JPH06245556A - 振動モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電振動子の振動力を効率良く回転トルクに
変換することができるとともに、駆動片とロータとの圧
接部分の摩耗を軽減する。 【構成】 ロータ１の円筒面１ａにほぼ接触状態に配設
された駆動片５と、この駆動片５をロータ円筒面１ａと
の接点Ｐにおける接線方向に振動させる第１の圧電振動
子７と、前記駆動片５をロータ円筒面１ａとの接点Ｐに
おけるほぼ径方向に振動させる第２の圧電振動子９と、
第１の圧電振動子７と第２の圧電振動子９とを同期して
電気的に励振する手段４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧電振動子の高周波
振動によりロータを回転させる振動モータの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の振動モータの代表的な構成が特
開昭５４−１６４２０２号公報に開示されている。これ
は一般に定在波式超音波モータと称されているもので、
その原理的構成を図１に示している。

【０００３】図１の振動モータは、回転中心Ｏと同心の
円筒面１ａを有するロータ１と、このロータ１の前記円
筒面１ａに先端部が圧接した棒状の駆動片２と、この駆
動片２を前記ロータ円筒面１ａとの接点における接線に
対して適宜角度θ傾いた方向に振動させる圧電振動子３
と、この圧電振動子３を高周波で励振する発振器４とか
らなる。発振器４の出力によって圧電振動子３が励振さ
れ、駆動片２が長さ方向に振動する。振動する駆動片２
の先端でロータ１の円筒面１ａがつつかれて、ロータ１
が矢印方向に回転する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１の振動モータで
は、振動する駆動片２がロータ１の円筒面１ａをつつく
力の接線方向分力によりロータ１が回転される。したが
って駆動片２の振動力のごく一部しかロータ１の回転力
として伝達されず、効率が非常に低いという問題があっ
た。また、ロータ円筒面１ａと駆動片２とは弾性的に圧
接していなければならず、しかも駆動片２の先端部（円
筒面１ａとの圧接点）には高周波振動による大きな摩擦
が加わる。そのため、ロータ円筒面１ａおよび駆動片２
の先端部の構成材料には適度な弾性と大きな耐摩耗性が
要求されるが、寿命の長い適切な弾性材料がないのが実
情である。

【０００５】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、圧電振動子の振動力を効率
良く回転トルクに変換することができるとともに、駆動
片とロータとの圧接部分の摩耗を軽減することができる
ようにした振動モータを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の振動モータ
は、回転中心と同心の円筒面を有するロータと、このロ
ータの前記円筒面にほぼ接触状態に配設された駆動片
と、この駆動片を前記ロータ円筒面との接点における接
線方向に振動させる第１の圧電振動子と、前記駆動片を
前記ロータ円筒面との接点におけるほぼ径方向に振動さ
せる第２の圧電振動子と、前記第１の圧電振動子と前記
第２の圧電振動子とを同期して電気的に励振する手段と
を備えたものである。

【０００７】

【作用】前記第１の圧電振動子により前記駆動片がロー
タ接線方向に振動する際の往復の変位の方向ＡとＢのう
ち、一方の方向Ａの変位が生じるときに前記第２の圧電
振動子により前記駆動片が前記ロータ円筒面に圧接さ
れ、該駆動片のロータ接線方向Ａの変位力がロータの回
転トルクとなる。前記駆動片が方向Ａと反対方向Ｂに変
位するときには、前記第２の圧電振動子により前記駆動
片がロータ円筒面から微小に離間され、該駆動片のロー
タ接線方向Ｂの変位力はロータに伝わらない。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例による振動モータの概略
構成を図２に示している。図２に示すように、ロータ１
は回転中心Ｏと同軸の円筒面１ａを有し、このロータ円
筒面１ａに駆動片５がほぼ接触状態に配設されている。
駆動片５とロータ円筒面１ａとの接点をＰとすると、駆
動片５は接点Ｐにおける接線方向に長い棒状の形態にな
っており、その側面がロータ円筒面１ａに接している。

【０００９】駆動片５の一端部とベース部材６との間に
積層型の圧電振動子７が一体的に挟み込まれている。ベ
ース部材６はロータ１の回転軸１ｂと平行な支点軸６ａ
を中心に揺動可能に取り付けられている。圧電振動子７
は前述の第１の圧電振動子であり、駆動片５をその長手
方向ＡＢ（すなわち接点Ｐにおける接線方向）に振動さ
せる。

【００１０】ベース部材６における駆動片５と反対側の
端部には、駆動片８と積層型圧電振動子９とベース部材
１０とが連接された一体物が、駆動片５の長手方向と直
交して配設されている。ベース部材１０は固定され、圧
電振動子９によって矢印ＣＤ方向に励振される駆動片８
の先端がベース部材６の端部上面に当接している。圧電
振動子９は前記第２の圧電振動子であり、矢印ＣＤ方向
の振動をベース部材６に加えると、ベース部材６と圧電
振動子７と駆動片５とが支点軸６ａを中心に揺動し、ロ
ータ円筒面１ａに接している駆動片５が接点Ｐにおける
ほぼ径方向に矢印ＥＦのように振動する。

【００１１】２つの圧電振動子７及び９は、発振器４の
出力により同期して（同一位相かつ同一周波数で）励振
される。振動子７が駆動片５をＡ方向に変位させると
き、振動子９が駆動片８をＣ方向に変位させる。駆動片
８のＣ方向の変位がベース部材６に加わり、駆動片５が
Ｅ方向に変位してロータ円筒面１ａに圧接する。つま
り、駆動片５がロータ円筒面１ａに圧接すると同時に接
線Ａ方向に変位する。したがってロータ１が回転Ｇ方向
に微小変位する。

【００１２】反対に、振動子７が駆動片５を接線Ｂ方向
に変位させるとき、振動子９は駆動片８をＤ方向に変位
させる。駆動片８のＤ方向の変位により駆動片５がＦ方
向に変位し、駆動片５はロータ円筒面１ａから微小に離
間する。したがって駆動片５の接線Ｂ方向の変位はロー
タ１に伝わらない。

【００１３】以上の往復変位動作が発振器４の高周波出
力に同期して繰り返されて、ロータ１がＧ方向に回転す
る。なお、ロータ円筒面１ａと駆動片５の接触部分を歯
車構造にしてもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
振動モータは、ロータ円筒面に接する駆動片を第１の圧
電振動子で接線方向に励振すると同時に第２の圧電振動
子で径方向に同期して励振し、駆動片の接線方向の一方
の変位時に駆動片をロータ円筒面に圧接してロータを回
転変位させ、接線方向の他方の変位時には駆動片をロー
タ円筒面から微小に離間させるように構成した。したが
って、駆動片の変位とロータの回転変位方向が一致し、
駆動力が効率良く回転トルクに変換される。またロータ
円筒面と駆動片との摩擦が緩和され、摩耗の少ない長寿
命の振動モータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の振動モータの概略構成図である。

【図２】この発明の一実施例による振動モータの概略構
成図である。

【符号の説明】

１ ロータ １ａ ロータ円筒面 ４ 発振器 ５ 駆動片 ６ ベース部材 ６ａ 支点軸 ７ 第１の圧電振動子 ８ 駆動片 ９ 第２の圧電振動子 Ｏ ロータ回転中心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転中心と同心の円筒面を有するロータ
   と、このロータの前記円筒面にほぼ接触状態に配設され
   た駆動片と、この駆動片を前記ロータ円筒面との接点に
   おける接線方向に振動させる第１の圧電振動子と、前記
   駆動片を前記ロータ円筒面との接点におけるほぼ径方向
   に振動させる第２の圧電振動子と、前記第１の圧電振動
   子と前記第２の圧電振動子とを同期して電気的に励振す
   る手段とを備えたことを特徴とする振動モータ。