JPH01214274A - 振動波モータ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、進行性振動波により移動体を摩擦・　駆動さ
せるモータに関し、詳しくは移動体の構造に関するもの
である。

（従来の技術） 進行性振動波を利用したいわゆる振動波モータの原理を
、振動体の斜視外観を示した第３図およびその下面図で
ある第４図により説明すると、同図に示すように、弾性
体（例えば金属）からなるリング板状の振動体２の下面
に、電気−機械エネルギー変換素子の第１群１ａと、同
様の第２群ｌｂが所定の位置関係で配列固定されている
。なお上記電気−機械エネルギー変換素子としては圧電
素子、電歪素子、又は磁歪素子等を用いることができる
が以下においては圧電素子でこれらを代表するものとし
て説明する。

上記において第１群圧電素子１ａについて説明すると、
複数の圧電素子１ａの全てについてその上下面には図示
しない電極膜が各々設けられていると共に、これらの電
極膜は不図示の電気接続手段で上面電極同士、および下
面電極同士がそれぞれ並列に接続され、各圧電素子１ａ
には同時に電圧が印加されてこれらの電圧印加により振
動体２の周方向に伸縮を生ずるよう構成されている。

そして複数からなる第１群圧電素子１ａは、隣り合うも
のが互いに逆の極性である関係（すなわち一方が延びる
時は他方が縮む関係）であって、かつ複数のものがλ／
２のピッチをなすように振動体２の周方向に沿って配列
されている。

第２群圧電素子１ｂについても同様に構成されている。

そしてこれら第１群および第２群の圧電素子ｌａ、　ｌ
ｂとは、これらの間がλ／４の奇数倍だけずれて配置さ
れている関係にある。振動体２の周方向長さは上記入の
整数倍であるとする。なお上記第１群圧電素子１ａと第
２群圧電素子１ｂの間の領域１′（第３図、第４図参照
）には電圧印加がなく積極的な伸縮動作が生じない領域
である。

以上の構成・配列の振動波モータにおいて、第１群の圧
電素子１ａのみに交流電圧を印加すると、振動体２は、
伸びる変形を生じた圧電素子ｌａに接している部分では
下方に凸に、また縮む変形を生じた圧電素子１ａに接し
ている部分では上方に凸になるように、全体としての曲
げ変形を生じ、その結果、振動体２の全周に渡って曲げ
振動の定在波（波長）λが発生する。この場合、第１群
圧電素子１ａの各圧電素子の中間位置および該位置から
振動体周方向にλ／２の各位置がいわゆる節となる。ま
た上記とは別に、第２群の圧電素子１ｂのみに交流電圧
を印加したときには、該第２群の圧電素子１ｂにより上
記と同様の定在波が発し、この場合の節は上記第１群の
圧電素子１ａに対しλ／４だけずれて発生することにな
る。

そして上記第１群および第２群の圧電素子に同時に、そ
れぞれ電気的に９０°の位相差をもつ交流電圧を印加し
た場合には、両者の定在波の合成の結果、振動体２には
周方向に進む曲げ振動の進行波が発生し、その進行波の
進行方向は上記印加電圧の正負により決ることになる。

この曲げ振動の進行波が発生した振動体２においては、
振動体２の厚みの中立面上の点は上下の振動を生ずるだ
けであるが、該振動体２の上面および下面上の点は、上
下方向撮動と周方向振動の合成された一種の楕円運動を
生ずる。

したがって、第３図において示される振動体２を図示し
ない適宜の手段により回転が拘束されるように支持して
おき、その上面にリング状の移動体３を加圧接触してお
くとすると、この移動体３は該振動体２に生じた楕円運
動に伴なう摩擦力により駆動され、進行波の進行方向と
は反対の方向に回転駆動される。

以上が曲げ振動進行波を利用した振動波モータの原理で
ある。

ところで、以上の原理で駆動される振動波モータにおい
て、従来、第５図の断面に示しているように、移動体３
については振動体２との接触部３ｂをフランジ構造とし
てこれにバネ性をもたせ、振動体２の面のうねりや、進
行波振幅値の場所によるうねりに追従させるようにした
構成をとることが多かった。またフランジ部の弾性によ
るバネと、弾性体部３ａを質量とした系の共振を、防振
ゴム４と付加質量５とにより防止し騒音発生や出力低下
を抑えていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、振動波モータをこれを駆動装置として実際に製
品に組み入れるためには、上記移動体３の外径を小さ（
し、かつ中空部分を広くするといった省スペース化を図
る要望が大きい。

このために例えば上述した第５図の例においては、移動
体３の外径を小さくし、かつ移動体の弾性体部３ａの断
面形状を縦長にしなければならないことになるが、この
ようにすると、該移動体３は第６図に示すようねじれモ
ードの振動３°、または第７図に示すような面内あるい
は伸縮モードの振！Ｉ］３“が起こり、騒音や出力低下
の原因となった。

本発明はこのような従来装置の欠点を解消し、移動体の
構造を改良することにより、省スペースであって、かつ
騒音が少なく、しかも駆助動率の高い振動波モータを提
供することを目的としてなされたものである。

（課題を解決するための手段） 而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なる振動波モータの特徴は、進行性振動波の発生される
振動体により摩擦駆動される移動体を備えた振動波モー
タにおいて、上記移動体の摩擦駆動面とは反対側の面、
および該摩擦駆動面に交叉する方向をなす面とに渡り、
防振材を介して振動抑制用の付加質量を組付けたところ
にある。

本発明において、振動材を介した付加質量の移動体への
組付は位置は、例えば移動体が断面矩形のリング形の部
材である場合には、振動体と接触する摩擦駆動面とは反
対側の面（摩擦駆動面と対向する面）と、リングの内周
あるいは外周の少なくともいずれか一方の面ととして与
えられる。

移動体は矩形断面のものに限定されるものではなく、例
えば断面台形等のものであっても本発明を通用すること
ができる。

本発明において防振材とはゴム等の防振性を備えた弾性
体をいい、付加質量には既知の材質のものを使用するこ
とができる。

（作用） 本発明の振動波モータは、前記の構成をなすことにより
、省スペース化の要求を図りつつ移動体の付都合なねじ
れ振動、面内振動が拘束される。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成概要を示したものであ
り、この図において、振動波モータを構成している各構
成要素のうち第３図に示したものと同じものについては
符合に１０を加えて付してその説明を省略する。

本例における構成上の特徴は、上述した第６図および第
７図の付都合な振動（ねじり振動および面内振動）を防
止するために、移動体１３の弾性体部１３ａの上面だけ
でなく外側の側面に渡るように、径方向に一定幅のリン
グ部１４ａと該リング部の外周縁から軸方向に伸びたフ
ランジ部１４ｂを有する防振ゴム１４を組付け、更にこ
の防振ゴム１４が移動体１３に密着するように、リング
形部１５ａの外周縁から軸方向に延出したフランジ１５
ｂを有する構造の付加質量１５（第１図に示した断面り
字形付加質量）を組付けた、という構成をなしていると
ころにある。

かくすることにより、効果上は、上記移動体１３のねじ
れ振動、面内振動による騒音の防止、出力低下の抑制が
図られ、省スペース化の目的が実現できる利点が得られ
る。

第２図は本発明よりなる振動波モータの他の実施例を示
したものである。

この図において共通する各構成要素については第１の実
施例のものに更に１０を加えた符合を付してその説明は
省略する。

本例の振動波モータの構成上の特徴は、上記実施例とは
反対に、移動体２３の内側に、径方向に一定幅のリング
部２４ａと該リング部の外周縁から軸方向に伸びたフラ
ンジ部２４ｂを有する防振ゴム２４を組付け、更に該防
振ゴム２４に密着するようにリング形部２５ａの内周縁
から軸方向に延出したフランジ２５ｂを有する構造の付
加質量２５（第２図に示した断面り字形付加質量）を組
付けた、という構成をなしているところにある。本例に
おいても上記第１図の実施例と同様の効果がある他、移
動体２３が振動体の外側に突出している形式の振動波モ
ータにあっては、移動体部分の外径寸法が小さくできる
ため、該第１図の実施例に比べて振動波モータの省スペ
ース化が第１図と第２図の図の対比からも明らかである
ように一層有利に図れるという効果がある。

（発明の効果） 本発明によれば、振動波モータの振動体と摩擦接触する
移動体のねじれ９面振憩が抑制されて、省スペース化と
いう要望を満足しつつ、騒音の低下や効率の向上を図る
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる振動波モータの一実施例の
構成概要−例を示す図、第２図は本発明よりなる振動波
モータの他の実施例の構成概要−例を示す図、第３図お
よび第４図は振動波モータの原理を説明するための図で
あって、第３図は振動体の斜視図、第４図は同下面図で
ある。第５図は従来の振動波モータの構成概要−例を示
した図、第６図は同従来の振動波モータにおいて問題と
なるねじれ振動を説明するための図、第７図はは同面内
振動を説明するための図である。 ｌａ、　ｌｂ：圧電素子　　２：振動体３：８動体　　
　　　４：防振ゴム ５：付加質量 １２．２２＋振動体　　　１３，２３：移動体１３ａ、
２３ａ　　：弾性体部　１３ｂ、２３ｂ　　：バネ部１
４．２４：防振ゴム　　１４ａ、２４ａ　　：リング形
部１４ｂ、２４ｂ　：フランジ部 １５．２５：付加質量　　１５ａ、２５ａ　　：リング
形部１４ｂ、２５ｂ　　：フランジ部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　進行性振動波の発生される振動体により摩擦駆動さ
   れる移動体を備えた振動波モータにおいて、上記移動体
   の摩擦駆動面とは反対側の面、および該摩擦駆動面に交
   叉する方向をなす面とに渡り、防振材を介して振動抑制
   用の付加質量を組付けたことを特徴とする振動波モータ
   。 ２　防振材がゴムであることを特徴とする請求項１に記
   載の振動波モータ。