JPH07303382A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、リング状又は円盤状圧電振動子の
端面に回転子の摺動突出部を接触させ、さらに、回転子
を輪ゴムでリング状又は円盤状圧電振動子に圧接するよ
うにした超音波モータを提供するものである。 【構成】 切欠部２ｃを設けた円形の枠体２ａの内側に
多数の摺動突出部２ｂを設けて回転子２を構成し、この
回転子２の突出部２ｂをリング状又は円盤状圧電振動子
１の端面に接触させ、さらに枠体２ａの外周に輪ゴム３
を装着して、回転子２の摺動突出部２ｂをリング状又は
円盤状圧電振動子１に圧接する。このように構成した超
音波モータでは、リング状又は円盤状圧電振動子１の電
極に交流電圧を印加することにより、リング状又は円盤
状圧電振動子１の側面に進行波が発生し、この進行波に
より回転子２が回転するので、回転子２の支持部材４に
回転軸５をもうけることにより、この回転軸５で回転動
力を取り出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄型のリング状又は円
盤状圧電振動子の端面に回転子の摺動突出部を接触させ
て回転子を回転する超音波モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、リング状振動子又は円盤状
振動子の両面に電極を形成し、これらの電極の中心に溝
を入れてそれぞれの電極を２つに分けるとともに、溝の
角度をずらし、２つに分けた両面の電極のそれぞれ一方
の電極に交流電圧を印加することにより、リング状振動
子又は円盤状振動子の側面及び両面に進行波を発生させ
た超音波モータを提案した（特開昭６４−３０４７７号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この超音波
モータでは、リング状振動子又は円盤状圧電振動子の一
方の面に駆動体を接触させて駆動するようにしているた
め、電極が駆動体と接触され、電極がすぐに摩耗すると
いう問題があつた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一部を切り欠
いた円形の枠体の内側に複数の摺動突出部を設けて回転
子を構成し、該回転子の摺動突出部を薄型のリング状又
は円盤状圧電振動子の端面に接触させるとともに、前記
回転子の枠体の外周に輪ゴムを装着して前記回転子の突
出部をリング状又は円盤状圧電振動子の端面に圧接した
ものである。

【０００５】

【作用】本発明では、 リング状又は円盤状圧電振動子
の端面に回転子の枠体を切欠部から開いて摺動突出部を
接触させ、回転子の枠体の外周に輪ゴムを装着し、回転
子の摺動突出部をリング状又は円盤状圧電振動子の端面
に圧接する。

【０００６】そして、リング状又は円盤状圧電振動子を
交流電力を供給すると、リング状又は円盤状圧電振動子
の端面に進行波が発生し、この進行波で摺動突出部を移
動させて回転子を回転する。

【０００７】この回転子に回転軸を装着すれば、回転軸
から動力を取り出すことができ、又、輪ゴムの一部をケ
ースから突出させ、この突出した輪ゴムに回転体又は直
線移動体を接触させると、回転体及び直線移動体により
動力を取り出すことができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の実施例の超音波モータの平
面図で、枠体２ａの内面から複数の摺動突出部２ｂを突
出するように設けて回転子２を構成し、この回転子２の
枠体には、適当な部分に切欠部２ｃが形成され、この切
欠部２ｃを開いてリング状圧電振動子１の端面に接触さ
せる。

【０００９】この回転子２の摺動突出部２ｂには、図２
に示すように、ガイド２ｄが形成され、このガイド２ｄ
はリング状圧電振動子１を挟むように構成され、回転子
２がリング状圧電振動子１から外れないようにする。

【００１０】そして、このようにリング状圧電振動子１
に装着された回転子２は、さらに摺動突出部２ｂがリン
グ状圧電振動子１の端面に圧接するために、回転子２の
枠体２ａの外周に溝２ｅを設け、この溝２ｅに輪ゴム３
を嵌着する。

【００１１】又、回転子２の対向するガイド２ｄの間で
ほぼ中心を横切って支持部材４が固着され、この支持部
材４に回転軸５が固着される。

【００１２】さらに、リング状圧電振動子１の孔１ａに
ケース６の突出部６ａが挿入されてリング状圧電振動子
１がケース６に固定され、又、ケース６の突出部６ａの
中心孔に設けたベアリング７及びそれと対向するケース
カバー６ｂに設けたベアリング８によって回転軸５を支
持する。

【００１３】このように構成した本実施例の超音波モー
タでは、リング状圧電振動子１の電極（図示せず）に交
流電力を供給すると、回転子２が回転し、それによって
回転軸５が回転する。

【００１４】本実施例の超音波モータは、リング状圧電
振動子１の厚さが１ｍｍから１．５ｍｍで構成すること
ができるので、非常に小型化することができ、このよう
な超音波モータは電力の供給を断つとすぐに停止するの
で、通常の電気モータのようにブレーキ手段を必要とせ
ず、音響機器のボリュームを回転するために使用された
り、他の制御機器に使用することができる。

【００１５】なお、ベアリング７、８を設けたが、この
ベアリング７、８は超音波モータを小型化するために、
潤滑油を染み込ませたものでよい。

【００１６】図３は、本発明の他の実施例の超音波モー
タの平面図、図４は、図３の超音波モータの側面断面図
で、１はリング状圧電振動子、２は回転子、３は輪ゴ
ム、６はケースであり、これらの構成は上記実施例と同
じ構成であるので、説明は省略するが、本実施例では、
ケース６の孔６ｃから輪ゴム３の一部が突出され、この
輪ゴム３に回転軸９ａが支持された回転体９の端面が接
触されている。

【００１７】このように構成した本実施例の超音波モー
タでは、回転子２の回転により輪ゴム３が回転すると、
輪ゴム３に接触された回転体９が回転し、この回転体９
から動力を取り出すことができる。

【００１８】図５は、本発明のさらに他の本実施例の超
音波モータの平面図、図６は、図５の超音波モータの側
面断面図で、１はリング状圧電振動子、２は回転子、３
は輪ゴム、６はケースであり、これらの構成は上記実施
例と同じ構成であるので、説明は省略するが、本実施例
では、ケース６の孔６ｃから輪ゴム３の一部が突出さ
れ、この輪ゴム３に対向する支持ローラ１０、１１で支
持された移動体１２が接触されている。

【００１９】このように構成した本実施例の超音波モー
タでは、回転子２の回転により輪ゴム３が回転すると、
輪ゴム３に接触された移動体１２が直線移動するので、
この移動体１２によって位置決め等の制御をすることが
できる。

【００２０】なお、上記実施例では、リング状圧電振動
子１を使用した例を示したが、リング状圧電振動子１の
代わりに円盤状圧電振動子をした場合は、円盤状圧電振
動子をケース６の突出部６ａに直接固着すれば、同様に
使用することができる。

【００２１】又、輪ゴム３として、断面が丸型のものを
使用した実施例を示したが、断面が平型で、輪ゴムの幅
が回転子２の幅より僅かに広いものを使用すれば、輪ゴ
ムの縁で回転子２の枠体２ａを保持することができるの
で、溝２ｅを省略することができる。

【００２２】さらに、上記実施例では、輪ゴム３を使用
した例を示したが、輪ゴムに限らず、適度の弾力性があ
り、滑り難いものであれば、他の材料を使用することが
でき、さらに、上記実施例では、ガイド２ｄを対向する
突出部２ｂに設けたが、それぞれの突出部２ｂに設けて
もよいし、枠体２ａに設けてもよい。

【００２３】又、上記実施例では、突出部２ｂは圧電振
動子１との接触面が長方形であるが、接触面を円弧状に
してもよいし、尖った形状にしてもよいし、さらに、圧
電振動子１としては、上記従来例に示されたものばかり
でなく、複数の電極を設け、互いに９０度位相のずれた
電圧を供給するようにした圧電振動子でもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波モ
ータでは、薄型のリング状又は円盤状圧電振動子を使用
することにより、モータを超小型化することができ、回
転体や移動体を直接駆動することができ、又、電力の供
給を停止すると、即座に停止するので、そのままで、位
置決め制御やボリューム等の回転用に使用することがで
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の超音波モータの平面図であ
る。

【図２】図１の超音波モータの側面断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の超音波モータの平面図で
ある。

【図４】図３の超音波モータの側面断面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例の超音波モータの平
面図である。

【図６】図５の超音波モータの側面断面図である。

【符号の説明】

１ リング状圧電振動子 ２ 回転子 ３ 輪ゴム ４ 支持部材 ５ 回転軸 ６ ケース ７、８ ベアリング ９ 回転体 １０、１１ ローラ １２ 移動体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲の請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明の欄

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄型のリング状又は円
盤状圧電振動子の端面に回転子の摺動突出部を接触させ
て回転子を回転する超音波モータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、リング状振動子又は円盤状
振動子の両面に電極を形成し、これらの電極の中心に溝
を入れてそれぞれの電極を２つに分けるとともに、溝の
角度をずらし、２つに分けた両面の電極のそれぞれ一方
の電極に交流電圧を印加することにより、リング状振動
子又は円盤状振動子の側面及び両面に進行波を発生させ
た超音波モータを提案した（特開昭６４−３０４７７号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この超音波
モータでは、リング状振動子又は円盤状振動子の一方の
面に駆動体を接触させて駆動するようにしているため、
電極が駆動体と接触され、電極がすぐに摩耗するという
問題があつた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、弾力性のある
リング状の駆動輪の内周に予め決められた間隔を開けて
複数のカーソルを固定し、該カーソルをリング状振動子
又は円盤状振動子の側面に接触させ、前記リング状ゴム
駆動輪にゴム車輪を接触させたものである。

【０００５】

【作用】本発明では、リング状振動子又は円盤状振動子
の側面にリング状駆動輪のカーソルを接触させているの
で、接触面積が小さくなり、摩耗が少なくなる。

【０００６】又、リング状駆動輪を弾力性とすることに
より、接触圧を強くして強い動力を取り出すことができ
る。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の実施例の超音波モータの平
面図で、ゴム等の弾力性のあるリング状駆動輪２の内周
に予め決められた間隔でカーソル３が固着され、このカ
ーソル３をリング状振動子１に強く接触させ、又、リン
グ状駆動輪２の外周にゴムローラ４が接触されている。

【０００８】さらに、リング状振動子１は図示しない固
定手段により固定され、又、カーソル３はリング状振動
子１を挟むように接触させるか、又、リング状振動子１
の側面に溝を設けてその溝によって外れないようにする
か、さらに、リング状振動子１の対向面にガイドを設け
る。

【０００９】このように構成した本実施例では、前記公
報に示すようにリング状振動子１の電極（図示せず）に
交流電圧を印加すると、カーソル３とともにリング状駆
動輪２が回転し、ゴムローラ４を回転する。

【００１０】なお、上記実施例では、リング状駆動輪２
にゴムローラ４を接触させたが、リング状駆動輪２の側
面に支持腕を設け、この支持腕に中心軸を取り付けても
よいし、又、駆動軸を直線方向に移動するように支持し
て、リング状駆動輪２を接触させ、リニアモータとして
使用することもできるし、さらに、リング状駆動輪２と
ゴムローラ４との間に紙を挟んで駆動するように構成す
ることができる。

【００１１】図２は、本発明の他の実施例の超音波モー
タの平面図で、リング状駆動輪５は外周に歯車６を設
け、又、内面にばね７の一端が固定され、ばね７の他端
はカーソル３が固着され、さらに、カーソル３はリング
状振動子１の側面に接触されている。

【００１２】このように構成された本実施例の超音波モ
ータでは、前記公報に示すようにリング状振動子１の電
極（図示せず）に交流電圧を印加すると、カーソル３が
回転し、リング状駆動輪５が回転するので、外周の歯車
６に他の歯車８を係合させると、歯車８が回転する。

【００１３】又、この実施例の超音波モータでは、カー
ソル３が摩耗してもばね７によって常にリング状振動子
１の側面に同じ押圧力で接触されるので、トルクが常に
一定になる。

【００１４】又、リング状駆動輪５は歯車６の内側にば
ね７及びカーソル３を組み付けているので、量産性があ
る。

【００１５】図３は、本発明の実施例の超音波モータの
側面図で、リング状振動子１の側面に弾力性のある摺動
子９の内面に設けた鋸歯状部９ａが接触され、又、この
摺動子９に切欠部９ｂが設けられ、さらに、この摺動子
９の外周に輪ゴム１０を被せて、摺動子９を強く振動子
１に圧接させる。

【００１６】そして、振動子１は図示しない固定部で固
定し、又、摺動子２及び輪ゴム３が振動子１の側面から
外れないように、振動子１の両面にガイドを設けるか、
又は振動子１の側面に溝を設け、この溝に摺動子２を嵌
合させるようにする。

【００１７】このように構成した本実施例の超音波モー
タでは、前記公報に示すように電極（図示せず）に交流
電圧を印加すると、摺動子９及び輪ゴム１０が回転する
ので、例えば輪ゴム１０と回転ローラ１１の間に移動す
る紙などの移動物又はリニアモータとして使用する場合
は駆動シャフト１２を挟むことにより、移動物または駆
動シャフト１２を駆動することができる。

【００１８】なお、図４に示すように、振動子１を片側
で支持し、他方の側の輪ゴム１０に支持腕１３を固定
し、この支持腕１３の中心に回転軸１４を固着すること
により、この回転軸１４から動力を取り出すことができ
る。

【００１９】図５は、本発明の他の実施例の側面図で、
弾力性のある板でリング１５ａを構成するとともに、こ
のリング１５ａの４つの部分を折り曲げて４つの突出部
１５ｂを内側に突出させた摺動子１５を構成し、この摺
動子１５の突出部１５ｂを振動子１に接触させ、さら
に、この摺動子１５の外周から輪ゴム１０を被せる。

【００２０】このように構成した本実施例の超音波モー
タでは、接触部分が少ないので、摩耗が少なくなるとい
う利点がある。

【００２１】図６は、本発明のさらに他の実施例の構成
図で、弾力性のある板でギア状に構成した摺動子１６を
振動子１に接触させると、この摺動子１６はギアと同様
に使用することができ、ギア１７と係合させて回転軸１
８から動力を取り出すことができる。

【００２２】又、図７に示すように、前記の実施例のギ
ア１７の代わりにラック１９を摺動自在に支持し、ギア
状の摺動子１６と係合させると、ラック１９を左右に移
動することができる。

【００２３】なお、上記実施例において、簡単な構成図
を示したが、振動子１及びリング状駆動輪２、５及び摺
動子９、１５、１６及びゴムローラ４、歯車８、回転ロ
ーラ１１、駆動体１２、ギア１７、ラック１９等をケー
スで支持して通常の電気モータのように使用することが
できる。

【００２４】図８は、本発明の他の実施例の超音波モー
タの側面断面図、図９は、図８の超音波モータの摺動子
の斜視図で、摺動子２０は円盤２０ａの片面に弾力性の
ある多数の短冊状部材２０ｂが植設され、円盤２０ａ他
方の面に回転軸２０ｃが固着され、この摺動子２０の短
冊状部材２０ｂを振動子１に圧接する。

【００２５】又、振動子１はケース２１で支持され、
又、摺動子２０の回転軸２０ｃはケース２１のベアリン
グ２２で回転可能に支持されている。

【００２６】このように構成した本実施例では、振動子
１を摺動子２０の短冊状部材２０ｂの内側に嵌合するだ
けで超音波モータを構成することができる。

【００２７】なお、摺動子２０の短冊状部材２０ｂの弾
力性が弱い場合には、輪ゴムを短冊状部材の外周に嵌合
してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波モ
ータでは、振動子の外周に接触面積の小さい摺動子を接
触させることができるので、摩耗を小さくすることがで
きるとともに、摺動子自体の弾力性以外に、輪ゴムの弾
力性を加算することにより、より接触性がよくなりトル
クを大きく取ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部を切り欠いた円形の枠体の内側に複
   数の摺動突出部を設けて回転子を構成し、該回転子の摺
   動突出部を薄型のリング状又は円盤状圧電振動子の端面
   に接触させるとともに、前記回転子の枠体の外周に輪ゴ
   ムを装着して前記回転子の突出部をリング状又は円盤状
   圧電振動子の端面に圧接することを特徴とする超音波モ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記回転子の枠体にその中心を渡す支持
   部材を設け、該支持部材に回転軸を装着したことを特徴
   とする請求項１記載の超音波モータ。
3. 【請求項３】 前記回転子の前記輪ゴムを回転体に接触
   させて輪ゴムの回転で動力を取り出すようにしてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の超音波モータ。
4. 【請求項４】前記回転子の前記輪ゴムを直線移動する移
   動体に接触させて輪ゴムの回転で移動体を直線運動させ
   ることを特徴とする請求項１記載の超音波モータ。