JPH06121557A - 超音波モータ及び超音波モータの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は超音波モータに関し、超音波モータ
の回転トルクを、効率良く取り出せるようにすることを
目的とする。 【構成】 振動子１２と、振動子１２により駆動される
ロータ１３とを具備した超音波モータにおいて、振動子
１２を、弾性体で構成した円筒体１４と、円筒体１４の
内周面に突設した複数個の駆動子１５ａ〜１５ｄと、円
筒体１４の外周面に、偶数個づつに分割して配設された
２群（Ａ相、Ｂ相）の圧電素子１６ａ〜１６ｄ、１７ａ
〜１７ｄとで構成し、ロータを、振動子１２の内部に配
置して、駆動子１５ａ〜１５ｄと接するようにした。ま
た、２群の圧電素子に、それぞれ交番電圧を印加して励
振することにより、ロータ１３を所定方向で回転させ、
いずれか一方の群（例えば、Ｂ相）に属する圧電素子の
印加電圧位相を変化させることにより、ロータを逆方向
に回転させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して回転
駆動する超音波モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来例の説明図であり、図６Ａ
は超音波モータの概略構成図、図６Ｂは図６Ａの圧電素
子の構造を示した図である。

【０００３】図６中、１振動子、２はロータ、３は圧電
素子、３ＡはＡ相の圧電素子、３ＢはＢ相の圧電素子を
示す。従来、各種の超音波モータが開発されていたが、
その内の１例を図６に示す（例えば、日経ＢＰ社発行，
１９９２年６月１日号，「日経メカニカル」，６６〜６
７頁参照）。

【０００４】この超音波モータは、図６Ａに示したよう
に、圧電素子３を有する振動子１と、該振動子１の先端
部に押し当てたロータ２等で構成されている。上記圧電
素子３は、円盤状の複数の圧電素子からなり、図６Ｂに
示したように、Ａ相の圧電素子３Ａと、Ｂ相の圧電素子
３Ｂからなる２相の圧電素子で構成されている。

【０００５】これら、Ａ相の圧電素子３Ａと、Ｂ相の圧
電素子３Ｂは、それぞれ、中央で２分割し、プラス
（＋）と、マイナス（−）に逆分極させている。そし
て、それぞれ２分割し、逆分極した２種類の圧電素子３
Ａ、３Ｂを直交させて、ボルト締めランジュバン振動子
とし、励振により、２相の複合屈曲振動をさせる。

【０００６】この場合、Ａ相の圧電素子３Ａ、及びＢ相
の圧電素子３Ｂの２相への入力を制御して、振動子１
（ボルト締めランジュバン振動子）の端部に発生する首
振り回転モードを、ロータ２に摩擦伝達して、回転力を
取り出している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。すなわち、従
来の超音波モータは、複合屈曲振動を行う振動子１の先
端部に、ロータ２を押し当てて回転力を得る構造となっ
ている。このため、ロータ２の押し当てを強める程、振
動子の振幅を減衰する事になるため、回転トルクを効率
良く取り出す事が困難であった。

【０００８】本発明は、このような従来の課題を解決
し、超音波モータの回転トルクを、効率良く取り出せる
ようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、次のように構成した。 （１）、交番電圧により励振される振動子と、該振動子
により駆動されるロータとを具備した超音波モータにお
いて、上記振動子を、弾性体で構成した円筒体と、該円
筒体の内周面に突設した複数個の駆動子と、該円筒体の
外周面に、偶数個づつに分割して配設された２群（Ａ
相、Ｂ相）の圧電素子とで構成し、上記ロータを、振動
子の内部に配置して、上記複数個の駆動子と接するよう
にした。

【００１０】（２）、構成（１）の超音波モータの駆動
方法において、上記２群（Ａ相、Ｂ相）の圧電素子に、
それぞれ交番電圧を印加して励振することにより、上記
ロータを、所定方向で回転させ、上記圧電素子の内、い
ずれか一方の群（例えば、Ｂ相）に属する圧電素子の印
加電圧の位相を変化させることにより、上記ロータの回
転方向を切り換えて、逆方向に回転させるようにした。

【００１１】

【作用】上記構成に基づく本発明の作用を説明する。 ：超音波モータの駆動時には、上記圧電素子を、Ａ
相、Ｂ相に分けて励振する。今、Ａ相、Ｂ相の圧電素子
に励振電圧を印加すると、圧電効果により圧電素子が振
動し、それに合わせて、円筒体が伸縮動作を行う。

【００１２】このＡ相とＢ相の動作時の伸縮方向は、各
圧電素子の配列と極性に従った方向になっている。ま
た、この伸縮変形は、入力される交番電圧の次の半サイ
クルでは、伸びる方向と縮む方向が逆になり、所定の伸
縮モードで共振振動を行うことになる。

【００１３】：振動子に設けた駆動子と、ロータの外
周面とが圧接した状態で、圧電素子を励振し、上記のよ
うに、円筒体を伸縮動作させたとする。この時、円筒体
が外側へ伸びる位置の駆動子は、ロータから離反して行
き、円筒体が内側に縮む位置の駆動子は、ロータに、更
に圧接されることになる。また、励振電圧が逆になれ
ば、この駆動子の離反と圧接の状態は反対になる。

【００１４】このような動作により、ロータに回転トル
クが発生し、該ロータは、所定の方向で回転する。 ：ロータを逆回転させるには、例えば、Ｂ相への入力
電圧の位相を、略π／２（１８０°）だけ遅らせて印加
すればよい。

【００１５】：上記のようにすれば、ロータを内接し
た円筒体全体を、振動子として励振する事が出来るの
で、大きな回転力を発生する事が出来ると共に、ロータ
と駆動子との接触面積を大きく出来るので、大きな回転
トルクを、効率良く取り出す事が可能となる。

【００１６】：また、振動子に設けた駆動子を、振動
の節部、或いは腹部の位置に設けることにより、ロータ
の押し当てによる振動の振幅の減衰を少なくする事が出
来る。従って、回転トルクを効率良く取り出す事が出
来、大きな回転トルクが得られる。

【００１７】：更に、円筒体の長さ方向の全域に、駆
動子を設置すれば、該駆動子とロータとの接触面積を大
きくする事が出来る。従って、回転トルクを効率良く取
り出す事が出来、大きな回転トルクが得られる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例の説明）図１〜図４は、本発明の第１実施
例の説明図であり、図１〜図４中、１０は超音波モー
タ、１１はシャフト、１２は振動子、１３はロータ、１
４は円筒体、１５ａ〜１５ｄは駆動子、１６ａ〜１６
ｄ、１７ａ〜１７ｄは圧電素子板、１９は摺動板、２０
はスポンジラバー、２１は円環、２２−１〜２２−４は
圧電素子、２３は高周波電源、２４はＡ相発振器、２５
はＢ相発振器、２６は位相調整回路を示す。

【００１９】：超音波モータの構成の説明・・・図
１、図２参照 図１Ａは本実施例の超音波モータの外観図、図１Ｂは図
１ＡのＸ−Ｙ線方向断面図、図２Ａは振動子の断面図、
図２Ｂはロータの断面図、図２Ｃはロータの外観図（斜
視図）である。

【００２０】−１：超音波モータ全体の説明・・・図
１Ａ、図１Ｂ参照 図示のように、超音波モータ１０の外観は円柱状であ
り、その長手方向の中央部には、シャフト１１が設けて
ある。

【００２１】この場合、超音波モータ１０は、外側に設
けた円筒状の振動子１２と、該振動子１２の内側に設け
たロータ１３とで構成され、上記シャフト１１は、この
ロータ１３に設けてある。

【００２２】−２：振動子の構成の説明・・・図１
Ｂ、図２Ａ参照 上記振動子１２は、金属製の円筒体（弾性体）１４と、
この円筒体１４の外周面に接着した複数の圧電素子板１
６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄ（この例では８個）と、
円筒体１４の内周面に固着した複数の駆動子１５ａ〜１
５ｄ（この例では４個）で構成されている。

【００２３】この駆動子１５ａ〜１５ｄは、円筒体１４
を挟んで、上記圧電素子板と対向する位置に設けると共
に、該駆動子１５ａ〜１５ｄの先端部は、ロータ１３の
外周面によって圧接される構造にする。

【００２４】更に具体的に説明すると、次のようにな
る。 （イ）：各圧電素子板１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄ
は、円筒体１４の外周面上の長手方向に沿って形成され
ている。その長さは、円筒体１４の長さと略同じであ
る。

【００２５】また、圧電素子板１６ａ〜１６ｄ、１７ａ
〜１７ｄの内、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄがＡ相
として使用され、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄがＢ
相として使用される。

【００２６】（ロ）：上記駆動子１５ａ〜１５ｄは、回
転トルクを効率よく取り出すため、圧電振動子板の振動
による振動（円筒体の伸縮）の節部、或いは腹部となる
位置に設ける（なお、節部と腹部は、Ａ相、Ｂ相の圧電
振動子板により、時間的に略同時に発生する）。

【００２７】このため、図示のように、圧電素子板１６
ａの略中央部と向かい合った位置に、駆動子１５ａを配
置し、圧電素子板１６ｂの略中央部と向かい合った位置
に、駆動子１５ｂを配置し、圧電素子板１６ｃの略中央
部と向かい合った位置に、駆動子１５ｃを配置し、圧電
素子板１６ｄの略中央部と向かい合った位置に、駆動子
１５ｄを配置する。

【００２８】（ハ）：駆動子１５ａ〜１５ｄの形状は任
意であるが、この例では、断面形状が矩形であり、円筒
体１４の長手方向に沿って、該円筒体１４と同じ略長さ
のものを設ける。

【００２９】−３：ロータの説明・・・図２Ｂ、図２
Ｃ参照 ロータ１３は、その長手方向中央部に、シャフト１１が
設けてあり、該シャフト１１の外側（外周面側）には、
円筒状のスポンジラバー２０を設ける。更に、スポンジ
ラバー２０の外側（外周面側）には、３分割した摺動板
（例えば、ポリイミド樹脂）１９を設ける。

【００３０】このようにして、ロータ１３には、スポン
ジラバー２０と、摺動板１９を設けるが、全体として、
円柱状に形成し、このロータ１３を、上記振動子１２の
内側に挿入（圧入）する。

【００３１】そして、このロータ１３を、振動子１２の
内側に挿入した場合、スポンジラバー２０の圧縮力が、
常に外周に向かって伸びようとするため、該摺動板１９
の外周面が、振動子１２に設けた駆動子１５ａ〜１５ｄ
の先端部に圧接するようになる。

【００３２】：超音波モータの動作説明・・・図３、
図４参照 図３Ａは、基本動作説明用の振動子の構成図、図３Ｂ
は、円環の十字型伸縮モードの説明図、図３Ｃは、駆動
回路例、図４Ａは、座標の説明図、図４Ｂは動作説明図
である。

【００３３】−１：動作の基本的な説明・・・図３
Ａ、図３Ｂ参照 先ず、上記超音波モータの基本的な動作を、図３Ａ、図
３Ｂに基づいて説明する。なお、図３Ａ、Ｂでは、説明
の都合上、上記円筒体１４を、円環として説明する。

【００３４】今、図３Ａに示したように、金属製の円環
２１の外周に、４個の圧電素子２２−１、２２−２、２
２−３、２２−４を接着して振動子を構成したとする。
そして、上記圧電素子２２−１〜２２−４の分極方向を
図示のようにして、高周波電源２３より、各圧電素子に
対し、並列に電圧（例えば、正弦波交流電圧）を印加す
る。

【００３５】電圧が印加された圧電素子２２−１〜２２
−４は、振動状態となり、円環２１も上記圧電素子と一
緒に振動する。そして、この振動により、円環２１は図
３Ｂに示したような十字型伸縮モードで伸縮する。

【００３６】例えば、ある時点では、円環２１のＰ１、
Ｐ２方向の外表面では、圧電効果により、面方向に延び
るので、外側に突出し、Ｐ３、Ｐ４方向の外表面では、
面方向に縮むので、内側に入り込む。

【００３７】そして、次の半サイクルでは、上記とは逆
に、円環２１のＰ３、Ｐ４方向の面では、面方向に延び
るので、外側に突出し、Ｐ１、Ｐ２方向の面では、面方
向に縮むので、内側に入り込む。

【００３８】以上の動作を繰り返して行うことにより、
十字型伸縮モードによる振動が発生する。なお、上記円
環２１の直径が大きい場合、上記圧電素子の対数を増や
して、３角形或いは４角形伸縮モードとしてゆくことで
対応する。

【００３９】−２：超音波モータの駆動回路例の説明
・・・図３Ｃ参照 図１、図２に示した超音波モータ１０の駆動回路の１例
を、図３Ｃに示す。上記超音波モータ１０を駆動する場
合、圧電素子板をＡ相とＢ相の２相に分けて、それぞれ
電圧を供給する。

【００４０】例えば、圧電素子板１６ａ〜１６ｄをＡ相
（Ａチャンネル）とし、圧電素子板１７ａ〜１７ｄをＢ
相（Ｂチャンネル）として駆動する。この場合、図３Ｃ
に示したような駆動回路を使用する。

【００４１】この例では、上記駆動回路を、Ａ相の発振
器（メイン発振器）２４と、Ｂ相の発振器２５と、位相
調整回路２６等で構成する。そして、該位相調整回路２
６では、上位制御部（図示省略）からの方向指示信号に
より、Ｂ相の発振器２５の発振位相を調整出来るように
してある。

【００４２】すなわち、Ａ相の発振器２４では、基準位
相の電圧を、Ａ相の圧電素子板１６ａ〜１６ｄに印加
し、Ｂ相の発振器２５では、上記Ａ相の電圧に対して略
同位相か、または反転位相の電圧を、Ｂ相の圧電素子板
１７ａ〜１７ｄに印加して、超音波モータ１０の回転方
向を変える。

【００４３】回転方向の制御は、上記方向指示信号によ
り、位相調整回路２６にて、Ｂ相への入力電圧の位相を
切り換えて、変化させることにより制御する。 −３：超音波モータの動作の説明・・・図４参照 図４Ａは、動作説明用の座標の説明図、図４Ｂは、動作
時の円筒体の変形方向の説明図である。以下、図４に基
づいて、超音波モータの動作を説明する。

【００４４】−３−１：座標の説明・・・図４Ａ参照 超音波モータの動作を説明する上で、座標を図４Ａのよ
うに設定する。この座標では、上記図１、図２に示した
振動子１２の圧電素子板に対し、図示のように座標軸
Ｘ、Ｙ、Ｘθ、Ｙθを設定する。

【００４５】図示のように、振動子１２の中心軸を原点
０とし、各圧電素子板１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄ
に対し、１６ａ、１６ｂ方向をＹ−Ｙ方向、１６ｃ、１
６ｄ方向をＸ−Ｘ方向、１７ａ、１７ｂ方向をＹθ−Ｙ
θ方向、１７ｃ、１７ｄ方向をＸθ−Ｘθ方向とする。

【００４６】−３−２：駆動方法の説明 図１、図２に示した超音波モータ１０を駆動する場合、
図３Ｃに示したような駆動回路に接続して駆動するが、
この時、圧電素子板１６ａ〜１６ｄからなる圧電素子
と、圧電素子板１７ａ〜１７ｄからなる圧電素子は、そ
れぞれ、Ａ相とＢ相の２群に分けて、各４個づつ並列に
接続する。

【００４７】すなわち、圧電素子板１６ａ〜１６ｄをＡ
相とし、圧電素子板１７ａ〜１７ｄをＢ相として駆動す
る。この場合、Ａ相の圧電素子板１６ａ、１６ｂは、外
側がプラス（＋）に分極されており、１６ｃ、１６ｄは
マイナス（−）に分極されている。また、Ｂ相の圧電素
子板１７ａ、１７ｂは、外側がプラス（＋）に分極され
ており、１９ｃ、１７ｄは、マイナス（−）に分極され
ている。

【００４８】−３−３：駆動時の伸縮動作の説明・・
・図４Ｂ参照 今、上記Ａ相の４個の圧電素子板１６ａ〜１６ｄに励振
電圧が印加（Ａ相のみ）すると、圧電素子板１６ａ〜１
６ｄが振動し、円筒体１４は、Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙ方向に変
形する。

【００４９】この場合、図４Ｂの（Ｂ−１）に示したよ
うに、円筒体１４は、Ｘ−Ｘ方向には縮み、かつ、Ｙ−
Ｙ方向には伸びるように動作する。また、Ｂ相の４個の
圧電素子板１７ａ〜１７ｄに励振電圧が印加（Ｂ相の
み）すると、圧電素子板１７ａ〜１７ｄがが振動し、円
筒体１４は、Ｘθ−Ｘθ、Ｙθ−Ｙθ方向に変形する。

【００５０】この場合、図４Ｂの（Ｂ−２）に示したよ
うに、円筒体１４は、Ｘθ−Ｘθ方向には縮み、かつ、
Ｙθ−Ｙθ方向には伸びるように動作する。上記のよう
に、Ａ相とＢ相の動作時の伸縮方向は、４５°のづれに
なり、この方向は、各圧電素子板の配列と極性に従った
方向になっている。

【００５１】以上の伸縮変形は、入力される交番電圧の
次の半サイクルでは、伸びる方向と縮む方向が逆にな
り、上記図３で説明したような円環の十字型伸縮モード
で共振振動を行うことになる。

【００５２】−３−４：トルク発生の説明 図１に示したように、振動子１２に設けた４個の駆動子
１５ａ〜１５ｄと、ロータ１３の外周面とが圧接した状
態で、Ａ相の圧電素子板１６ａ〜１６ｄを駆動し、図４
Ｂの（Ｂ−１）に示した方向の伸縮変形動作（Ａ相のみ
の動作）をさせたとする。

【００５３】この時、駆動子１５ａ、１５ｂはロータ１
３から離反して行き、他方の駆動子１５ｃ、１５ｄは、
ロータ１３に、更に圧接されることになる。また、励振
電圧が逆になれば、この駆動子の離反と圧接の状態は反
対になる。

【００５４】次に、Ａ相と略同時に、Ｂ相の圧電素子板
１７ａ〜１７ｄにも略同相の交番電圧を印加すると、図
４Ｂの（Ｂ−１）、（Ｂ−２）に示した方向の伸縮変形
が略同時に発生する。

【００５５】ここで、駆動子１５ｃ、１５ｄに着目する
と、図４Ｂの（Ｂ−１）の伸縮状態では、Ｘ−Ｘ方向に
は収縮しつつあるため、駆動子１５ｃ、１５ｄは、内接
しているロータ１３に、ますます圧接される。

【００５６】この動作と略同じくして、Ｂ相の挙動は、
図４Ｂの（Ｂ−２）の状態となり、例えば、駆動子１５
ｄは、右旋回することになる。すなわち、円筒体１４
は、圧電素子板１７ａで外側に伸ばされ、圧電素子板１
７ｄで内側に収縮するため、その中間における駆動子１
５ｄの先端部は、右方向へ首振り変形することになる。

【００５７】そのため、駆動子１５ｄに圧接中のロータ
１３には、左回転の力が与えられ、対側の駆動子１５ｃ
においても、同じ動作が行われる。この瞬間において
は、駆動子１５ｃと、１５ｄの２箇所でロータ１３に力
が加えられる。

【００５８】交番電圧が次の半サイクルになると、図４
Ｂの（Ｂ−１）、（Ｂ−２）の伸縮モードがそれぞれ反
対になる。このため、今度は、駆動子１５ａ、１５ｂが
ロータ１３に働きかける順になり、駆動子１５ｃ、１５
ｄは伸びる側となって、ロータ１３より離反する。

【００５９】このようにして、駆動子１５ａ、１５ｂの
グループと、駆動子１５ｃ、１５ｄのグループは、励振
電圧の半サイクル毎に、交互にロータ１３に回転力（ト
ルク）を与える事になる。

【００６０】このため、ロータ１３は、図１Ｂにおい
て、左回転することになる。ロータ１３の回転を逆回転
させるには、例えば、Ｂ相への入力電圧の位相を、略π
（１８０°）だけ遅らせて印加すればよい。

【００６１】（第２実施例の説明）図５は第２実施例の
説明図であり、図５中、図１〜図４と同じものは同一符
号で示してある。また、１４Ａは、多角筒体、１５は駆
動子、Ａ₁ 〜Ａ₆ はＡ相の圧電素子板、Ｂ₁ 〜Ｂ₆ はＢ
相の圧電素子板を示す。

【００６２】本実施例は、第１実施例の円筒体１４を、
多角筒体１４Ａとした例であり、該多角筒体の断面図を
図５に示す。図示のように、振動子１２を多角筒体１４
Ａで構成し、該多角筒体１４Ａの外周面に、Ａ相の圧電
素子板Ａ₁ 〜Ａ₆ （６個並列）と、Ｂ相の圧電素子板Ｂ
₁ 〜Ｂ₆ （６個並列）を設けると共に、その内周面に
は、複数（この例では６個）の駆動子１５を設ける。

【００６３】上記多角筒体１４Ａの成形は、駆動子１５
を含め、押し出し方が有利である。なお、多角筒体１４
Ａ以外の構成は、上記第１実施例と同じなので、説明
は、省略する。

【００６４】（他の実施例）以上実施例について説明し
たが、本発明は次のようにしても実施可能である。 （１）、各圧電素子板の駆動電圧は、正弦波交流に限ら
ず、矩形波電圧等、交番的に変化する電圧ならば、どの
ような波形の電圧を使用してもよい。

【００６５】（２）、圧電素子板は、Ａ相、Ｂ相用を積
層してもよく、また、円筒体の内周面に、一部の圧電素
子板を設けてもよい。 （３）、圧電素子板を製造する際、スパッタリング法に
より、圧電磁器フィルムとして、形成してもよい。特
に、量産時には、スパッタリング法による圧電素子の形
成方法は、有利である。

【００６６】（４）、上記実施例の円筒体そのものを、
圧電セラミックスで構成することも可能である。すなわ
ち、上記実施例の圧電素子板を一体化して、円筒体を構
成すればよい。

【００６７】この場合、例えば、圧電材として、ＰＺＴ
系のセラミックス材を用いると、周波数定数が小さいの
で、小型化に伴う共振周波数の値を、低く抑制する効果
を持つ。

【００６８】（５）、上記実施例では、円筒体の伸縮ピ
ッチが９０°の場合を示したが、円筒体の径により、６
０°でも、４５°でもよい。この場合、駆動子の設置箇
所も、６箇所、８箇所と増やす事が可能である。

【００６９】（６）、円筒体の寸法、すなわち、直径と
長さは任意でよい。例えば、出力トルクを大きくしたい
場合には、円筒体の長さを長くすればよい。この場合、
円筒体の全表面積に比例して、トルクが大きくなり、共
振モードの安定さは変化しない特徴がある。

【００７０】（７）、上記実施例において、ロータを固
定して、振動子側を回転させることも可能である。この
場合、円筒体から回転トルクを取り出す。 （８）、上記実施例において、円筒体の外側にロータを
設けることも可能である。この場合、駆動子は、円筒体
の外周面に設ける。

【００７１】（９）、圧電素子の一部を独立させて、発
振回路を構成するためのフィードバック信号源としても
よい。 （１０）、上記第２実施例に示した多角筒体は、任意の
角数Ｎ（Ｎ＝３以上の整数）でよい。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 （１）、ロータを内接した円筒体全体を、振動子として
励振する事が出来るので、大きな回転力を発生する事が
出来ると共に、ロータと駆動子との接触面積を大きく出
来るので、大きな回転トルクを、効率良く取り出す事が
可能となる。

【００７３】（２）、振動子に設けた駆動子を、振動の
節部、或いは腹部の位置に設けることにより、ロータの
押し当てによる振動の振幅の減衰を少なくする事が出来
る。従って、回転トルクを効率良く取り出す事が出来、
大きな回転トルクが得られる。

【００７４】（３）、円筒体の長さ方向の全域に、駆動
子を設置すれば、該駆動子とロータとの接触面積を大き
くする事が出来る。従って、回転トルクを効率良く取り
出す事が出来、大きな回転トルクが得られる。

【００７５】（４）、ロータを内接した円筒体全体を、
振動子として励振する事が出来るので、振動子の寸法
を、小型から大型まで任意に設定出来る。従って、任意
の大きさの超音波モータが容易に製造出来る。

【００７６】（５）、圧電振動子を、スパッタリング法
による圧電磁器フィルムで構成すれば、低コスト化と、
量産化が容易に達成出来る。 （６）、Ａ相、Ｂ相の共振点は、同じ円筒体を共用して
いるため、略同一になる。従って、量産時には、共振点
の調整作業が不要となり、製品の低コスト化が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の説明図（その１）であ
り、図１Ａは、超音波モータの外観図、図１Ｂは、図１
ＡのＸ−Ｙ線方向断面図である。

【図２】本発明の第１実施例の説明図（その２）であ
り、図２Ａは、振動子の断面図、図２Ｂは、ロータの断
面図、図２Ｃは、ロータの外観図である。

【図３】本発明の第１実施例の説明図（その３）であ
り、図３Ａは、基本動作説明用の振動子の構成図、図３
Ｂは、円筒体の十字型伸縮モードの説明図、図３Ｃは、
駆動回路例である。

【図４】本発明の第１実施例の説明図（その４）であ
り、図４Ａは、座標の説明図、図４Ｂは、円筒体の変形
方向の説明図である。

【図５】本発明の第２実施例の説明図である。

【図６】従来例の説明図であり、図５Ａは、超音波モー
タの概略構成図、図５Ｂは、圧電素子の構造を示した図
である。

【符号の説明】

１０ 超音波モータ １１ シャフト １２ 振動子 １３ ロータ １４ 円筒体 １５ａ〜１５ｄ 駆動子 １６ａ〜１６ｄ 圧電素子板 １７ａ〜１７ｄ 圧電素子板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交番電圧により励振される振動子（１
   ２）と、 該振動子（１２）により駆動されるロータ（１３）とを
   具備した超音波モータにおいて、 上記振動子（１２）を、 弾性体で構成した円筒体（１４）と、 該円筒体（１４）の内周面に突設した複数個の駆動子
   （１５ａ〜１５ｄ）と、 該円筒体（１４）の外周面に、偶数個づつに分割して配
   設された２群（Ａ相、Ｂ相）の圧電素子（１６ａ〜１６
   ｄ、１７ａ〜１７ｄ）とで構成し、 上記ロータ（１３）を、振動子（１２）の内部に配置し
   て、上記複数個の駆動子（１５ａ〜１５ｄ）と接するよ
   うにしたことを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 上記２群（Ａ相、Ｂ相）の圧電素子（１
   ６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄ）に、それぞれ交番電圧
   を印加して励振することにより、 上記ロータ（１３）を、所定方向で回転させ、 上記圧電素子の内、いずれか一方の群（例えば、Ｂ相）
   に属する圧電素子（１７ａ〜１７ｄ）の印加電圧の位相
   を変化させることにより、 上記ロータ（１３）の回転方向を切り換えて、逆方向に
   回転させることを特徴とした請求項１記載の超音波モー
   タの駆動方法。