JPH0538169A

JPH0538169A - 振動モータ

Info

Publication number: JPH0538169A
Application number: JP3209812A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Komoda; 晶彦菰田; Koji Saito; 孝司斉藤; Yoshitaka Takemura; 芳孝竹村
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】双方向への回転が可能であり、しかも構造が
簡単で、回転出力を効率よく発生できる振動モータを提
供すること。【構成】ステータ部とロータ部とを有する振動モータ
である。前記ステータ部は、圧電素子４２，４４と、電
極板４６，４８と、第１のブロック体５０および第２の
ブロック体５２とを含む。そして、ステータ部４０の貫
通孔に結合ロッド５４を挿通し、この先端をかしめるこ
とによりステータ部４０を構成する各部材をその積層方
向に圧接固定している。そして、前記第２の電極板４８
をアースした状態で、リング上に配置された分割電極版
４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに、曲げ振動の共振周波数をも
つ３相交流電圧を印加する。これにより、金属ブロック
体５０のロータ接触面６０に、順方向および逆方向の楕
円振動に任意発生させ、ロータ部を正転および逆転駆動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は振動モータ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ボルト締めランジュバン型の
超音波モータが周知であり、例えば特開昭61-49670号公
報に係る片持ち梁状捩り超音波振動子を用いた圧電モー
タや、特開昭63-217984 号公報に係る超音波モータ等が
知られている。

【０００３】しかし、従来この種のモータは、いずれも
ロータを一方向にしか回転できず、しかも構造が複雑で
高価なものとなってしまうという問題があった。

【０００４】図１０には、従来のボルト締めランジュバ
ン型超音波モータの一例が示されている。この超音波モ
ータは、２個の圧電素子１０，１２の両端に長さの異な
る金属ブロック体１４，１６が配置され、両ブロック体
１４，１６は、その中心においてボルト１８により圧電
素子１０，１２を締付けるように固定されている。

【０００５】そして、この超音波モータは、交流電源２
０から圧電素子１０，１２に高周波交流電圧を印加する
と、圧電素子１０，１２の厚み方向への振動により縦振
動が生じるとともに、ボルト１８の捩りにより捩り振動
が生じ、ブロック体１４，１６の端面には縦振動と捩り
振動を合成した楕円振動が発生することになり、この楕
円振動により回転駆動力を得ることができる。

【０００６】前記ブロック体１６の端面には、円板２２
がバネ２４によりブロック体１６側へ付勢されて配設さ
れており、円板２２の回転軸２６が軸受２８にて支持さ
れている。したがって、前記円板２２をブロック体１６
の端面に接触することにより、前記合成振動により得ら
れる回転力は円板２２に伝達され、回転軸２６から回転
出力を取り出すことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の超
音波モータでは、縦振動と捩り振動との共振点を合せな
ければ回転出力を効果的に発生できない。このため、一
方のブロック体１４を短尺状に形成し、他方のブロック
体１６を長尺状に形成して前記共振点を一致させる必要
があり、従ってモータ設計時における自由度が少いとい
う問題があった。

【０００８】また、このように縦振動と捩り振動との合
成により楕円振動を発生させる超音波モータでは、ブロ
ック体１６の端面に一方向の楕円振動しか発生できず、
回転軸２６を正転および逆転の両方向駆動できないとい
う問題があった。

【０００９】さらに、この超音波モータでは、ボルト１
８の両端に形成されたネジ部１８ａ，１８ａを金属ブロ
ック体１４，１６に螺合することで、金属ブロック体１
４，１６を締付けるように構成してるため、この金属ブ
ロック体１４，１６の締付圧力が不均一になりやすく、
圧電素子１０，１２に発生する振動を効率よくブロック
体１４，１６に伝え回転出力に変換できないという問題
があった。

【００１０】しかも、この超音波モータでは、捩り振動
がボルト１８のネジ部１８ａ，１８ａで発生するので、
このネジ部１８ａ，１８ａと金属ブロック体１４，１６
との接触状態によって捩じり振動の特性にばらつきが生
じやすく、この結果、超音波モータ自体の特性にもばら
つきが生じてしまうという問題があった。

【００１１】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、双方向への回転が可能
であり、しかも構造が簡単で、高効率の回転出力を得る
ことができ、しかも特性のばらつきが少ない振動モータ
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、ステータ部とロータ部とを有する振動モ
ータにおいて、前記ステータ部は、振動を発生させる圧
電素子と、前記圧電素子の表面をロータ部の回転方向に
少なくとも３分割し、各分割領域を異なる電圧印加領域
とする電極と、前記電極及び圧電素子の両側に配置され
た第１のブロック体および第２のブロック体と、を含
み、ロータ回転軸方向に向け形成された貫通孔に棒状の
結合体が挿通され、前記結合体の先端をかしめることに
より相互に圧接固定された積層体として形成され、前記
電極は、前記圧電素子の各電圧印加領域に３相以上の交
流電圧を印加するように形成され、しかもこの交流電圧
の相順を切り替えることにより、前記ブロック体のロー
タ接触面に順方向及び逆方向の楕円振動を発生させ、こ
のロータ接触面に接するロータ部を正転および逆転駆動
することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明では、圧電素子の表面をロータ部の回転
方向に沿って少くとも３分割し、各分割領域を異なる相
の電圧印加領域とするよう電極が形成されている。した
がって、前記電極を介して圧電素子の各電圧印加領域に
３相以上の高周波交流電圧を印加することにより、ブロ
ック体のロータ接触面に楕円振動を直接発生させ、ロー
タ部を回転駆動することができる。

【００１４】このように本発明の振動モータでは、従来
のランジュバン型の超音波モータのように、ボルトによ
る捩り振動を用いることなく、圧電素子の振動から直接
楕円振動を発生させることができるため、回転出力を効
率よく得ることができ、しかも従来のように縦振動、捩
り振動の共振点を一致させるという設計上の制約がない
ため、モータ全体の構成が簡単かつ安価なものとなる。

【００１５】さらに、本発明の振動モータでは、捩り振
動を必要としないため、従来のランジュバン型超音波モ
ータのように、ボルトと第１，第２のブロック体とを螺
合させることがモータの必須要件ではなくなる。従っ
て、本発明では、ステータ部に形成された貫通孔に棒状
の結合体を挿通し、この結合体の先端をかしめることに
よりステータ部をその積層方向に圧接固定している。こ
れにより、振動モータの構成を簡単にし、その組み立て
工程を簡略化できるとともに、ブロック体に均一な圧力
をかけ、圧電素子の振動を回転出力に効率よく変換する
ことができる。

【００１６】さらに、捩り振動を用いていないことによ
り、従来のランジュバン型超音波モータの様に、ボルト
のネジ部と金属ブロック体との接触状態に起因するモー
タ特性のばらつきがない。

【００１７】また、本発明によれば、前記各電圧印加領
域に印加する高周波交流電圧の相順を切替えることによ
り、ブロック体のロータ接触面に順方向の楕円振動およ
び逆方向の楕円振動を選択的に発生させ、ロータ部を正
転および逆転駆動することができる。

【００１８】これに加えて、本発明では、前記３相以上
の交流電圧として、曲げ振動の共振周波数を持つ交流電
圧を用いることにより、入力される電圧を効率よく回転
出力に変換し、ロータ部を回転駆動することができる。

【００１９】また、本発明者は、この振動モータの回転
原理についての検討を行った。この種のモータでは、発
生する振動の種類として、縦振動、捩り振動、曲げ振動
が知られている。従来のボルト締めランジュバン型超音
波モータでは、縦振動と捩り振動との合成により楕円振
動を発生させていたが、本発明の振動モータでは、曲げ
振動を用いて直接楕円振動を発生させているものと推定
される。すなわち、圧電素子の振動により、ブロック体
には曲げ振動が発生されるが、本発明では、圧電素子の
各電圧印加領域に３相以上の高周波交流電圧を印加する
ことにより、各相の曲げ振動の合成が直接楕円振動とな
って得られるものと推定される。

【００２０】このように、本発明の振動モータは、従来
のランジュバン型超音波モータと異なる原理によって楕
円振動を得ているものと推定され、その結果、正逆転可
能な回転出力を効率よく発生させることができ、しかも
その構造が簡単でかつ安価なものとなる。

【００２１】これに加えて、本発明の振動モータでは、
ステータ部に発生する曲げ振動の共振周波数と同じ周波
数をもつ交流電圧を印加している。このため、ブロック
体のロータ接触面には、曲げ振動の値が最も大きい腹部
が位置することとなるため、この面からも、入力電圧を
効率よく回転出力に変換し、ロータ部を回転駆動するこ
とができる。

【００２２】図６には、ステータ部に発生する曲げ振動
の様子が概念的に示されている。同図（Ａ）には、ステ
ータ部を１共振周波数の交流電圧で共振駆動した場合の
様子が示され、同図（Ｂ）にはステータ部を２次共振周
波数の交流電圧で駆動した場合の様子が示され、同図
（Ｃ）にはステータ部を、３次の共振周波数の交流電圧
で駆動した場合の様子が示されている。

【００２３】同図に示すよう本発明の振動モータでは、
曲げ振動を用いてステータ部のロータ接触面６０Ａ，６
０Ｂに直接楕円振動を発生させることができる。そし
て、ステータ部を１次共振駆動した場合には、両ロータ
接触面６０Ａ，６０Ｂには同方向の楕円振動が発生し、
ステータ部を２次共振駆動した場合には、両ロータ接触
面６０Ａ，６０Ｂに逆方向の楕円振動が発生し、ステー
タ部を３次共振駆動した場合には、両ロータ接触面６０
Ａ，６０Ｂに同方向の楕円振動を発生させることができ
る。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００２５】図１には、本発明に係る振動モータの好適
な第１実施例が示されている。

【００２６】実施例の振動モータは、ロータ部３０と、
ステータ部４０とを有する。

【００２７】そして、ステータ部４０の電極板４６，４
８に、制御回路８０から高周波交流電圧を印加すること
により、ステータ部４０のロータ接触面６０に楕円振動
を発生させ、これによりロータ接触面６０に接するロー
タ部３０を正転および逆転駆動するものである。

【００２８】前記ロータ部３０は、ロータ接触面６０に
一定の圧力で接触する円板３２と、この円板３２の回転
中心に取り付けられた回転出力軸３４とを含む。

【００２９】また、前記ステータ部４０は、例えばセラ
ミックス等の圧電体を用いてリング状に形成されかつ互
いに分極方向の異なる２個の圧電素子４２，４４と、圧
電素子４４の両側に設けられた第１の電極板４６及び第
２の電極板４８と、圧電素子４２，４４の両側にそれぞ
れ配置された第１の金属ブロック体５０及び第２の金属
ブロック体５２と、両金属ブロック体５０，５２で圧電
素子４２，４４を締め付けるように圧接固定する導電性
の結合ロッド５４とを含む。

【００３０】なお、前記圧電素子４２，４４は、分極の
際に電極として用いた、例えば銀、ニッケル等の面を、
分極終了後に研磨して除去したものを用いる。

【００３１】図２，図３には、前記ステータ部４０が示
されている。

【００３２】ここにおいて、図２はステータ部４０を組
立てた状態を示し、図３はその分解斜視図を示してい
る。

【００３３】前記第１，第２の金属ブロック体５０，５
２の中心には段差部５０ｂ，５２ｂを有する貫通孔５０
ａ，５２ａが形成され、さらに圧電素子４２，第１の電
極板４６，圧電素子４４，第２の電極板４８の中心には
貫通孔４２ａ，４６ａ，４４ａ，４８ａが設けられてい
る。ここで、前記圧電素子４２，第１の電極板４６，圧
電素子４４，第２の電極板４８の貫通孔４２ａ，４６
ａ，４４ａ，４８ａには、絶縁性の筒型カラー５６が嵌
挿されている。また、前記カラー５６の内径は、前記結
合ロッド５４の外径と同径になっている。

【００３４】このようにして、実施例のステータ部４０
の中心には、ロータ部３０の回転出力軸３４方向へ貫通
孔が形成されている。そして、この貫通孔に、結合ロッ
ド５４を挿通し、その後、この結合ロッド５４の先端を
その両側からかしめ、段差部５０ｂ，５２ｂと圧着係合
するカシメ部５４ａ，５４ｂを形成する（図１参照）。
これにより、圧電素子４２，４４の両側に、第１の金属
ブロック体５０及び第２の金属ブロック体５２が、圧電
素子４２，４４を締め付けるように圧着固定されること
になる。なお、前記段差部５０ｂ，５２ｂを設けない場
合には、結合ロッド５４の先端をその両側からかしめ、
ロータ接触面６０Ａ，６０Ｂと圧着係合するようカシメ
部５４ａ，５４ｂを形成すればよい。

【００３５】なお、本実施例では、結合ロッド５４の両
端をかしめることとしたが、図８（ａ）に示したよう
に、一端にフランジ部５４ｃを有する結合ロッド５４を
用いる場合には、他端側をかしめることでカシメ部５４
ａを形成すればよい。また、図８（ｂ）に示すように、
一端に第２の金属ブロック体５２と螺合するネジ部５４
ｄを有する結合ロッド５４を用いる場合にも，他端側を
かしめることでカシメ部５４ａを形成すればよい。

【００３６】このように、本実施例では、結合ロッド５
４の先端をかしめることによって、圧電素子４２，４４
の両側に、第１の金属ブロック体５０及び第２の金属ブ
ロック体５２圧着固定する構成としたので、金属ブロッ
ク体５０，５２に均一な圧力をかけることができる。

【００３７】なお、本実施例は、この連結固定に際し、
各部材の積層面の固定に接着剤を用いていないため、共
振周波数のモータ毎のばらつきや、Ｑの値の低下を防ぐ
ことができ、これにより振動モータの性能及び信頼性の
向上を図ることができる。

【００３８】また、前記第１の電極板４６は、円周方向
に３分割されるようにスリット部４６ｃが設けられ、そ
の外周部が連結部４６ｂにより互いに連結されている。
この第１の電極板４６は、その直径が圧電素子４２，４
４の直径よりも幾分大きめに形成され、ステータ部４０
を組立てた際、その外周部及び連結部４６ｂがステータ
外部へ突出するようになっている。これにより、ステー
タ部４０の組立て終了後に、前記連結部４６ｂを切断す
ることで、互いに電気的に絶縁された分割電極板４６
Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗを得ることができる。

【００３９】特に、本実施例では、ステータ組立時に各
分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗを１枚の電極板４６
として取り扱うことができるため、その組立作業が容易
になるばかりでなく、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４
６Ｗの位置決めも正確に行うことができる。

【００４０】また、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６
Ｗのステータ外部へ突出する部分は、図２に示すよう、
外部接続端子４５Ｕ，４５Ｖ，４５Ｗを構成することに
なり、これに図１に示すよう引き出し線６４Ｕ，６４
Ｖ，６４Ｗが接続されることになる。

【００４１】さらに、前記第２の電極板４８の外周に
は、ステータ部４０の外部へ突出する外部接続端子４９
が設けられ、これに、図１に示すよう、接地用の引き出
し線６６が接続されることとなる。

【００４２】また、本実施例の金属ブロック体５０，５
２は、金属製の結合ロッド５４により相互に連結固定さ
れている。このため、第２の電極板４８をアースする
と、自動的に第２の金属ブロック体５２，結合ロッド５
４，第１の金属ブロック体５０がアース電位となる。し
たがって、第１の金属ブロック体５０は、圧電素子４２
の片面に対し、第２の電極板４８と同様にアース電極と
して機能することになる。

【００４３】なお、前記結合ロッド５４は、絶縁性のカ
ラー５６により圧電素子４２，４４及び第１の電極板４
６と電気的に絶縁されている。

【００４４】このように構成された振動モータを用い
て、ロータ部３０を正転駆動する場合には、第２の電極
板４８をアースし、分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ
に図４に示すようＡ相，Ｂ相，Ｃ相の３相交流電圧を印
加する。これにより、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４
６Ｗと接する圧電素子４２，４４の各電圧印加領域に
は、それぞれＡ相，Ｂ相，Ｃ相の高周波交流電圧に対応
した振動が発生し、ロータ接触面６０には順方向の楕円
振動が発生する。この楕円振動は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の
各高周波交流電圧に対応して発生する曲げ振動の合成と
して得られると推定され、これによりロータ接触面６０
と接するロータ部３０は順方向に回転駆動されることに
なる。

【００４５】また、各分割電極板６４Ｕ，６４Ｖ，６４
Ｗの相順を切り替え、Ａ相，Ｃ相，Ｂ相の順に３相交流
電圧を印加すると、ロータ接触面４２には逆方向の楕円
振動が発生し、ロータ部３０を逆方向に回転駆動するこ
とができる。

【００４６】このように、本実施例によれば、各分割電
極板６４Ｕ，６４Ｖ，６４Ｗに印加する３相交流電圧の
相順を切り替えることで、ロータ部３０を正転及び逆転
駆動することができる。しかも捩り振動を必要とするこ
となく、ロータ接触面６０に直接楕円振動を発生させる
ことができるため、モータの構成が簡単なものとなり、
しかも回転出力を効率よく発生させることができる。

【００４７】ところで、本実施例の振動モータを、より
効率よく駆動するためには、前記交流電圧の周波数を、
ステータ部４０が共振現象をおこすような値（共振周波
数）とすることが好ましい。

【００４８】図５には、ステータ部４０に発生する曲げ
振動の共振の様子が示されている。

【００４９】同図から明らかなように、前記交流電圧の
周波数を、ステータ部４０に発生する曲げ振動の共振周
波数、例えば１次共振周波数，２次共振周波数，３次共
振周波数などに設定することにより、ステータ部４０の
両端面６０Ａ，６０Ｂに、曲げ振動が最大となる振動の
腹部を位置させることができる。これにより、ステータ
部４０の両端面６０Ａ，６０Ｂに発生する楕円振動を最
大の値とすることができ、これにより回転出力効率を向
上させることができる。

【００５０】なお、前記共振周波数は、何次の共振周波
数を用いてもよい。

【００５１】図６には、前記交流電圧の周波数を１次共
振周波数，２次共振周波数，３次共振周波数に設定した
場合におけるステータ部４０の共振モデルが示されてい
る。

【００５２】このとき、ステータ部４０の両端面６０
Ａ，６０Ｂには、共振周波数を奇数モードに設定した場
合には同方向の楕円振動が現われ、共振周波数を偶数モ
ードに設定した場合には逆方向の楕円振動が発生するこ
とになる。

【００５３】ここにおいて、これら各モデルにおける曲
げ振動の共振周波数ｆは、概略、次式によって求めるこ
とができる。

【００５４】ｆ＝λ²｛Ｒ／（２πＬ²）｝（Ｅ／ρ）^1/2 λ；定数（１次共振の時4.73、２次共振の時7.853 、３次共振の
時10.996）Ｒ；０．２５×Ｄ（Ｄはステータ部４０の外径）Ｌ；ステータ部４０の全長（Ｅ／ρ）^1/2；音速（Ｅはヤング率、ρは密度）したがって、例えばＤ，Ｌが次のような値で、ブロック
体５０，５２がアルミニウムの振動モデルを考えると、Ｄ＝３５×１０^-3［ｍ］Ｌ＝６０×１０^-3［ｍ］（Ｅ／ρ）^1/2は約５８００［ｍ／ｓ］となる。

【００５５】したがって、この振動モデルでは、ステー
タ部４０の１次共振周波数ｆの値は、約５０kHz とな
る。

【００５６】図７には、前記振動モータの動作を制御す
る制御回路８０の具体的な構成が示されている。

【００５７】この制御回路８０は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の
３相交流電圧を出力する電源回路９０と、この３相交流
出力を増幅し分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに印加
するアンプ９２とを含む。

【００５８】また、この制御回路８０は、ＯＮ／ＯＦＦ
スイッチ８２，共振モード入力部８４，回転方向入力部
８６，回転速度入力部８８を含む。

【００５９】前記ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８２は、電源回
路９０，アンプ９２をオン・オフ制御するものである。

【００６０】前記共振モード入力部８４は、ステータ部
４０の共振モードを選択設定するものであり、その出力
信号は電源回路９０に入力される。そして、電源回路９
０は、この入力信号に基づき、３相交流出力電圧の周波
数を、設定された共振モードの共振周波数に切替え制御
し、これにより例えばステータ部４０の曲げ振動を１次
共振，２次共振、あるいはそれ以上の次数の共振モード
に設定することができる。

【００６１】前記回転方向入力部８６は、ロータ部３０
の回転方向を選択設定するものであり、その出力信号は
電源回路９０に入力される。電源回路９０は、この入力
信号に基づき、各分割電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗに
印加する３相交流電圧の相順を切替え、ロータ部３０の
回転方向を決定することができる。

【００６２】また、前記回転速度入力部８８は、アンプ
９２の増幅率を制御することにより、ロータ部３０の回
転速度を設定することができる。

【００６３】したがって、前記各入力部８４，８６，８
８を用いて、ステータ部４０の共振モード，ロータ部３
０の回転方向，回転速度の設定を行った後に、ＯＮ／Ｏ
ＦＦスイッチ８２をオンすると、電源回路９０が設定に
応じた相順および周波数の高周波交流電圧を出力する。
これを、アンプ９２で増幅して引き出し線６４Ｕ，６４
Ｖ，６４Ｗに印加することにより、圧電素子４２，４４
に前述した３相交流電圧を印加し、ロータ部３０を回転
駆動することができる。

【００６４】このとき、圧電素子４２，４４に印加され
る３相交流電圧は、共振モード切替え操作部８４にて設
定された共振モードに対応した共振周波数に制御されて
いるため、入力電圧を効率よく回転出力に変換し、ロー
タ部３０を回転駆動することができる。

【００６５】さらに、本実施例の振動モータによれば、
回転方向入力部８６により、各引き出し線６４Ｕ，６４
Ｖ，６４Ｗに印加する３相交流電圧の相順を切替えるこ
とで、ロータ部３０の回転方向を選択的に決定すること
ができる。

【００６６】さらに、実施例の振動モータでは、回転速
度入力部８８を用いて交流電圧の電圧値を制御すること
により、ロータ部３０の回転速度を任意の速度に制御す
ることができる。

【００６７】さらに、実施例の振動モータでは、従来の
ランジュバン型超音波モータのように、楕円振動の発生
に捩り振動を必要としない。したがって、圧電素子４
４，４２、第１、第２の電極板４６，４８および第１、
第２の金属ブロック体５０，５２を、それぞれ結合ロッ
ド５４で締付けることによって、各構成部材の連結固定
を行いステータ部４０を構成することができ、前記構成
部材の接合面に接着剤を塗布することが不要となる。し
たがって、接着剤を用いた場合のような、共振周波数の
モータごとのばらつきや、Ｑの値の低下を防ぐことがで
き、これにより振動モータの性能および信頼性を向上さ
せることができる。

【００６８】さらに、本実施例では、楕円振動の発生に
曲げ振動という１種類の振動を使用するのみであり、従
来の超音波モータのように縦振動と捩り振動という２種
類の振動を必要としない。したがって、ステータ部４０
の設計、特に金属ブロック体１４，１６の設計の自由度
がひろがり、モータの小型化を図ることが可能となる。

【００６９】また、本実施例では、結合ロッド５４の先
端をかしめることによって、圧電素子４２，４４の両側
に、第１の金属ブロック体５０及び第２の金属ブロック
体５２を圧着固定する構成としたので、金属ブロック体
５０，５２に均一な圧力をかけることができる。すなわ
ち、実施例の振動モータでは、ボルトによる捩り振動を
必要としないため、従来のランジュバン型超音波モータ
のように、ボルトと第１，第２のブロック体とを螺合さ
せることがモータの必須要件ではなくなる。従って、本
実施例では、ステータ部４０に形成された貫通孔に結合
ロッド５４を挿通し、この結合ロッド５４の先端をかし
めることによりステータ部４０をその積層方向に圧接固
定できる。これにより、振動モータの構成を簡単にし、
その組み立て工程を簡略化できるとともに、金属ブロッ
ク体５０，５２による締付圧力を均一にでき、圧電素子
４２，４４の振動を回転出力に効率よく変換できる。

【００７０】さらに、捩り振動を用いていないことによ
り、従来のランジュバン型超音波モータの様に、ボルト
のネジ部と金属ブロック体との接触状態に起因するモー
タ特性のばらつきがない。

【００７１】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のでなく本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能
である。

【００７２】例えば、本実施例では、第１の電極板４６
を３分割した場合を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限らず、第１の電極板４６を３以上の任意の数の分割
電極板に分割形成してもよい。

【００７３】図９には、このような分割電極板の変形例
が示されている。

【００７４】同図（Ａ）は、前記実施例と同様に、第１
の電極板４６を３分割した場合の具体例である。

【００７５】同図（Ｂ）は、第１の電極板４６を４分割
し、制御回路８０からの９０°位相の異なる４相の交流
電圧を印加する場合の具体例である。

【００７６】同図（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、第１の電
極板４６を６分割した場合の具体例である。ここにおい
て、同図（Ｃ），（Ｄ）は、６分割された各分割電極板
に、３相の交流電圧を印加する方法の具体例である。ま
た、同図（Ｅ）は、６分割された各分割電極板に、６相
の交流電圧を印加する場合の具体例である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
双方向への回転が可能であり、しかも構造が簡単で、回
転出力を効率よく発生できる振動モータを提供すること
ができる。

【００７８】特に、本発明によれば、ロータ接触面での
楕円振動の発生に、ボルトによる捩り振動を必要としな
いため、従来のランジュバン型超音波モータのように、
ボルトと第１，第２のブロック体とを螺合させることが
モータの必須要件ではなくなる。従って、ステータ部に
形成された貫通孔に棒状の結合体を挿通し、この結合体
の先端をかしめることによりステータ部をその積層方向
に圧接固定できる。これにより、振動モータの構成を簡
単にし、その組み立て工程を簡略化できるとともに、第
１および第２のブロック体による締付圧力を均一にで
き、圧電素子の振動を回転出力に効率よく変換できる。

【００７９】さらに、捩じり振動を用いていないことに
より、従来のランジュバン型超音波モータの様に、ボル
トのネジ部と金属ブロック体との接触状態に起因するモ
ータ特性のばらつきがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動モータの好適な第１実施例の
全体説明図である。

【図２】図１に示す振動モータのステータ部を示す概略
斜視説明図である。

【図３】図２に示すステータ部の分解斜視図である。

【図４】実施例の振動モータに印加する３相交流電圧の
説明図である。

【図５】ステータ部に発生する共振曲げ振動の説明図で
ある。

【図６】ステータ部の共振モデルを示す概念図である。

【図７】図１に示す振動モータに用いられる制御回路の
ブロック図である。

【図８】本発明に用いられる結合ロッドの他の実施例の
説明図である。

【図９】本実施例に用いられる分割電極板の他の実施例
の説明図である。

【図１０】従来のボルト締めランジュバン型超音波モー
タの説明図である。

【符号の説明】

３０ロータ部４０ステータ部４２圧電素子４４圧電素子４６第１の電極板４６Ｕ，４６Ｖ，４６Ｗ分割電極板４８第２の電極板５０第１の金属ブロック体５２第２の金属ブロック体５４結合ロッド６０ロータ接触面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータ部とロータ部とを有する振動モ
ータにおいて、前記ステータ部は、振動を発生させる圧電素子と、前記圧電素子の表面をロータ部の回転方向に少なくとも
３分割し、各分割領域を異なる電圧印加領域とする電極
と、前記電極及び圧電素子の両側に配置された第１のブロッ
ク体および第２のブロック体と、を含み、ロータ回転軸方向に向け形成された貫通孔に棒
状の結合体が挿通され、前記結合体の先端をかしめるこ
とにより相互に圧接固定された積層体として形成され、前記電極は、前記圧電素子の各電圧印加領域に３相以上
の交流電圧を印加するように形成され、しかもこの交流
電圧の相順を切り替えることにより、前記ブロック体の
ロータ接触面に順方向及び逆方向の楕円振動を発生さ
せ、このロータ接触面に接するロータ部を正転および逆
転駆動することを特徴とする振動モータ。
【請求項２】請求項１において、前記電極板は、前記圧電素子の表面を前記ロータ部の回転方向に少なく
とも３分割するようリング状に配置された分割電極板
と、前記各分割電極板の外周を連結部を介して互いに連結固
定し、ステータ部の組み立て終了後に、ステータ外部か
ら切断される連結部と、を含み、前記分割電極板を介して圧電素子の各電圧印加領域に３
相以上の交流電圧を印加するよう形成されたことを特徴
とする振動モータ。