JPS6055866A - 弾性波モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は弾性体に発生する弾性波により移動体を駆動す
るようにした弾性波モータに関する。

背景技術とその問題点 従来の小型電磁モータを、大トルク、低速回転を必要と
する用途に用いる場合は、どうしても間接駆動方式とな
り、大きな減速比の減速器を必要とする。このため機構
が非常に複雑となる。そこでこのような用途に適したモ
ータとして、弾性波モータが提案されている。

第１図に弾性波モータの原理を示す。

図において、厚さｈの弾性体（１）から成る梁に波長λ
の横振動を与えたとき、この弾性体（１）の質点ｑは屈
曲振動の伝搬に伴って図示のように動く。

このとき弾性体（１１の表面に被駆動体（２）を接触さ
せて置けば、弾性体（１）の表面における質点ｑの動き
による摩擦力がこの被駆動体（２）に対して作用し、こ
れによってこの被駆動体（２）は矢印ａ又はｂ方向に移
動する。こめ場合、移動方向は振動の伝搬方向と逆向き
になる。

第２図及び第３図は上記原理を適用した回転型弾性波モ
ータの原理を示す。

第２図及び第３図において、リング状を成す金属等から
成る弾性体（３）ｑ一方の面にはリング状を成す回転子
（４）が接触され、他方の面にはセラミック等の圧電体
（苧す〜（５１，）が接着されている。尚、各圧電体（
５，）〜（５１，）に付された十又は−は厚み方向の分
極方向を示すもので、十の圧電体と−の圧電体とを１周
期（波長λ）とする。

圧電体（５，）〜（５５）は人相を形成し、圧電体（５
６）〜（５＋＋）はＢ相を形成している。これらのＡ相
とＢ相とは互いにＴλの機械的位相差を以って配されて
いる。

上記構成において、駆動信号源（６）より、波長λによ
り決定される周波数を有する駆動信号Ｓ１をＢ相の圧電
体（５６）〜（５ｎ）に加えると共に、この駆動信号Ｓ
、を移相器（力で９０°移和した駆動信号Ｓ２をＡ相の
圧電体（５，）〜（５５）に加える。これにより弾性体
（３）の人相と対応する部分には、第４図の実線で示す
ような波長λの振動が発生し、Ｂ相と対応する部分には
、第４図の点線で示すような波長λで且つＡ相の振動と
■λの位相差を持つ振動が発生ずる。この振動によって
弾性体（３）中を一方向に進行する波が発生して回転子
（４）が弾性体（３）上を回転する。また駆動信号Ｓ、
と８２とを入れ替えれば、第４図のＡ相の振動及びＢ相
の振動が第５図のように位相関係が逆となって、回転子
の回転方向が逆転する。

第６図は上述した原理に基く弾性波モータの具体的な構
成の一例を示す。

図において、固定子基板（１１には軸（［υがその一情
を軸方向に移動可能で且つ回転不能に取付けられている
。この軸（１１）には円板状を成す回転子（１カがベア
リング（１：１を介して回転自在に設けられている。

この回転子０乃の下面周縁部にはリング状を成すスライ
ダ（１４）が接着されている。このスライダ（１４）は
硬質ゴム等の摩擦係数の大きな物質が用いられている。

一方、上記基板（１１の上記スライダＩと対向する面に
は前述した圧電体（５）が接着され、さらにこの圧電体
（５）に前述したリング状の弾性体（３）が接着されて
いる。この弾性体（３）と上記スライダ０４とは圧着さ
れている。上記基板０Ｉにはさらにモータ全体を被覆す
る予圧ケースｔｔＳが設けられ、この予圧ケースと上記
ベアリングＱ３１との間にバネ（１０が介在されている
。この予圧ケースｔ１５１により、バネ（１０を介して
ベアリングＯりを軸Ｕυと共に下方に抑圧することによ
って、上記弾性体（３）とスライダ（＋４）との圧着力
を得るようにしている。

上記構成によれば、圧電体（５）に第２図と同様の方法
により駆動信号Ｓ１、Ｓ２を供給することによって、弾
性体（３）に弾性波が発生し、その振動がスライダ（１
４）に伝達されることにより、回転子（１カが軸（１１
）の囲りで回転する。

而して、このような構成を有する弾性波モータでは、弾
性体（３）とスライダＩとの圧着力を適切な大きさにす
る必要があり、この圧着力は例えば５００〜ｌ　ｋｇ位
に設定される。この圧着力が弱い場合は弾性体（３）の
振動がスライダαａに充分伝達されず、トルクが小さく
なる。また圧着力が大き過ぎると摩擦力が大きくなって
回転数が下る。

第６図の場合は上記圧着力を予圧ケース（［（ト）で回
転子（１りを抑えることによって得ている。また他の方
法ではネジを用いて回転子（１２を抑えることが考えら
れる。しかしながらこのような予圧ケース回やネジを用
いる方法では、構成が複雑となり高価なものとなる。ま
た第６図の場合予圧ケース（１つが基板（ｉ値に固定さ
れているので、スライダ（１４）が摩耗すると、バネ（
ｌＧの弾力が変化して圧着力が変化する等の欠点があっ
た。

発明の目的 本発明は上記の欠点を除去して、弾性体とスライダとを
常に適切な圧着力で圧着させるようにした弾性波モータ
を提供するものである。

発明の概要 本発明は回転子又は固定子とを互いに磁気的に吸引させ
ることによって、弾性体とスライダとを常に適切に圧着
させるようにしたものである。

実施例 第７図は本発明の第１の実施例を示すもので、第６図と
対応する部分には同一符号を利しである。

本実施例は、回転子（１２１の下面にリング状のマグネ
ジ）（ｌηを接着すると共に、固定子基板００に磁性体
叫を上記マグネット（１〔と所定の間隙ｄを介して接着
し、さらに第６図の予圧ケースαつを省略したものであ
る。伺、ベアリング＋１３１と基板θ（身との間にバネ
ｔｔ！ｉが伸びる方向に付勢されて設けられている。

上記構成ζこよれば、マグネジ）（ｌηと磁性体（国と
の吸引力によって、回転子（ＩＺは図の下方向の軸方向
にバネ（Ｌｌに抗して移動され、これによりスライダＯ
ａは弾性体（３）に圧着される。

第８図は本発明の第２の実施例を示すものである。

本実施例では、第７図のマグネット市）及び磁性体（１
８１は省略され、それに代えてスライダ（１荀にマグネ
ット材を用い、弾性体（３）に磁性体を用いるようにし
ている。スライダ０ａとしては、例えば硬質ゴムとマグ
ネットとの複合材を用いるようにしてよい。

同、第１及び第２の実施例においては、マグネットを回
転子に設け、磁性体を固定子に設けているが、マグネッ
トを固定子に設け、磁性体を回転子に設けてもよい。ま
た第１及び第２の実施例においては、回転子（【渇を固
定子として用いると共に、固定子基板（ＩＩを回転子と
して用いるようにし”Ｃもよい。

以上述べた各実施例の構成によれば、マグネットと磁性
体との間に作用ｒる吸引力Ｆは、Ｆ＝ｋｅＢ２・Ｓ Ｂ：間隙ｄの磁束密度 Ｓ：マグネットの面積 に：定数 で表わされる。従ってモータの設計時にＢ、Ｓを選ぶこ
とによって、適切な圧着力を設定することができる。ま
たスライダ（１荀が摩耗しても、それに応じて回転子（
Ｉ′ＩＪが下降するので、間隙ｄは常に略一定となり、
従って圧着力は実質的に常に一定に保持される。また第
６図のような予圧ケースを必要としないので、構成が簡
単になり、特に第２の実施例の場合はさらに構成を簡単
にすることができる。

発明の効果 簡単な構成によって弾性体とスライダとを常に一定の圧
着力を以って圧着させることができる。

このためモータの必要なトルク、回転数を精度良く得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は弾性波モータの原理を示す側面図、第２図は回
転型弾性波モータの原理を示す平面図、第６図は第２図
の側面図、第４図及び第５図は振動波形図、第６図は弾
性波モータの具体例を示す断面側面図、第７図は本発明
の第１の実施例を示す断面側面図、第８図は第２の実施
例を示す断面側面図である。 なお図面に用いた符号において、 （３）・・・・・・・・・・・・弾性体（５）・・・・
・・・・・・・・・・圧電体（ＩＩ・・・・・・・・・
・・・・・・固定子基板ａり・・・・・・・・・・・・
・・・回転子（１４）・・・・・・・・・・・・・・・
スライダ住η・・・・・・・・・・・・・・・マグネッ
ト（ＩＦｊ・・・・・・・・・・・・・・・磁性体であ
る。 代理人　上屋　勝 常包芳男 杉浦俊貴 ３２３ 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方の面に圧電体が設けられたリング状弾性体の他方の
   面に摩擦係数の大なる物質から成るスライダを圧着し、
   上記圧電体に駆動信号を供給して上記弾性体に一方向に
   進行する弾性波を発生させることにより、回転子を回転
   させるようにした弾性波モータにおいて、上記弾性波と
   上記スライダとの上記圧着力を得るための磁気的吸引手
   段を設けたことを特徴とする弾性波モータ。