JPH0340767A - 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、電磁力によらず機械的動力を発生するモータ
に係り、詳しくは軸方向における伸縮振動の合成により
振動子に励起される円運動を利用し、振動子と同軸的に
嵌合する被駆動体を摩擦駆動により回転させるモータに
関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の振動子としては、例えば特開昭６２−１
４１９８０号、特開昭６３−２１４３８１号がある。

このような振動子は、第１２図に示すように、根本部の
外径が先端部に向は漸減するホーン形状を有した金属丸
棒からなる振動体１００と、振動子１００の大径部と同
径の外径を有する円環形状の金属からなる押え体１０１
との間に、円環形状に形成した２つの電歪素子板１０２
，１０３を配置して、ボルト１０４により押え体１０１
を振動子１００に固定し、電歪素子板１０２，１０３を
圧接保持したものである。電歪素子板１０２，１０３は
片面側に互いに分極方向が異なる２つの電極が対称に分
割形成されると共に、他面側に共通電極が形成され、夫
々９０”の位置的位相を有して分割電極側を前側にして
配置されている。また、電歪素子板１０２　、１０３の
間には、後側の電歪素子板１０３の各分割電極及び前側
の電歪素子板１０２の共通電極と接触する電極板１０５
，１０１ｉが配置され、前側の電歪素子板１０２の分割
電極は振動体１００と、後側の電歪素子１０３の共通電
極は共通電極板１０７と夫々接触している。

そして、前側の電歪素子板１０２と後側の電歪素子板１
０３に振幅及び周波数が共に等しい交流電圧を時間的に
位相差を有して印加することにより、振動子に電歪素子
板１０２の振動と電歪素子板１０３の振動の合成した振
動を発生させ、振動子の先端を円運動させるようにして
いる。

第１３図はこのような振動子を駆動源としたモータで、
振動子の先端を円板１０８の表面側に圧接し、振動子の
先端の円運動により円板１０８を摩擦駆動して、円板１
０８の中心に固定した回転軸１０９から回転力を出力す
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような振動子を利用したモータは、振動
子の先端部の！ＩＩきを利用しているが、本発明者の実
験では振動子の先端部の回転トルクが弱く、被駆動体で
ある円板に充分な駆動トルクを与えることができない難
点がある。

その理由としては次の２点が考えられた。すなわち、第
１点は先端部は一方に節のない自由端であり剛性が低い
ため、充分な振動エネルギーが伝達されない事である。

第２点は先端の自由端は円運動を生じる縄飛び振動の腹
になっていると同時に軸方向の振動の腹になっているた
め、前述の特開昭６２−１４１９８０号、特開昭６３−
２１４３８１号の主張している、先端が軸心に対して垂
直な面内での円運動、は実際にはしておらず振動の１周
期に１回だけ移動体に接触する円滑でない摩擦駆動形態
を呈している事である。

また、このような振動子は先端部のみが振動するのでは
なく、全体が一つ振動系を構成することから、できるだ
け振動の影響を受けることなく振動子を支持する必要が
ある。

本発明の目的は、振動子に充分なトルクを与えて効率よ
く回転力を取り出せ、また振動子の振動の影響を極力受
けることなく振動子を支持できる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］ 本発明の目的を達成するための代表的な構成の一例とす
るところは、電界と同一方向に変位する圧電又は電歪素
子等の電気−機械エネルギー変換素子をその変位方向両
側で、軸部と押え体とにより挟持固定すると共に、該軸
部の外周面に駆動力伝達用の摩擦摺動面を有する振動子
と、該振動子と同軸的に嵌合し、該摩擦摺動面と接触す
る内周面を有する移動部材とからなり、該電気−機械エ
ネルギー変換素子へ時間的位相の異なる交流電圧を印加
することにより、合成された振動にて該軸部の摩擦摺動
面が縄飛び振動の腹位置として軸心と鉛直な平面におい
て円運動し、該摩擦摺動面と該移動部材の内周面との摩
擦接触により移動部材を回転させるモータにおいて、該
移動部材は中空構造に形成されていて、その内周面に該
軸部の摩擦摺動面と接触する接触部と、該接触部と離隔
して該軸部の外周面と接触する支持部とが形成されてい
ることを特徴とするモータにある。

［作　　　用］ 上記の如く構成したモータは、縄飛び運動する軸部の振
動子の摺動面により移動部材を摩擦接触により回転駆動
させる。

［実　施　例］ 実施例１ 第１図は本発明によるモータの実施例１の分解斜視図で
ある。

１は先端部の小径軸部１ａと後端部の大径軸部１ｂとの
間に径が先端部に向は漸減するホーン形状のホーン部１
ｃを形成した金属丸棒からなる振動体、２は振動体１の
大径軸部１ｂと同径の外径に形成された軸心にボルト通
し孔を有する金属丸棒からなる押え体、３及び４は大径
軸部１ｂと同径の外径に形成された円環形状の圧電素子
板、５は圧電素子板３．４の電極板で、振動体１と押え
体２との間に、電極板５を挟むようにして圧電素子板３
．４を配し、ボルト６により押え体２を振動体１に固定
することにより、圧電素子板３．４を振動体１と押え体
２との間に固定して、振動子Ａを構成している。ポルト
６はその頭部が円環状の絶縁体７を介して押え体２に接
し、且つ軸部が圧電素子板３．４及び電極板５と非接触
状態に保持されている。

圧電素子板３，４は、片面側に分極方向が互いに異なり
、且つ厚み方向に分極された２つの電極（＋電極ａ、−
電極ｂ）が中心軸線位置に形成された絶縁部ｄの両側に
対称に形成されると共に、他面側に中電極ａ、−電極す
の共通電極Ｃが形成されていて、振動子Ａの軸線に対し
て互いに位置的位相が９０°の角度ずれて配置されてい
る。なお、圧電素子板３の分極電極（生電極ａ、−電極
ｂ〉は導電体である振動体１の後端面に接し、また圧電
素子板４は導電体である押え体２の前端面に接している
。

そして、電極板５と振動子１との間に交流電圧■、を、
また電極板５と押え体２との間に交流電圧ｖ２を印加す
ることにより、圧電素子板３の厚み方向における伸縮変
位による振動と、圧電素子板４の厚み方向における伸縮
変位による振動との合成により振動子Ａを振動させる。

交流電圧ｖｌと交流電圧ｖ２とは、第２図に示すように
、振幅及び周波数が共に同じで、時間的、空間的位相が
９０”のずれを有している。

したがって、振動子Ａは、軸心を中心とし、縄飛びの縄
のような円運動（以下縄飛び振動と称す）を行なうこと
になる。なお、この円運動が生じる原理については、公
知であるので説明は省略する。

ここで、振動子Ａの両端を自由端とした場合、縄飛び振
動の腹の位置は振動子Ａの両端に形成されることになり
、振動子Ａの形状から振動体１の先端における円運動の
径は押え体２の後端よりも大きいが、前述したように、
振動体１の先端の円運動におけるトルクは小さい。

本実施例は、振動子Ａにおける振動体１のホーン部１ｃ
の摺動部Ｂに縄飛び振動の腹の位置がくるように振動子
Ａを設計φ、その共振周波数で圧電素子板３．４を駆動
している。

すなわち、振動子Ａは、縄飛び振動モードで３節又はそ
れ以上のモードで振動し、少なくとも振動子Ａの両端と
摺動ｉＢとを該振動モードの腹として振動し、振動体１
は第３図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、軸１が軸心
℃を中心とし、釉１の縄飛び振動の腹部（Ｈｌ）中心点
Ｐが、第３図（ａ）に示すように、真円Ｃの円周上を移
動する縄飛び運動を行なうことになる。そして、摺動部
Ｂにおける縄飛び運動を利用し、後記するロータ８を軸
心角を中心として回転させるようにしており、この摺動
部Ｂで得られるトルクは先端部りで得られるトルクより
も大きいものであった。

第４図に示す様にロータ８は、振動子Ａの軸心℃と同軸
に嵌合し、ロータ８の内径部の後端部（以下摩擦接触部
と称す）ａｂを摺動部Ｂに対応する位置まで延出し、摩
擦接触部８ｂをホーン部ＩＣの摺動部Ｂに当接させてい
る。該ホーン部は軸方向の加圧力を受ける事で、摺動部
Ｂにおいて適切な摩擦力を得るため設けられている。そ
して、この摺動部Ｂは振動体１において、縄飛び振動の
腹になっている。

ロータ８の内径部８ａの内径は、低摩擦係数の部材８ｄ
を介して、振動体１において縄飛び振動の節の位置に接
する構造になっており、摺動部Ｂ以外で生じる振動に対
して接触して音を発生するのを防ぐため、ロータ８には
逃げ８Ｃが設けられている。この事については後述する
。

ロータ８の摩擦接触部８ｂは、摺動部Ｂの外周形状と合
致する内径が漸増する形状に拡開し、振動体１の縄飛び
運動時に摺動部Ｂと面接触する。

ロータ８は、例えば不図示のスラストベアリングを介し
て不図示のバネ等により第４図中矢印方向に押されて、
前述の適切な漸増形状を有する摺動部により摩擦接触部
８ｂと摺動部Ｂとの接触部に所定の摩擦力を発生させ、
また該スラストベアリングにより軸方向の回転が許容さ
れている。

すなわち、振動子Ａが摺動部Ｂを該振動モードの腹の位
置とする、例えば３節のモードで振動すると、前述した
ように振動体１は第３図に示すように、軸心角を中心と
した縄飛び運動を行ない、第５図（ａ）に示すように、
摺動部Ｂがロータ８の摩擦接触部８ｂと摩擦接触しなが
ら時計方向又は反時計方向に軸心λに対し所定の半径ｒ
の軌跡を描きながら円運動し、ロータ８を回転させるこ
ととなる。つまり、公知である遊星ローラと同じ原理で
駆動される。なお、第５図（ａ）は摺動部Ｂがロータ８
の摩擦接触部８ｂの内周面をこじりながら円運動するこ
とを説明するために、摺動部Ｂの外径をロータ８の摩擦
接触部８ｂの内径よりもかなり小さくしているが、摺動
部Ｂにおける縄飛び運動の半径は実際は極僅かであるの
で、摺動部Ｂとロータ８の摩擦接触部８ｂの内周面とは
微小の間隙となっている。そして、この微小の間隙を決
める要素は、振動体１のホーン形状の鋭角度と摺動部Ｂ
における軸方向の振動の振幅量である。

そして、遊星ローラの駆動伝達原理と同様に、摺動部Ｂ
と摩擦接触部８ｂとの間にすべりがないと仮定した場合
、振動体１が縄飛び運動で一回転すると、摺動部Ｂの外
周とロータ８の摩擦接触部８ｂの周長差分だけロータ８
が回転することになる。その原理により、振動体１が２
０　ｋＨｘもの高周期で縄飛び運動していても、ロータ
８の回転数はせいぜい毎分数百回転にすぎない。

すなわち、振動体１の摺動部の任意の点１ｄに注目する
と、１ｄは前述した微小な間隙によってその半径が決ま
る円運動を行ない、その過程でロータ８の内周部に接触
し、ロータ８に回転運動を行なわせるための摩擦駆動力
を与える。

第５図（ｂ）は第５図（ａ）　とは逆に、振動体１は円
筒状で、ロータ８が該円筒状振動体の中空内側面に接触
Ｉｇ擦しながら回転する場合を示している。この場合は
振動体の振動回転方向とロータの回転方向は逆向きにな
る。

一方、ロータ８には逃げ８Ｃが設けられているが、この
役割は摩擦接触部８ｂが摺動部ＩＣに対して均一に接触
する様にするためである。つまり、ロータ８の内周部８
ａが余りにも長くなり、その結果振動体１の小径軸部１
ａとのガイド部分が長くなると、小径軸部１ａと内周部
８ａのクリアランスが小さいため、ロータ８の軸心の振
動体１の軸心ぶに対する許容傾斜角の範囲内で、＊＊接
触部８ｂと摺動部Ｂが均一に接触することが困難になり
、音を発生する様になる。そこで、クリアランスを大き
くしてこの問題を解決しようとしても、今度はロータ８
の軸心は傾きながら回転してしまう、つまり、以上の問
題点を解決するためには、小径軸部１ａとロータ内周部
８ａの適切な位置関係が求められる。実験の結果、ロー
タ内周部８ａは、低摩擦部材８ｄを小径軸部１ａとの間
に介して、振動体１の縄飛び振動の節の位置に設定する
のが良いとわかった。核部の位置ではロータに駆動力を
与えず、該節部にロータ内周部８ａを設けるのは単に支
持という役割をしているため音を発生しない。一方、内
周部８ａを振動体１において、縄飛び振動の腹の位置に
設定すると、本来必要な摺動部Ｂにおける駆動力とミス
マツチな駆動力をロータ８に与えてしまい、音を発生す
る場合がある。

ところで、振動子Ａは振動体１のみが振動するのではな
く、全体が振動することから、このモータＭを機器等に
取り付けする際、振動子Ａの機器等に対する支持方法が
問題となる。

この場合、該振動モードの節の位置で振動子Ａを支持す
ることが振幅が少ないことから一見最適に思えるが、振
動子Ａは該振動モードの節位置を起点とする縄飛び運動
を行なっているので、この振動モードの節位置における
軸心ｊ２＆：対する垂直平面は、軸心℃方向に沿って揺
動することになる。

このため、振動子Ａにおいて、該振動モードの節位置と
なる個所、例えば振動体１又は押え体２の外周面にモー
タ取り付は用のフランジを延出したとすると、固定方法
が強固な場合は全く振動しない様になってしまう。一方
、このバネの様なものを間に介して振動減衰をおさえた
支持方法にするとこのフランジは軸方向に揺動し、機器
等との取付部が最悪の場合には振動により破壊したりす
る虞れがあり、該振動モードの節位置では振動子Ａの支
持を行なうのに不適である。

そこで、振動子Ａの振動状態につき種々検討したところ
、振動子Ａの支持位置として一見不適と思われる該振動
モードの腹の位置が適していることを見出した。

すなわち、該振動モードの腹の位置は振幅が大きいが、
径方向のみしか変位しないので、上述のような揺動Ｔｏ
による弊害が生じない、＊た、支持位置となる該振動モ
ードの腹位置は、モータＭの構造から当然摺動部Ｂより
も軸方向後方側に設けられることになり、３節モードに
より振動子Ａを振動させる場合には、支持位置として最
適な所は１１１所しか存在しない。なぜなら、該振動モ
ードにおける腹の位置は振動体の両端と、その間の２Ｉ
！ｌ所の合計４箇所あるが、両端は軸方向の振動も最大
となっており、固定支持には最悪であり、両端間にある
２Ｉ！Ｉ所の縄飛び振動の腹のうち１箇所は摺動部とし
て使用されているからである。又、第６図（ａ）。

（ｂ）（示す様に振動子Ａにフランジを設けず、先端が
球状を呈した３本のボルト６０等で支持筒６１により支
持固定する構造においても、縄飛び振動において腹とな
る位置が、支持位置として振動を阻害しない良好な位置
である事がわかった。

つまり、振動子Ａにおける振動の振幅は非常に小さく、
これらの支持位置となる該振動モードの腹位置の振幅は
ロータ８の駆動を行なう摺動部Ｂにおける振幅よりもさ
らに小さいので、径方向変位は殆ど無視することができ
、該振動方向の腹位置を振動子Ａの支持位置とすること
で、振動子Ａを安定に機器等に支持させることが可能と
なる。

第７図（ａ）〜第７図（ｅ）は前述した回転の原理が正
しい事を確認した実験結果である。

第７図（ａ）は振動体１の先端を中空にして、その上に
金属球３０をのせた時の回転方向を調べたものであり、
下のロータ８とは逆回転している。これは、金属球３０
は振動体１の先端の中空部内周面に接触しているからで
、第５図（ｂ）の説明の原理と同じである。第７図（ｂ
）は振動体１の先端に円板状の金属プレート３１をのせ
た時の回転方向が下のロータ８と逆回転している事を示
した実験結果である。この原理は第７図（ｅ）に示しで
ある。第７図（ｅ）において、振動体１の摺動部Ｂが紙
面に対して向こう側に動く時、振動体１の先端で金属プ
レート３１と接触している点１ｅは、摺動部Ｂと同じく
振動の腹であるから、紙面を振動の中立面と考えれば逆
に紙面に対して手前側に動くことがわかる。第７図（Ｃ
）は凸型円錐形状部を有するロータ３２を第７図（ａ）
　と同じ振動体１の先端部にのせた時の回転方向を示し
ている。これも、下のロータ８とは逆の方向に回転する
が、原理は第５図（ｂ）　と同じである。

第７図（ｄ）は凹型円錐部を有するロータ３３を振動体
１の先端部にのせた時の回転方向を示している。これは
、下のロータ８と同じ方向に回転する。この原理は第７
図（ｆ）に示しである。つまり、振動体１の摺動部Ｂが
紙面に対して向こう側に動く時、先端部のロータ３３と
の接触部１ｅは紙面に対して手前側に動くことがわかる
。

第８図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は（ａ）−１及
び（ｂ）−１及び（ｃ）−１はそれぞれホーン形状部が
３０゛４５°　　６０”の振動子の側面図で、第８図（
ａ）−２と（ｂ）−２と（ｃ）−２は縄飛びの振動の変
位量と振動子の軸方向の位置との関係を示している。又
、第８図（ａ）−３と（ｂ）−３と（ｃ）−３は軸方向
の振動の変位量と振動子の軸方向の位置との関係を示し
ている。振動条件は振動子（ａ）−１゜（ｂ）　−１、
（ｃ）−１でそれぞれ３５．０ｋＨｚ、３５．５ｋＨｚ
、３５．８ｋＨ，で印加電圧はすべて１ｏＯＶｐ−ｐで
あった。変位量の測定はホトニックセンサーを用いた。

測定の結果、縄飛び振動は３節振動モードになっており
、軸方向の振動は２節の振動モードになっている。縄飛
び振動の腹の位置はほぼ軸方向の振動の節の位置と一致
した。変位量は振動子の細い所程大きくなり、先端部の
小径部の変位量はどの振動子の場合も、縄飛び振動も軸
方向の振動も変位量が最大値を示した。

軸方向の位置の違いにより、振動の形態の違いは大きく
分けて、３種類存在することがわかった。つまり、第１
には開口端の位置で、これは縄飛び振動においても、軸
方向の振動においても腹になる位置である。第２には、
縄飛び振動の節の位置で、この位置は軸方向の振動にお
いてはほぼ腹の位置に一致する。第３には、縄飛び振動
の腹の位置で、この位置は軸方向の振動においてはほぼ
節の位置に一致する。ここで、 モータとして必要となる機能、すなわち移動体〜駆動力
を有効に伝達する事と固定支持位置を設けられる事につ
いて、前述の３種類の振動形態の位置に対して最適な位
置を調べた結果、移動体との摺動部は、縄飛び振動の腹
の位置が最適であり、一方振動子を振動の外系に対して
固定支持する位置は、縄飛び振動の皿の位置、すなわち
軸方向の振動の節となる位置が最適である事がわかった
。振動子の開口端は縄飛び振動においても、軸方向の振
動においてもほぼ腹の位置となり、固定支持位置として
は最悪である事がわかった。又、前述した通り、該開口
端は振動子の軸心に対して垂直な平面とある傾きをもっ
て円運動しているため、移動体と振動体の摺動部は接触
したり、離れたりをくり返しており、円滑な摩擦駆動を
していない、さらに、該開口端を移動体の摺動部に適用
しようとすると、設計上移動体のガイド部は振動体の一
部には設けられず、必然的に該振動子の振動に対して外
系となる部材に頼らざるを得なくなる。なぜなら、該振
動子の一部に例えばボルト等を取り付は移動体をガイド
しようとすると、振動子の振動モードが変化してしまう
からである。ここで、ガイド部について補足説明をして
おくと、本発明のモータにおいては振動体の摺動部と、
それに最も近い位置にある振動体の開口端部との間がそ
のまま移動体のガイド部に利用できる。つまり、振動体
の軸心と同軸の軸心を移動体に付与し続ける機能を有す
る事がガイド部としての条件である。

実施例２ 第９図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は実施例２の断
面図で、（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に夫々示すモ
ータは移動体の振動体への圧接方式を変えたものである
。第９図（ａ）と（ｂ）は基本的には同じ構造で、図中
１８はスラストベアリング、３４はバネガイド部材でバ
ネが軸心に対して偏心しない様にしている。３５はバネ
で、圧縮されたバネが伸びようとする力でスラストベア
リングを介してロータ８を振動体に圧接させている。３
７はワッシャである。（ａ）の方式は振動体１の関口端
にボルトが取りつけられているため、振動でボルトがゆ
るみやすい。（ｂ）はボルトの取り付は部を振動体の節
の位置にもってきているため、振動でボルトがゆるむこ
とがない。又、第９図（Ｃ）はバネ３６をロータの内部
に設けて、省スペース化を計ったもので、バネ３６をフ
ックを有するボルト３７．３８間に緊張し、伸ばされた
バネ３６の縮む力を利用して、ロータ８を振動体１に圧
接する構造になっている。

実施例３ 第１０図は実施例３の断面図を示している。

本実施例は、プリンターのプラテンローラを駆動する駆
動源に実施例１に示すモータＭとロータ８゛の形状が異
なる点及びモータＭの支持機構を図示した点を除き同構
造のモータＭを使用したもので、プラテンローラ１０の
一端部側の内部に振動子Ａ及びロータ８′からなるモー
タＭを収容し、このモータＭによりプラテンローラ１０
の一端側の支軸を兼用している。

モータＭは、振動子Ａの押え体２の周部で、振動の原位
置となる部分を支持するようにしており、該部分に取り
付は用のフランジ部２ａを設け、プリンターの取付フレ
ーム１１にテフロン等の低摩擦材からなる低摩擦シート
１２を挟んで該フランジ部２ａを取り付けるようにして
おり、フランジ部２ａに穿設された孔部（不図示）に、
該孔部の内径よりも小径の軸部を有する螺子１３を通し
、この螺子１３を取付フレーム１１に螺着することで、
軸方向におけるモータＭの移動は規制するがフランジ部
２ａの径方向における伸縮を許容している。

プラテンローラ１０は、内装されるモータＭのローラ８
゛と回転不能に嵌合し、直接ロータ８°の回転力が伝達
されるようになっており、他端側に固定した支軸１４が
軸受部材１５を介してプリンターの取付フレーム１６に
回転自在且つ軸方向移動可能に軸支されている。支軸１
４にはバネ１７が弾装され、バネ１７の一端はスラスト
ベアリング１８に当接し、またバネ１７の他端は軸受１
５に当接して、バネ１７のバネ力によりロータ８°を振
動子Ａに圧接すると共にローラ１０を回転可能としてい
る。

実施例４ 第１１図は実施例４の断面図を示している。

用途は実施例３と同じで、プリンターのプラテンローラ
ーの駆動源に実施例１のモータＭを２個使用した構造に
なっており、一方のモータには実施例３と同じく、固定
支持のためのフランジ部２ａが同位置に設けられ、この
フランジ部２ａでフレーム１１と固定しである。

他方のモータはブツシュ３９を介してフレーム１１に嵌
合し、モータの軸心方向には自由に動くようになってい
るが、回り止め（不図示）により振動子自体が回転する
のを防いでいる。

さらに、２個の振動子はその先端部付近同士が第９図（
Ｃ）の方式と同様にしてバネ３６で連結されており、該
バネ３６の縮もうとする力により、該２個の振動子はそ
れぞれのロータ８°に圧接されている。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、振動子の先
端部を利用せず、ホーン部に縄飛び振動の腹の位置を形
威し、ホーン部の円運動を利用して移動部材を回転する
ようにしているので、大きいトルクにて移動部材を駆動
することができる。

また、振動子の縄飛び振動の腹の位置を固定部材に対す
る支持位置とすることで、振動子を安定に支持すること
ができる。

また振動子を２つ使用することにより、より一層大きい
トルクで移動部材を駆動できる。

さらに、中空ローラ部材等の回転ユニットに本発明のモ
ータを使用すれば、ローラ内にモータを内蔵できるため
、省スペースになる。その上、本発明のモータは安心し
て大電力を入力できるメリットがある。なぜなら圧電又
は電歪素子と振動体との間には接着剤は使用しておらず
、両者の熱膨張係数を考慮する必要がない上、圧電又は
電歪素子には引張り応力が加わらない様構成されていて
、該素子の破壊の心配が極端に少ないからである。この
事は電磁モータと比較して、たとえ効率が同じであって
も、小さなモータに大電力を入力することで、結果的に
小型化が可能になるわけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモータの実施例１を示す分解斜視
図、第２図は圧電素子板に印加する交流電源の波形図、
第３図（ａ）　、　（ｂ）は３節の縄飛び運動を示す正
面図及び側面図、第４図は実施例１のモータの組み付は
状態を示す図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は駆動原理を
示す図で、（ａ）　は軸が縄飛び運動をして、中空部材
を回転させる原理図、（ｂ）は中空振動体が縄飛び運動
して、軸を回転させる原理図、第６図（ａ）　、　（ｂ
）は、フランジのない振動子を先端が球状のボルト３本
で支持している正面図及び側面断面図、第７図（ａ）。 （ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）　、　（ｅ）　、　（
ｆ）は回転原理を確認するための図、第８図（ａ）　、
　（ｂ）　、　（ｃ）は縄飛び振動の変位と軸方向の振
動の変位について振動子の位置との関係を示す図、第９
図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は実施例２の断面図
、第１０図は実施例３の断面図、第１１図は実施例４の
断面図、第１２図は従来の振動子を示す断面図、第１３
図は従来の振動子を利用したモータの斜視図を示す。 Ｍ・・・モータ　　　　　Ａ・・・振動子Ｂ・・・摺動
部　　　　　１・・・振動体２・・・押え体　　　　　
３．４・・・圧電素子板５・・・電極板　　　　　６・
・・ボルト７・・・絶縁体　　　　　８・・・ロータ１
０・・・ローラ　　　　　１１・・・取付部材１２・・
・低ＩＩ　Ｉシート２ｏ・・・ロータ２４・・・バネ　
　　　　　３ｏ・・・金属球３１・・・円板状金属プレ
ート ３２・・・凸型円錐部を有するロータ ３３・・・凹型円錐部を有するロータ 他４名 第 図 （０） （ｂ） 第 図 第 ５ 図 （α） （ｂ） 第 図 （α） （ｂ） 第 図 （ｆ） 第 ９ 図 第 ０ 図 第 １ 図 第 ２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電界と同一方向に変位する圧電又は電歪素子等の電
   気−機械エネルギー変換素子をその変位方向両側で、軸
   部と押え体とにより挟持固定すると共に、該軸部の外周
   面に駆動力伝達用の摩擦摺動面を有する振動子と、該振
   動子と同軸的に嵌合し、該摩擦摺動面と接触する内周面
   を有する移動部材とからなり、該電気−機械エネルギー
   変換素子へ時間的位相の異なる交流電圧を印加すること
   により、合成された振動にて該軸部の摩擦摺動面が縄飛
   び振動の腹位置として軸心と鉛直な平面において円運動
   し、該摩擦摺動面と該移動部材の内周面との摩擦接触に
   より移動部材を回転させるモータにおいて、 該移動部材は中空構造に形成されていて、 その内周面に該軸部の摩擦摺動面と接触する接触部と、
   該接触部と離隔して該軸部の外周面と接触する支持部と
   が形成されていることを特徴とするモータ。 ２　前記移動部材の支持部は、前記振動子の軸部に形成
   される縄飛び振動の節位置を該軸部に対する接触位置と
   していることを特徴とする請求項１に記載のモータ。 ３　前記支持部は軸部との接触面に低摩擦部材を設けた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。 ４　前記振動子の軸部の外周面における前記移動部材の
   支持部と接触する表面に低摩擦部材を設けたことを特徴
   とする請求項１に記載のモータ。 ５　前記移動部材は前記振動子に対し付勢手段を介して
   該接触部を該摩擦摺動面に圧接させていることを特徴と
   する請求項１、２、３又は４のいずれか一つに記載のモ
   ータ。 ６　前記付勢手段は、振動子の軸部に軸方向に沿って螺
   着されるボルトにバネ部材を弾装し、該バネ部材のバネ
   力を回転可動部材を介して前記移動部材に付与すること
   を特徴とする請求項５に記載のモータ。 ７　前記付勢手段は、前記振動子の軸部と回転可動部材
   との間にバネ部材を設け、該バネ部材のバネ力を該回転
   可動部材を介して前記移動部材に付与することを特徴と
   する請求項５に記載のモータ。 ８　前記振動子は縄飛び振動の腹位置を固定部材に対す
   る支持位置としていることを特徴とする請求項１、２、
   ３、４、５、又は６のいずれか一つに記載のモータ。 ９　前記振動子は、移動部材に対する摺動部と振動子の
   両端を除く固定部材に対する支持位置とを少なくとも振
   動の腹位置とする３節以上の縄飛び振動のモードで駆動
   されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６
   又は７のいずれか一つに記載のモータ。 １０　請求項１記載のモータの振動子をその軸部を対向
   して同一軸線上に配置し、一方の振動子を固定部材に固
   定すると共に他方に振動子を固定部材に軸方向のみ移動
   可能に取付け、双方の振動子間をバネ部材で連結し、さ
   らに双方の振動子間に移動部材を配置して該移動部材の
   両端部に形成した孔部に該各振動子の軸部を嵌合しその
   摩擦摺動面を該孔部の内周面に接触させたことを特徴と
   するモータ。 １１　電界と同一方向に変位する圧電又は電歪素子等の
   電気−機械エネルギー変換素子をその変位方向両側で、
   軸部と押え体とにより挟持固定すると共に、該軸部の開
   放端側の開口孔部の内周面に駆動力伝達用の摩擦摺動面
   を有する振動子と、該振動子の開口孔部に同軸的に挿入
   され、該摩擦摺動面と接触する外周面を有する移動部材
   とからなり、該電気−機械エネルギー変換素子へ時間的
   位相の異なる交流電圧を印加することにより、合成され
   た振動にて該軸部の摩擦摺動面が縄飛び振動の腹位置と
   して軸心と鉛直な平面において円運動し、該摩擦摺動面
   と該移動部材の外周面との摩擦接触により移動部材を回
   転させることを特徴とするモータ。