JPH0448148Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は弾性体に発生する表面弾性波により回
転部材を駆動するようにした表面波型超音波モー
タに関する。

背景技術とその問題点 従来の小型電磁モータを大トルク、低速回転を
必要とする用途に用いる場合は、どうしても間接
駆動方式となり、大きな減速比の減速器を必要と
するので、機構が複雑となつていた。特にVTR
カメラにおけるズームやフオーカスを行うための
モータの場合は、カメラの鏡筒外部にモータ本体
及び減速器がはみ出してしまうので、商品の外観
的価値を下げていた。

考案の目的 本考案は、構造が簡単であつてかつ高トルク、
低速回転を得ることのできる弾性波駆動方式を用
いた表面波型超音波モータを提供するものであ
る。

考案の概要 本考案は、両端に外方に展張されるリング状の
フランジ１０ａ，１１ａが形成された円筒部材１
０，１１と、円周方向に多分割され、隣接部が互
いに90°位相の異なる交流電圧が印加されかつ分
極方向が交互に＋又は−である２つの相Ａ，Ｂに
分けられている圧電体５とその圧電体５の一方の
面に配された音響絶縁体１４と他方の面に接着さ
れた弾性体リング３とを備え、かつ、円筒部材１
０，１１の外周面に嵌合してフランジの一方１０
ａに当接しているリング状の固定子Ｘと、円筒部
材１０，１１の外周面に嵌合して弾性体リング３
に当接しているリング状の回転子Ｙと、円筒部材
１０，１１の外周面に嵌合してフランジの他方１
１ａ及び回転子Ｙに当接して固定子Ｘ及び回転子
Ｙを保持しかつ上記フランジの一方１０ａに圧接
させるリング状の保持圧接部材Ｚとを備えている
ことを特徴とする表面波型超音波モータである。

実施例 第１図に表面波型超音波モータの原理を示す。

図において、厚さｈの弾性体１から成る梁に波
長λの横振動を与えたとき、この弾性体１の質点
ｇは屈曲振動の伝搬に伴つて図示のように動く。
このとき弾性体１の表面に被駆動体２を接触させ
て置けば、弾性体１の表面における質点ｇの動き
による摩擦力がこの被駆動体２に対して作用し、
これによつてこの被駆動体２は矢印ａ又はｂ方向
に移動する。この場合、移動方向は振動の伝搬方
向と逆向きになる。

第２図及び第３図は、上記原理を適用した回転
型の表面波型超音波モータの原理を示す。

第２図及び第３図において、弾性体から成るリ
ング（弾性体リング）３の一方の面には被駆動体
であるリング状を成す回転部材４が接触され、他
方の面にはその円周方向に多分割されリング３に
振動を与えるための圧電体５₁，５₂〜５₁₁が接着
されている。尚、各圧電体５₁，５₂〜５₁₁に付さ
れた＋又は−は分極（ポーリング）方向を示して
おり、＋又は−が交互に配されている。

圧電体５₁〜５₅はＡ相Ａを形成するもので、＋
の圧電体と−の圧電体とを１周期とし、この１周
期の長さλは駆動信号Ｓの周波数と共振するよ
うに選ばれている。圧電体５₆〜５₁₁はＢ相Ｂを
形成するもので、上記Ａ相の場合と同様に１周期
の長さをλとしてある。またＡ相とＢ相とは互い
に（ｎ＋１／４）λ（ｎ＝０，１，２，３……）
だけ離間されて（第２図はｎ＝０の場合を示す）
配されている。

上記構成において、信号源６より波長λと共振
する周波数を有する駆動信号ＳをＢ相の圧電体５
_６〜５₁₁に加えると共に、この駆動信号Ｓを移相
器７で90°移相した駆動信号S′をＡ相の圧電体５₁
〜５₅に加える。これにより、リング３のＡ相と
対応する部分には第４図の実線で示すような波長
λの振動が発生し、Ｂ相と対応する部分には第４
図の点線で示すような波長λで且つＡ相の振動と
１／4λの位相差を持つ振動が発生する。これら
の振動が合成されることによつてリング３の表面
に進行波が発生し、回転部材４がリング３上を回
転する。

また駆動信号ＳとS′とを入れ替えれば、第４図
のＡ相の振動及びＢ相の振動が第５図のように位
相関係が逆となつて、回転部材４の回転方向が逆
転する。

第６図は上記原理を適用した本発明による表面
波型超音波モータの実施例を示す。

第６図において、一端にフランジ１０ａが一体
形成されたリング状を成す枠体１０には、一端に
フランジ１１ａが一体形成された筒体１１が両者
に形成されたネジ部１２を介して螺合され、円筒
部材を形成している。

上記枠体１０の外周面には弾性体から成るリン
グ３が設けられ、このリング３の一方の面には圧
電体５が接着されている。この圧電体５は複数個
の圧電体５₁〜５₁₁が第２図のように配された構
成を有している。この圧電体５と上記フランジ１
０ａとの間にはフエルト等から成る音響絶縁体１
４が介在されており、振動が外部に漏れることを
防止している。これら音響絶縁体１４、圧電体５
及びリング３はリング状の固定子Ｘを形成してい
る。

上記リング３の他方の面にはリング状のスライ
ダ１５が重ねられ、このスライダ１５にはリング
状の回転部材４が接着されてスライダ１５と一体
化され、リング状の回転子Ｙを形成している。

回転部材４には軌道用リング１７が、両者の間
に針状ころ軸受１８を介在されて設けられてい
る。この軌道用リング１７と上記フランジ１１ａ
との間にはゴム等から成る加圧用弾性部材１９が
設けられており、この弾性部材１９により各部材
１７，１８，４，１５，３，５，１４をフランジ
１０ａ側に圧接している。これら針状ころ軸受１
８、軌道用リング１７及び弾性部材１９はリング
状の保持圧接部材Ｚを形成している。

尚、回転部材４の外径は他の部材の外径より大
きく形成されている。

上記構成により円筒部材の中空部分にモータの
構成部品を有しない表面波型超音波モータを得る
ことができる。このモータの上記圧電体５に第２
図について述べた方法で前記駆動信号Ｓ，S′を供
給することにより、リング３に第４図及び第５図
のような振動が発生する。この振動によつてスラ
イダ１５及び回転部材４を備えている回転子Ｙが
回転する。この回転出力は回転部材４の例えば外
周縁部分から取り出すことができる。

考案の効果 高出力、高トルク、低速回転（例えば数10r・
ｐ・ｍ）が可能であつて、且つ正転・逆転の切換
えが容易な表面波型超音波モータを得ることがで
きる。

また、従来のモータのように回転部材に回転軸
が設けられていないので円筒部材の中空部分を利
用して諸部材を配することができるから、このモ
ータを用いる装置の小型化に有利であつて、特に
カメラのズーム機構やフオーカス機構を駆動する
ためのモータとして用いれば、従来のものより構
造が単純化され、優れた意匠的効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面波型超音波モータの原理を示す側
面図、第２図は回転型の表面波型超音波モータの
原理を示す平面図、第３図は第２図の側面図、第
４図および第５図は第２図に示されたＡ相及びＢ
相の振動波形図、第６図は本考案の実施例を示す
側面断面図である。 なお図面に用いられた符号において、１……弾
性体、２……被駆動体、３……リング（弾性体リ
ング）、４……回転部材、５……圧電体、６……
信号源、７……90°移相器、１０……枠体、１０
ａ……フランジ、１１……筒体、１１ａ……フラ
ンジ、１２……ネジ部、１４……音響絶縁体、１
５……スライダ、１７……軌道用リング、１８…
…針状ころ軸受、１９……加圧用弾性部材、Ａ…
…Ａ相、Ｂ……Ｂ相、Ｘ……固定子、Ｙ……回転
子、Ｚ……保持圧接部材である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 両端に外方に展張されるリング状のフランジ１
   ０ａ，１１ａが形成された円筒部材１０，１１
   と、 円周方向に多分割され、隣接部が互いに90°位
   相の異なる交流電圧が印加されかつ分極方向が交
   互に＋又は−である２つの相Ａ，Ｂに分けられて
   いる圧電体５と、その圧電体５の一方の面に配さ
   れた音響絶縁体１４と、他方の面に接着された弾
   性体リング３とを備え、かつ、円筒部材１０，１
   １の外周面に嵌合してフランジの一方１０ａに当
   接しているリング状の固定子Ｘと、 円筒部材１０，１１の外周面に嵌合して弾性体
   リング３に当接しているリング状の回転子Ｙと、 円筒部材１０，１１の外周面に嵌合してフラン
   ジの他方１１ａ及び回転子Ｙに当接して固定子Ｘ
   及び回転子Ｙを保持しかつ上記フランジの一方１
   ０ａに圧接させるリング状の保持圧接部材Ｚとを
   備えていることを特徴とする表面波型超音波モー
   タ。