JPH0422740Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、超音波モータの出力軸の回転を高速
に正逆に切換えて、出力軸に取付けたダイアフラ
ムにより振動を増幅できるようにしたバイブレー
タに関する。

「従来の技術」 最近、各種の治療のため、人体の一部に振動を
与えるのが効果的であるということが報告されて
いる。

従来の治療用振動装置としては、磁力を利用し
た通常のモータに偏心重量を取付けたり、カム機
構を介して振動板を振動させていた。

また周波数振動機により気体を振動させ、その
振動により振動板を振動させるようにしたものも
知られている。

「考案が解決しようとする問題点」 従来の振動装置のうち、通常のモータを使用す
る形式のものは、装置自体がモータの回転軸方向
に長い大きなものとなり、さらに入力エネルギー
に対して出力エネルギーが小さく、エネルギー効
率が悪いという問題があつた。また空気振動式の
ものは、十分な振動力を得るには大きな動力源が
必要になり、やはり装置が大きくなつたり、エネ
ルギー効率が悪いという問題があつた。

そこで本考案は、特開昭58−148682号公報、あ
るいは実開昭63−120592号公報（本願発明者と同
一発明者）に示される超音波モータを利用し、小
型でエネルギー効率のよいバイブレータを提供す
ることを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本考案のバイブレータは、超音波モータの出力
軸にダイアフラムを取付け、ダイアフラムの外周
縁を、超音波モータのケースに取付けた保持板に
固定したものである。

超音波モータは、高周波供給回路に接続されて
互いに90度位相差のある２つの高周波の入力を受
けて駆動されるようになつている。さらに高周波
供給回路に、一方の出力高周波の位相を他の出力
高周波に対して＋90度位相差がある状態と−90度
位相差がある状態とに繰返し変換させるスイツチ
ング回路が組込まれ、超音波モータが正逆回転さ
れるようになつている。

「作用」 超音波モータは、スイツチング回路を組込んだ
高周波供給回路から繰返し位相が変わる高周波を
受けて、正逆回転に高速に切換えられる。そのた
め超音波モータの出力軸が少し振動し、さらに出
力軸に取付けたダイアフラムにより振動が増幅さ
れて、装置全体が振動する。この場合、ダイアフ
ラムの中心部に作用する回転力方向と、保持板を
介して超音波モータのケース側に固定されるダイ
アフラム外周部に作用する回転反力方向とが、反
対であるために振動が増幅される。

「実施例」 本考案の実施例を第１，２図により説明する。

超音波モータ１の出力軸２に、取付金具３のボ
ス部をネジにより固定し、出力軸２の先端部に取
付金具３を介してダイアフラム４を取付けた。な
おダイアフラム４は、取付金具３に加硫接着して
取付けたが、その他の接着剤により、あるいはネ
ジ止めにより取付けてもよい。超音波モータ１の
ケースに保持板５をネジ止めして取付け、この保
持板５の外周部を折曲げて、ダイアフラム４の外
周部を挟持して固定した。

ダイアフラム４は、ゴム、合成樹脂等の弾性材
により形成し、ダイアフラムの外周部は、第１，
２図に示すように多数の切欠き４ａを設けて、固
定状態にあるダイアフラム外周部の共振周波数を
調整した。

超音波モータ１は、公知のように圧電体（電歪
体でも可）の電極が２つの極６，７に分割され、
それぞれに90°位相差（１／２波長差）のある高
周波電圧が印加されることにより、圧電体を取付
けた固定子に進行波を生じさせるようになつてい
る。図示は省略したが、固定子には回転子が圧接
され、固定子に生じた進行波を回転子が受けて回
転し、さらに回転子に連結した出力軸２が回転す
るようになつている。

超音波モータ１の駆動回路は、第３図に示すよ
うに超音波モータの圧電体の一方の電極６が例え
ば周波数40kHzの高周波電圧源８に増幅回路９を
介して接続され、他方の電極７が増幅回路９と位
相変換回路１０とを介して高周波電圧源８に接続
される。位相変換回路１０は、高周波電圧を＋
90°位相を変換させて増幅回路９に入力するよう
になつている。

また位相変換回路１０は、高周波電圧源８から
の高周波電圧源を−90°位相変換する逆位相変換
回路をも有し、この−90°位相変換された高周波
電圧が電極７に印加されると＋90°位相変換され
た場合とは逆方向に超音波モータ１が回転するよ
うになつている。

さらに位相変換回路１０は、正逆スイツチング
回路１１の信号を受けて＋90°位相変換と、−90°
位相変換とに切換えられるようになつている。ま
た正逆スイツチング回路１１は、発振機１２から
パルス信号（例えば発振周波数65Hz）が入力され
るようになつており、パルス信号に応じて正逆ス
イツチング回路１１が＋90°位相変換と−90°位相
変換とに対応した出力信号に、高速に切換えられ
るようになつている。このように超音波モータ１
が正回転と逆回転に高速に切換えられることによ
り、出力軸２が振動し、さらに出力軸２に取付け
た慣性体３により振動が増幅されるようになつて
いる。

なお前記では±90°の位相変換をさせたが、そ
の数値の限定するものではなく、任意の位相変換
をさせても同様に出力軸は振動する。また正逆ス
イツチング回路１１と発振機１２との代りに位相
制御回路を設けて、位相変換回路を90°位相変換
から180°位相変換に繰返し切換えてもよい。さら
にその切換えを急激に換えるのではなて、例えば
sinカーブ状に切換えることにより、前記と異な
る波形の振動を得ることができる。

位相変換回路１０は、周波数調整回路１３によ
り切換え周期を調整できるようになつており、周
波数調整回路１３は速度調整回路１４から、超音
波モータ１の駆動状態に対応した信号が入力され
るようになつている。

超音波モータ１の駆動回路のさらに詳しいもの
は、第４図の通りである。高周波電圧源８から
6Vの電圧が位相変換回路１０と周波数調整回路
１３と速度調整回路１４とに入力されるようにな
つている。位相変換回路１０からは、＋90°位相変
換された高周波電圧と−90°位相変換された高周
波電圧とが交互に出力され、増幅回路９を介して
超音波モータの電極６，７に±90°位相差のある
sin波の高周波電圧とcos波の高周波電圧とが印加
されるようになつている。また速度調整回路１４
は、超音波モータ１の進行波に応じて生じる電圧
変化が入力され、さらにその入力信号は可変ボリ
ユーム１５で調整できるようになつている。

次に前記バイブレータを使用した振動治療器の
実施例を第５図により説明する。

この実施例は、２のつバイブレータ２０を基板
２１に取付ける。この場合、両バイブレータ２０
の超音波モータの回転方向が第５図に示すように
互いに逆となるように超音波モータの入力端子を
高周波供給回路に接続し、両バイブレータ２０が
身体の左右で同様の効果を生じるようにした。

そして２つのバイブレータ２０を基板２１に取
付けたものを、スポンジ状弾性体で形成した厚い
支持体２２の内部空所に配置し、支持体２２全体
を振動させるとともに、バイブレータ２０の当た
る部分はより強い振動が得られるようにした。

「考案の効果」 本考案のバイブレータは、超音波モータの出力
軸を正逆回転に繰返し切換えることにより振動さ
せ、しかも出力軸に取付けたダイアフラムにより
振動を増幅させることができるので、小型であつ
てエネルギー効率がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のバイブレータの断面図、第２
図は第１図のダイアフラムの切断個所のＡ−Ａ線
を記入したダイアフラムの正面図、第３図は超音
波モータの駆動回路のブロツク図、第４図は超音
波モータの駆動回路図、第５図はバイブレータを
使用した治療器の概略斜視図である。 １……超音波モータ、２……出力軸、４……ダ
イアフラム、５……保持板、１０……位相変換回
路、１１……正逆スイツチング回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高周波を出力する高周波供給回路を超音波モー
   タに接続してモータ駆動を可能とし、前記出力高
   周波の位相を繰返し変換させて超音波モータを正
   逆回転させるスイツチング回路を前記高周波供給
   回路に組込み、超音波モータの出力軸にダイアフ
   ラムをを取付け、ダイアフラム外周縁を、超音波
   モータのケースに取付けた保持板に固定したこと
   を特徴とするバイブレータ。