JPH03195378A - 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振
動波モータに関するものである。

し従来の技術］ 圧電体の屈曲振動を利用した振動波モータの構造に関す
る提案は特開昭ｌｉ１ー２０３８７２号等で提案されて
いる。

前記提案は移動体が可撓性を有する材料もしくは構造と
することで、振動体と移動体との均一な接触状態が得ら
れ、接触部におけるエネルギ損失を軽減しモータ効率の
向上を図ってし１る。

第５図により従来例を説明する。

ハウジング等の固定体２０にフェルト等の振動絶縁材２
１を介してリング状の振動体８が支持されており、この
振動体８は金属リングからなる弾性体８ａと、その裏面
側に固着された進行波を励起するための圧電体９とによ
り構成されている。７は支持体２に摺動体６を支持した
移動体て、摺動体６力露単性体１の上面に接触している
。１は移動体２の回転の中心において移動体２に固定さ
れた回転軸で、軸受１２に軸支されている。そして、弾
性体８ａの一端面に固着された圧電体９に高周波電圧を
印加すると、振動体８は屈曲振動を起し、摺動体６に伝
える。

移動体７を構成する摺動体６及び支持体２は可撓性を有
しているのて、摺動体の変形エネルギが減少した状態で
移動体７を駆動し、回転軸１が回転する。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、振動体と移動体との良
好な接触状態を保つための手段として、移動体の可撓性
に依存しているため次のような欠点があった。

１）基本的に部材の可撓性、ずなわち材料の弾性変形を
生じるため、エネルギ損失を生しることは否めない。

２）移動体が自身の可撓性により回転に同期した変形を
繰り返すことになり、強制振動を発生しつる。

３）可撓性により移動体は、振動体と良好な接触状態を
得る方向にたわむがその弾性変形による反力が回転軸や
振動体に作用し、軸振れを生じることと、更に面圧の不
均一を完全になくすことは困難である。

４）回転軸１と移動体７の振動体接触面との直角度が出
ておらず且つ回転軸と振動体の移動体接触面との直角度
か出ていない場合種々の問題を生じる。第６図にその例
を断面図により説明する。第６図（ａ）のように移動体
７が回転軸に対して０の角度て取（−１けられている場
合、同図（ａ）では移動体が右上がりになフていて、移
動体７が１８０°回転したとすると、同図（ｂ）に示す
ように、移動体７は回転軸１に対して、左上がりになる
。この移動体７と回転軸１が第６図（Ｃ）（ｄ）のよう
に、振動体８の駆動面に対して回転軸１が直角より傾い
て装着されると、同図（ａ）　と（Ｃ）、同図（ｂ）と
（ｄ）がそれぞれ対応するわけであるが、同図（ｃ）（
ｄ）から明らかなように、回転位相によって、接触状態
が変化する。アキシャル（ａｘｉａｌ）方向に加わる反
力は、明らかに（ｃ）図に示す場合の方が大きく、回転
に伴い面圧が変化し、更にはアキシャル方向の振動を発
生しつる。

また（ｃ）図では左側の面圧が高くなり、移動体７の可
撓性により見かけ上、振動体８の弾性体８ａの平面にな
らったとしても、面圧は均一になりえない。尚第６図は
わかりやすくするために傾きを誇張して書いてあり、同
図（Ｃ）　、　（ｄ）では移動体７と振動体８は分離さ
れているが、実際には接触している。

本発明の目的は、移動体の回転中において振動体と移動
体の良好な接触状態を得ることができ、モータ効率の向
上が図れる振動波モータを提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、移動
体の回転軸線に対して、移動体の振動体との接触面の傾
きを調整する機構を設りることにより、前記接触面の傾
きを前記回転軸線に対して直角に調整することができ、
移動体の回転中において、均一で良好な接触状態を得、
回転中の振動の低減、安定な回転、軸振れ精度の向上を
図り、移動体の可撓性によらずども良好な接触を得るこ
とができるため移動体のたわみ変形によるエネルギ損失
をなくしモータの効率を向上できる。

［実　施　例］ 第１図は本発明による振動波モータの一実施例を示す断
面図である。

１は回転軸、１０はハウジングで、このハウジング１０
に固定された軸受１２に回転軸１の一端部が軸方向にお
ける自由度を有して回転自在に取り付けられている。８
はリング状の弾性体８ａの裏面に圧電素子９を固着した
振動体で、弾性体８ａと一体に同心的に形成された内環
部８ｂがねじりによりハウジング１０に固着されること
によって、弾性体８ａの振動に影響を与えることなく振
動体８をハウジング１０に固定している。７は進行波の
形成される振動体８との摩擦接触によって、回転軸１を
中心として回転する移動体て、回転軸１に固定されるロ
ータ２と、ロータ２の外周段部２ａに弾性リング５を介
して配置される摺動リング６とにより構成され、通常、
弾性リング５はゴムてあり摩擦係数か大きいので抑圧に
よる摩擦力により回転方向にはずぺりを生じない。軸方
向に対しては６動可能であるが軸回りには回転不能なよ
うに摺動リング６はロータ２に取り（ｔ　＋−１られて
おり、摺動リング６は一端面が弾性体８ａに接触してい
る。

また、ロータ２には、周方向に沿って同心円−にに少な
くとも３ケ所以上に、軸方向に貫通する調整ねじ穴３が
設けられ、調整ねし４がこれらの調整ねじ穴３に夫々設
りられている。これら調整ねし４は弾性リング５のばか
穴５ａを貫通して摺動リング６の他端面にそのねじ端が
当接している。

一方、回転軸１の軸受貫通端部には、周溝１ａが形成さ
れ、この周溝１ａに装着されたＣリング１４も軸受１２
との間に皿ばね１３を弾装することにより、軸受１２に
予圧を与えてロータ２のラジアル方向及び軸方向のカタ
をなくし、ロータ２、弾性リング５を介して摺動リング
６を弾性体８ａに圧接させ１いる。

上記構成において、前記ロータ２に装着された少なくと
も３ケ所以上の調整ねじ４を適宜に調整することにより
、移動体７の回転軸線に対して、摺動リング６の接触面
の傾きを直角に調整することがてきる。ぞの調整方法の
一例を第２図により説明する。第１図と同じ構成の振動
波モータの圧電素子に電圧を印加し、振動波モータを駆
動する。弾性体８ｄの土面８ｃに例えば電気マイクロメ
ータのプローブＡを当て、移動体７の回転中における電
気マイクロメータのメータの指示値を直読する。−数的
な振動波モータにおいて、その駆動周波数は３０ｋＨｚ
〜４０ｋｌｉｚ程度あり、電気マイクロメータのメータ
針は追従することができないので振動体の屈曲振動は検
出されず、移動体の回転軸線に対する摺動リングの当接
面６ａの傾きによりて生じる面圧むらによる振動体の傾
きを主とし２て検出する。従って、振動波モータを回転
させながら、電気マイクロメータの指針の揺れか最小に
なるように調整ねしを調整する。

上記のように、移動体の面の傾きを移動体の回転軸線に
対して直角に調整することにより、（１）従来例のよう
に移動体の可撓性にたよらずとも均一な接触状態が確保
でき、弾性変形によるエネルキ損失をなくすことができ
る。

（２）回転中に回転位相に同期して第６図のように接触
状態か変化することがり♂くなり、回転にともなう面圧
変化を最小限にし、アキシャル方向の振動を防止するこ
とかできる。

（３）更に弾性変形による強制振動をなくすことができ
る。

電磁モータの駆動原理は、電機子とマグネットとの間に
生じる電磁力を回転力に変換しており、電磁力と移動体
との応答は一般に一次遅れどなる。従って、固定子や移
動体の機械的寸法誤差に起因する回転力むらや、電機イ
の通電波形の切換えによる回転リップルは　ローパスフ
ィルターを通過したかのようし一高域周波数になるほど
減衰されるが、振動波モータにおいては、その駆動原理
が、直接接触による摩擦駆動により駆動力を取り出して
いるので、摩擦接触部の機械的精度の影響を直接ダ、り
ることになる。

このような振動波モータで（Ｊ、摩擦駆動部の精度を向
」ニして、回転精度の低下、振動の発生や、接触部の片
べりを最小限に−お、′、さなければＩｔらない、 第３図は、切削または研削により、移動体の回転軸に対
して、移動体の摺動面の傾きを取り除各前記と同様な効
果を得る）、法を示す。

まず、摩擦リング６か回転軸１に固着された状態の組品
な両センタ１５に装着し、駆動ベルト１６により回転さ
せ摺動面６−ａを切削工具１７により切削する。このよ
うにすれば回転軸の軸線に対して、摺動面６−ａの傾き
を除去することができ、従って上記した調整ねしにより
摺動面の傾きを除去した場合と同様の効果を得ることが
できる。

第４図は他の実施例を示す。

第１図に示す実施例では、ロータ２を貫通する調整ねじ
４により摩擦リング６を直接押して軸方向位置の調整を
行っているが、本実施例では、ロータ２の周縁部を調整
ねじ４により軸方向に変形させ、間接的に摩擦リング６
の位置調整を行うようにしている。

すなわち、ロータ２の周部に周溝２ｂを形成し、該周溝
２ａの上部に調整ねじ４の螺合するねし穴３′を設け、
調整ねじ４の先端が周溝２８の円座面を押すことにより
、ロータ２の下部を変形させ、以って摩擦リング６の位
置調整を行うようにしている。

また第１図、第３図及び第４図の実施例では、移動体の
中心に、出力軸である回転軸を有する構造となっている
が出力を直接移動体から取り出すような回転軸のない中
空タイプであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、振動体と接触す
る移動体の摺動面を移動体の回転軸線に対して、直角に
調整できるので、移動体の回転中において、振動体と移
動体の良好な接触状態を得ることができ、移動体のたわ
み変形によるエネルギ損失をなくしモータの効率を向上
できる。また加圧手段を移動体と別に設けることにより
移動体のたわみ変形を除去することかでき、たわみ変形
に起因する振動、軸振れをなくすことができる。

また、移動体の摺動面を移動体の回転軸線を基準に切削
または研削加工し、回転軸線に対して、摺動面の傾きを
除去することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による振動波モータの一実施例を示す断
面図、第２図は、第１図に示す実施１ 例の調整方法を説明する図、第３図は移動体の切削また
は加工方法を示す図、第４図は他の実施例を示す図、第
５図は従来の振動波モータを示す断面図、第６図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は従来の振動波
モータにおける不具合を説明する図である。 １・・・回転軸 ３・・・ねじ穴 ５・・・弾性リング ７・・・移動体 ８ａ・・・弾性体 ｌＯ・・・ハウジング １２・・・軸受 １４・・・Ｃリング ２・・・ロータ ４・・・調整ねじ ６・・・摺動リング ８・・・振動体 ９・・・圧電素子 １１・・・ねじ １３・・・皿ばね 　２ 他４名 ト ■ ｍ−”−ｍ−） （Ｃ） （ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　円周方向に沿って、進行性振動波の形成される振動
   体に、加圧手段を介して移動体を圧接し、該振動体に形
   成される進行波による摩擦駆動にて該移動体を回転させ
   る振動波モータにおいて、該移動体には、該振動体と接
   触する接触面を該移動体の回転軸線と直交する平面と一
   致するように調整する調整手段を有することを特徴とす
   る振動波モータ。 ２　前記加圧手段は、前記移動体と別に設けたことを特
   徴とする請求項１に記載の振動波モータ。 ３　前記移動体の前記振動体との接触面は、該移動体の
   回転軸線と直交する平面の切削加工面または研削加工面
   としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の振動波
   モータ。