JPH0744853B2 - 表面波モ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、表面波モータに関し、特に圧電素子により固
定子に生じさせる表面波を効率よく利用できるようにし
たものである。

「従来の技術」 表面波モータの作動原理は、日経メカニカル（1983年２
月28日、44〜48頁）に掲載されているように、圧電素子
により固定子を振動させ、その振動による表面波によ
り、固定子に圧接したロータを回転するようになってい
る。なおロータを固定子に圧接するのは、ロータが表面
波を受けたとき表面部分の進行方向に摩擦力を受けるよ
うにするためである。

特開昭59−185180号公報には、ロータを固定子に圧接す
るためスプリングで付勢するもの、あるいは電磁石の磁
力で圧接するとともに、表面波モータの作動を停止させ
た状態でロータを動かす必要があるときに電源を遮断し
て電磁石が作用しないようにするものが開示されてい
る。

特開昭59−191488号公報は、振動子（圧電素子）により
リング状弾性体（固定子）を振動して、リング状弾性体
に表面波が生じるようにし、リング状弾性体に移動子を
はさみつけるように設け、その移動子を表面波により移
動できるようにしたものを示している。

「発明が解決しようとする問題点」 従来のようにスプリングでロータを付勢したり、磁力で
ロータを付勢することによりロータを固定子に圧接し、
固定子の振動でロータを回転させる形式のものは、いず
れもロータが固定子の片面側にだけ設けられ、固定子の
他の面に生じる表面波を利用していない。またスプリン
グでロータを付勢する形式のものは、スプリングの付勢
反力をケースで受けなければならないので、ロータ回転
中スプリングとロータとの間で摩擦が生じ、その分だけ
出力損失となり、さらにロータ回転軸を推力軸受で保持
しなければならなかった。

また固定子をリング状に形成し、移動子をリング状固定
子にはさみつけるように設ける前記従来技術の形式の場
合は、固定子両面の表面波を利用できるが、モータのよ
うに回転させることができない。

そこで本発明は、固定子に生じる表面波を効率よく利用
するとともに、ロータ圧接用のバネによる反力はロータ
の内部応力として作用し、ケースとの間に不要な摩擦力
が生じないようにすることを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、無端状に連結した内周辺部と外周辺部の中心
に円弧状通孔を有する円弧状固定子を、複数個円周上に
配置して固定子とする。各円弧状固定子の内周辺部と外
周辺部の一方の両面にそれぞれ複数個の圧電素子を取付
け、他方の辺部の両面にそれぞれロータ板を配置させ
る。固定子に設けた各圧電素子には90゜位相差のある電
圧を供給して、各円弧状固定子に表面波を生じさせるよ
うになっている。

両ロータ板は、それぞれバネにより相対する側に付勢さ
れ、ロータ板を表面波が発生する固定子の辺部に圧接さ
せるようになっている。なお、ロータと固定子との圧接
部にはゴム等の摩擦材が介在され、この摩擦材がロータ
板に取付けられる。

ロータ板の中心部は回転軸に取付けられ、バネはこの回
転軸とロータ板との間に設けられるので、ロータ回転に
よりバネの付勢側端部と保持側端部とに摩擦力が生じる
ことはない。

「作用」 上記手段において、各圧電素子に90゜位相差のある電圧
を供給すると、圧電素子は振動し、固定子両面に表面波
が生じる。よって固定子に圧接した各ロータ板はこの表
面波により移動させられ、回転軸が回転させられる。こ
の場合、各ロータ板は円弧状固定子両面に設けた圧電素
子による表面波を受けることになり効率がよい。

「実施例」 本発明の実施例を第１、２図により説明する。

表面波モータの固定子は、複数個の円弧状固定子１を円
周上に配置して形成され、各円弧状固定子１はゴム等の
弾性支持体を介して図示を省略したケースに保持され
る。

円弧状固定子１は、無端状に連結した円弧状の外周辺部
1aと内周辺部1bとの中心に円弧状通孔を有する形状に形
成され、本実施例の場合、外周辺部1aの両面にそれぞれ
複数個の圧電素子２が取付けられる。複数の圧電素子２
は円弧状固定子１の共振周波数から効率よく表面波を生
じさせるような間隔に配置され、隣接する両圧電素子に
は90゜位相差が生じるようにVosinωｔの電圧と、Vosin
（ωｔ＋π/2）の電圧がそれぞれ加えられるようになっ
ている。そして各圧電素子２が電圧を受けると振動し、
円弧状固定子１は各辺部1a、1bにより形成される環状路
にそって進行する表面波を生じるようになっている。

各円弧状固定子１の内周辺部1bの両面に、内周辺部1bを
覆う大きさのロータ板３、３が設けられる。このロータ
板３、３は、その中心を通る回転軸４に対し軸方向に移
動可能で、後記する皿バネを介して回転方向に拘束され
るようになっている。この回転軸４は前記ケーシングに
軸受５を介して保持され、駆動すべき装置に連結され
る。両ロータ板３、３は、基部を回転軸４に固定したそ
れぞれの皿バネ６により相対する方向に付勢され、ロー
タ板３、３が円弧状固定子の内周辺部1bを圧接するよう
になっている。また、内周辺部1bと相対する両ロータ板
部分には、ゴム等の摩擦材７が付着され、ロータ板３、
３が円弧状固定子１に生じた表面波を滑ることなく受け
て回転できるようになっている。

前記実施例では、ロータ板３、３を円弧状固定子の内周
辺部1bに圧接させたが、その代りに外周辺部1aに圧接さ
せ、内周辺部に各圧電素子２を取付けてもよい。この場
合、各圧電素子に電圧を供給するための導線がロータ板
の回転に支障がないように、導線を回転軸に通し、回転
ブラシを介して圧電素子と導通させる必要がある。また
ロータ板を付勢するバネは皿バネに限らず、その他の形
状のバネあるいは弾性部材でもよい。

「発明の効果」 本発明は、表面波を生じさせる固定子の両面にロータ板
を配置して、固定子両面に設けた圧電素子により生じる
表面波をロータ板が受るようにしたので、効率よく回転
力が得られる。またロータ板を固定子に圧接させるバネ
の反力は、一体に回転するロータ板と回転軸間で打消し
合い、ケースとの間にはロータ回転で摩擦力が生じるこ
とがないので、出力が低下することはない。さらにバネ
反力をケースで受けるための推力軸受は不要となり、回
転支持構造が簡単になる点でも有利である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の表面波モータの一部破断平面図、第２
図は同表面波モータの側断面図である。 1;円弧状固定子、2;圧電素子 3;ロータ板、4;回転軸 6;皿バネ、7;摩擦材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内周辺部と外周辺部とを無端状に連結しそ
   の中心に円弧状通孔を有する円弧状固定子を複数個円周
   上に組合わせ、各円弧状固定子の外周辺部と内周辺部の
   一方の両面にそれぞれ複数個の圧電素子を設け、他方の
   辺部の両面にそれぞれロータ板を重ねるとともに両ロー
   タ板をバネにより相対する方向に付勢し、両ロータ板の
   中心に回転軸を設け、複数個の圧電素子に周波数信号を
   印加して固定子を振動させることによりロータ板および
   回転軸を回転作動することを特徴とする表面波モータ。
2. 【請求項２】ロータ板が円弧状固定子面と接するロータ
   板部分に摩擦材を付着させた特許請求の範囲第１項に記
   載の表面波モータ。