長径Ｒの長
さは１ｍｍ以上２０ｍｍ未満の範囲であることが好まし
く、各長孔５１ａ（各振動変換部５４ａ）の幅（短径）
は上記長径Ｒよりも短くなければならない（但し、０.
５ｍｍは必要）。

【００２８】また、この長孔は略楕円形だけでなく、例
えば図６に示した弾性体５０ｂに形設された矩形状の長
孔５１ｂや、図７に示した弾性体５０ｃに形設された三
角形状の長孔５１ｃ等であってもかまわない。なお、図
６の符号５４ｂは振動変換部を、図７の符号５４ｃは振
動変換部をそれぞれ示す。これらの振動変換部５４ｂ、
５４ｃは、先に説明した振動変換部５４ａの場合と同様
に、各長孔５１ｂ…、５１ｃに挟まれて形設されたもの
である。

【００２９】これらステータを製造するには、円板状の
アルミニウム平板にスリットまたは長孔を例えばワイヤ
放電加工法にて形成し、その下面に円環状の圧電セラミ
ックスを接着することでできる。

【００３０】本実施例の超音波モータにおいて、電気歪
振動子３０に交流電圧を印加すると、電気歪振動子３０
が周期的に撓み、電気歪振動子３０の貼着されている弾
性体２８に伸び振動と曲げ振動が生じる。これら伸び振
動と曲げ振動は電気歪振動子３０のある位置から発生
し、遠方に即ち弾性体の外周側に向けて波及する。図８
に示すように、伸び振動αは弾性体２８を放射線状に外
周側に向けて波及するが、弾性体２８の外周部には径線
に対し斜な複数のスリット４０，４０，・・・及び振動変
換片４１…とが形成されている為に、円板状の弾性体２
８の接線方向に対し垂直に波及してきた伸び振動αが、
斜に形成されたスリット４０，４０，・・・及び振動変換
片４１…の角度に応じて波及方向が変換されて斜振動に
なる。 また、曲げ振動も弾性体の外周側に向けて波及
するが、やはりスリット４０，４０，・・・及び振動変換
片４１…によってねじり振動に変換される。よって、ロ
ータを弾性体の外周面に圧着すれば、ロータは斜振動に
よって回転し、またロータを弾性体の平面に圧着すれ
ば、ロータはねじり振動によって回転する。図１に示す
超音波モータ２４においては、ロータ３２は弾性体の外
周部に形成された斜面で圧着摺動するようになっている
ので、ロータ３２は斜振動とねじり振動の組み合わされ
た回転駆動力にて一定方向に連続して回転する。

【００３１】弾性体２８に伸び振動と曲げ振動を生じさ
せた時のＦＥＭ（Finite ElementMethod：有限要素法）
シミュレーションを行なった。シミュレーションには、
図９に示すように、弾性体２８の一部を扇状に切り出し
たものをサンプル２９とした。そして、ＦＥＭに回転形
周期境界条件を導入することで、弾性体の自由振動シミ
ュレーションを行なった。第１モードから第５モードの
変位分布を示すシミュレーション結果を図１０，１１に
示す。図１０（ａ）は、スリットで切断分離された部分
だけが撓み振動するモードである。図１０（ｂ）は、曲
げ振動第１モードに対応する振動を示している。図１０
（ｃ）は、曲げ振動第２モードに対応する振動を示して
いる。図１１（ｄ）は、曲げ振動第３モードに対応する
振動を示している。図１１（ｅ）は、伸び振動第１モー
ドに対応する振動を示している。

【００３２】これら図１０，１１及び図１６に示したよ
うに、伸び振動がスリットの間に斜めに形設された振動
変換片まで波及し、これにより振動変換片がその幅方向
に振動することにより弾性体２８の外周部において円周
方向に傾いた斜振動が生じていることがわかる。また、
図１０，１１及び図１７に示したように、曲げ振動によ
る上下振動が弾性体２８の外周部に斜に形成されたスリ
ット及び振動変換片まで波及し、これにより振動変換片
がその長手方向を軸とする時計方向ないし反時計方向に
ねじれることにより、弾性体２８の外周部においてねじ
り振動が生じていることが明らかになっている。こうし
た斜振動およびねじり振動が弾性体に圧着摺動するロー
タに回転駆動力を与えることができるのである。よっ
て、単相駆動による超音波モータの実現が可能となっ
た。

【００３３】また、図１に示した超音波モータ２４の無
荷重状態での自由振動アドミッタンス特性の測定を行な
った。測定結果を図２１に示す。図２１より、図１１
（ｅ）に対応するモード（１０２.５８ｋＨｚ）のとき
に非常に大きいアドミッタンスが生じていることがわか
る。また、図１０（ｂ），（ｃ），図１１（ｄ）の各モ
ード（３１.２８ｋＨｚ，５８.２８ｋＨｚ，８１.５３
ｋＨｚ）に対応するときにも大きなアドミッタンスが生
じていることがわかる。これらアドミッタンスの大きい
時に大きな回転駆動力を発生することができる。また、
ロータに荷重を付加して駆動したときには、図１０
（ｃ），図１１（ｄ），（ｅ）に対応する各モードのと
きにロータが非常に良く回転することが確かめられた。

【００３４】本発明の超音波モータでは、電気歪振動子
を均一に分極させ、電気歪振動子から弾性体に定在波を
伝達しながらも、振動変換手段によって斜振動およびね
じり振動を発生させ、ロータを回転させることのできる
ものである。従って、電気歪振動子には位相の異なる交
流電圧を印加する必要がない。よって、図１８に示すよ
うに、超音波モータに添設される駆動電源部は発振器１
６とパワーアンプ２０だけで構成することができ、従来
例のように、フェーズシフタや複数のパワーアンプを必
要としない。即ち、ドライブ回路は１つで十分である。
よって、本発明の超音波モータであっては、超音波モー
タを駆動するために駆動電源部を簡素化することがで
き、構成が簡易でより小型軽量化を達成する安価な超音
波モータを提供することができる。

【００３５】〔参考例１〕 参考として、 ねじり振動発生装置の参考例を図１２，１
３を参照して説明する。図１２，１３に示すねじり振動
発生装置５２は、円環状の弾性体５８の片面に外径が弾
性体５８と同じ大きさで内径は長孔６０を塞ぐことのな
い大きさの円環状の電気歪振動子５６が設けられ、また
弾性体５８の内周部に、弾性体５８の中心と中心軸が一
致する円柱状の振動部材６２が固定されていることを特
徴とする。

【００３６】尚、振動部材６２は弾性体５８の両面側に
抜出せずとも、図１３に示すねじり振動発生装置５３の
ように、弾性体５８の片面側にだけに振動部材６３が抜
出した構成であってもかまわないのは勿論である。この
ねじり振動発生装置５２，５３においても、弾性体５８
に振動変換手段が形設されることは必須である。振動変
換手段は、図１２，１３に示したように、略楕円形の長
孔６０や、図６や図７に示した長孔５１ｂ，５１ｃ等で
あっても構わない。

【００３７】また、弾性体５８及び振動部材６２，６３
の材料は共にある程度の強度を有した弾性材料であるな
らば限定はされないが、アルミニウムが適している。ま
た、電気歪振動子５６には各種圧電セラミック、中でも
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が適している。

【００３８】さらにまた、弾性体５８と振動部材６２，
６３は別部材で構成されていても、または一体のもので
あっても構わない。

【００３９】ねじり振動発生装置５２，５３において、
振動部材６２，６３を発生されるねじり振動の節の部分
で支持固定した上で、電気歪振動子５６に交流電圧を印
加すると、電気歪振動子５６は撓み、その振動が弾性体
５８に伝達される。弾性体５８には、電気歪振動子５６
の設けられている外側から中心に向けて振動が波及され
るが、弾性体５８には弾性体５８の径線に対して角度を
有した長孔６０が形成されているために、弾性体５８の
中心部には該長孔６０によってねじり振動が波及される
ようになる。従って、振動部材６２，６３にねじり振動
が及ぼされ、振動部材６２，６３にねじり振動が励振さ
れ、発生することになる。

【００４０】〔参考例２〕 別のねじり振動発生装置の参考例を図１４を参照して説
明する。参考例２のねじり振動発生装置６４では、円板
状の弾性体７０の中心に円板状の電気歪振動子６８が設
けられ、弾性体７０はその中心が一致する円筒状の振動
部材７４内に固定されている。

【００４１】尚、弾性体７０は図１４に示すねじり振動
発生装置６４のように、円筒状の振動部材７４の中位に
設けられているものの他、例えば図１５に示すねじり振
動発生装置６５のように、振動部材７４の端部に設けら
れていてもよい。また、弾性体７０には振動変換手段が
形設されることが必須であるが、この振動変換手段は図
１４に示した略楕円形の長孔７２の他に、図６，７に示
した長孔５１ｂ，５１ｃ等であっても構わない。

【００４２】参考例２のねじり振動発生装置において、
振動部材７４を発生されるねじり振動の節の部分で支持
固定した上で、電気歪振動子６８に交流電圧を印加する
と、電気歪振動子６８は撓み、弾性体７０に振動が伝達
される。弾性体７０の内周部においては、この振動はそ
の中心から外周側に向かって波及するが、弾性体７０に
はその径線に対し角度を有した長孔７２，７２，７２，
・・・が形成されているために、弾性体７０の外周部には
長孔７２，７２，・・・によって変換されてできたねじり
振動が波及されることになる。従って、振動部材７４に
周期的にねじり振動が及ぼされ、これが駆動力となって
振動部材７４にねじり振動が発生する。

【００４３】

【発明の効果】本発明の超音波モータは電気歪振動子の
振動を利用して円板状の弾性体に回転駆動力を発生させ
てロータを回転させるものである。そして、電気歪振動
子の定在波により伸び振動及び曲げ振動を弾性体に発生
させ、弾性体に形設された振動変換手段によって伸び振
動を斜振動に変換すると共に曲振動をねじり振動に変換
して回転駆動力を得るものである。

【００４４】従って、本発明の超音波モータであって
は、電気歪振動子を複雑なパターンで分極させる必要が
なく、また電気歪振動子に位相の異なる複数の交流電圧
を印加する必要のない単相駆動であるから、超音波モー
タに電圧を印加する駆動電源部は１つのドライブ回路で
十分であり、駆動電源部の簡素化を図ることができる。
また、駆動電源部ならびに超音波モータ本体も構成が簡
易であるので、より小型軽量化を達成することができ、
しかも安価なものとすることができる。

【００４５】また、弾性体と電気歪振動子、ステータと
ロータの配置の自由度が高く、回転駆動力の取り出し方
法の多様化を実現することができ、汎用性をも高めるこ
とができる。

【００４６】

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の超音波モータの側断面図である。

【図２】 実施例１の超音波モータの弾性体の平面図で
ある。

【図３】 別の実施例の弾性体の平面図である。

【図４】 別の実施例の弾性体の平面図である。

【図５】 別の実施例の弾性体の平面図である。

【図６】 別の弾性体の平面図である。

【図７】 別の弾性体の平面図である。

【図８】 振動の波及を示す平面図である。

【図９】 本実施例の弾性体のＦＥＭシミュレーション
のサンプルの平面図である。

【図１０】 本実施例の弾性体のＦＥＭシミュレーショ
ンである。

【図１１】 本実施例の弾性体のＦＥＭシミュレーショ
ンである。

【図１２】 参考例１のねじり振動発生装置の斜視図で
ある。

【図１３】 参考例１の別の態様のねじり振動発生装置
の斜視図である。

【図１４】 参考例２のねじり振動発生装置の斜視図で
ある。

【図１５】 参考例２の別の態様のねじり振動発生装置
の側断面図である。

【図１６】 本発明の超音波モータの弾性体に生じる振
動を示す平面図である。

【図１７】 本発明の超音波モータの弾性体に生じる振
動を示す図であり、図１７（ａ）は側面図、図１７
（ｂ）は平面図である。

【図１８】 本実施例の駆動電源部のブロック図であ
る。

【図１９】 従来例の超音波モータの作動原理図であ
る。

【図２０】 従来例の超音波モータの駆動電源部を示す
ブロック図である。

【図２１】 実施例１の超音波モータの振動数とアドミ
ッタンスの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 電気歪振動子 １２ 弾性体 １４ ロータ ２４ 超音波モータ ２６ ステータ ２８ 弾性体 ３０ 電気歪振動子３１ ステータ摺動面 ３２ ロータ３３ ロータ摺動面 ３４ 摩擦材 ４０ スリット４１、４５、４９ 振動変換片 ４２ 弾性体 ４４ スリット ４６ 弾性体 ４８ スリット ５０ａ 弾性体 ５０ｂ 弾性体 ５０ｃ 弾性体 ５１ａ 長孔 ５１ｂ 長孔 ５１ｃ 長孔 ５２ ねじり振動発生装置 ５３ ねじり振動発生装置 ５６ 電気歪振動子 ５８ 弾性体 ６０ 長孔 ６２ 振動部材 ６３ 振動部材 ６４ ねじり振動発生装置 ６５ ねじり振動発生装置 ６８ 電気歪振動子 ７０ 弾性体 ７２ 長孔 ７４ 振動部材 α 伸び振動 α’ 曲げ振動 β 斜振動 β’ ねじり振動

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02N 2/00 - 2/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気歪振動子を備えた円板状の弾性体を
   有したステータと、該ステータに対し相対的に回転自在
   に摺動するロータとを具備してなり、 前記弾性体の外周部に振動変換手段が形設され、 前記電気歪振動子は、前記弾性体の中心に近い位置に設
   けられて、前記弾性体の径方向に振動する伸び振動と、
   前記弾性体の厚さ方向に振動する曲げ振動とを生じさ
   せ、 前記振動変換手段は、前記伸び振動を、該伸び振動の振
   動方向に対して傾斜した方向に振動する斜振動に変換さ
   せると共に、前記曲げ振動を、前記弾性体の径方向に対
   して傾斜した方向を軸とする時計回り方向若しくは反時
   計回り方向に振動するねじり振動に変換させるものであ
   ることを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の超音波モータにおい
   て、 振動変換手段が、弾性体の外周から内方に向けて且つ径
   方向に対し一定角度を有した複数のスリットと、該複数
   のスリットに挟まれた振動変換片とから構成されている
   ことを特徴とする超音波モータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の超音波モータにおい
   て、 振動変換手段が、径方向に対し一定角度を有した複数の
   長孔と、該複数の長孔に挟まれた振動変換部とから構成
   されていることを特徴とする超音波モータ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３に記載の超音波モータにお
   いて、 前記ロータは、その外周部に固定された円環状の摩擦材
   を前記ステータの振動変換手段を含むステータ外周部に
   押圧して前記ステータの周方向に回転自在に設けられて
   なることを特徴とする超音波モータ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の超音波モータにおい
   て、 前記摩擦材と前記ステータの外周部とが押圧されてなる
   部分を構成するステータ摺動面がステータの外周端を細
   くする傾斜面とされ、摩擦材のステータ摺動面に押圧さ
   れる部分がステータ摺動面に合致するように傾斜された
   ロータ摺動面とされたことを特徴とする超音波モータ。