JPS61116978A

JPS61116978A - 超音波駆動モ−タ

Info

Publication number: JPS61116978A
Application number: JP59234072A
Authority: JP
Inventors: Ritsuo Inaba; 律夫稲葉; Noriyuki Harao; 則行原尾; Yukihiko Ise; 伊勢　悠紀彦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-11-08
Filing date: 1984-11-08
Publication date: 1986-06-04

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、超音波振動を駆動源とした超音波駆動モータ
に関するものである。

（従来例の構成とその問題点）従来、超音波駆動モータはステータ部に振動励振部とし
て圧電体を備え、ステータ部の駆動面を軸方向（波面に
直角）および、周方向に超音波振動させるとともに、ロ
ータ部の従動面を駆動面に接触して従動面に振動を伝達
し、ロータ部を運動させるものである。このような超音
波駆動モータはその構造が単純なため電子機器、カメラ
、医療用機器等に広く利用されている。

しかし、この超音波駆動モータは、その構造上ステータ
部の振動成分のうち一部分しか出力運動として取り出さ
ないため、電力効率が低い欠点があった。

電力効率を上げるためには、少ない電力で大振幅のステ
ータ振動を行なえばよいが、実際には、固体内の内部損
失等が存在するため、単に振幅を大きくすることはかえ
って効率の低下をまねいていた。

（発明の目的）本発明の目的は、従来の欠点を解消し、効率の良い超音
波駆動モータを提供することである。

（発明の構成）本発明の超音波駆動モータは、駆動面を有する１　　　
８−−オ８１．。４−−オに：１１Ｌ７お勤の一部を外
部運動として取り出すための駆動面接触体とを備えた超
音波駆動モータにおいて、前記超音波振動体の駆動面に
、超音波振動振幅の半波長より短い距離間隔で、かつ波
面に対して直角方向に並んだ凹溝部が複数個設けられて
いるものである。

また、駆動面接触体は、ステータ駆動面の振動の一部を
受け回転成分を取り出すためのロータ部である。

なお、この凹溝部の溝の深さがステータの厚さの半分よ
り小さいものである。

また、駆動面を有する超音波駆動体を具えたステータ部
は最下部に振動駆動部、その上にステータ超音波駆動体
振動基本部、さらに、この振動基本部に一波長より短か
いピッチで複数個の凸部を具え、この凸部を適当な間隔
で並べ、さらにこの凸部の上面が駆動面接触体と接触し
、この凸部の幅はとなりあう凸部の間の溝の幅より大き
いものである。

（実施Ｎ　（７）　ｍ　ｌ’Ｊ］　）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　へ本発明による超音波駆動モ
ータの一実施例を第１図ないし第７図に基づいて説明す
る。

第１図は超音波駆動モータの斜視図であり、第２図は同
断面図、第３図は同振励部の側面図である。図において
、１はステータ部、２はロータ部であり、ステータ部１
はステータ固定台３に設けられたステータ支持部４に、
圧電体５および駆動面６を形成する鉄等の部材７を相互
に接着した励振部８を支持させており、駆動面６はリン
グ形をなしている。ロータ部２は従動面９がリング状に
なり、中心に回転軸１０を設けている。。

ステータ部１の圧電体５は複数個（Ｎ個）の電極により
周方向に分割されており、隣り合う圧電体５に電圧を印
加することにより、第４図に示すように波打った振動を
おこす。その振動方向は軸方向成分および周方向の一方
向の成分を持ち、駆動面６の各部は楕円運動を行なう。

したがって。

駆動面６に接触する従動面９は軸方向の振動を吸収し周
方向成分の振動により回転することになる。

ロータ部２の回転を外部に取り出すことにより、圧電体
５による超音波駆動モータが実現する。

さて、ステータ部１の駆動部６は第５図に示すようにリ
ング状をなし、その表面に放射状に多数の溝１１が形成
されている。溝１１は一般にはステータ部１の部材７に
設ける。溝１１はステータ部１の振動のＱ値を下げるも
のである。

しかし、溝に特定の形状を持たせることによりＱ値を下
げることなく逆に増大する、すなわち超音波駆動モータ
の出力の増大をはかることができる。

第６図に超音波駆動モータの振幅特性を示す。

横軸にステータ部の振動周波数をとり、縦軸にステータ
振動振幅をデシベル単位で示しである。第６図（ａ）は
溝を設けない場合の相対振幅を示し。

第６図（ｂ）は半波長内に５本の溝を設けたときの相対
振幅を示す。

溝を設けることにより、たわみ振動を阻害する横方向の
結合力が減少するため、一定入力で大振幅が励振される
。このことは第６図（ａ）と（ｂ）とを比較することに
より明らかである。

また溝の深さは振動振幅に大いに関係する。

溝の深さをステータの厚さの１７２以下の範囲（実施例
では１／３）にすると、さらに振幅が増大する。

第７図に溝の深さを最適化した場合の振幅特性を示す。

第６図の場合に比較して振幅が増大していることが明白
である。

なお、溝を設けるかわりに、溝部に他の媒質、たとえば
メタル、ガラス、有機物等を設けても、溝を掘ると同様
の効果がある。

（発明の効果）以上説明したように１本発明によれば、従来の超音波駆
動モータに比較して、高出力、高回転数、高トルクが得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による超音波駆動モータの斜
視図、第２図は同断面図、第３図は同励振部の側面図、
第４図は同動作状態の側面図、第５図は同励振部の詳細
斜視図、第６図（、）は従来）　　　　　例のステータ
振幅特性図、第６図（ｂ）は本発明に［１よるステータに溝を設けたときの振幅特性図、第７図は
間溝の深さ、間隔を最適化したときの振幅特性図である
。１　・・・ステータ部、　２　・・・　ロータ部、　３
　・・・ステータ固定台、　４　・・・ステータ支持部
、５・・・圧電体、　６　・・・駆動面、　７　・・駆
動面を形成する部材、　８　・・・励振部、　９　・・
・従動面、ｌＯ・・・回転軸、１１・・・溝。特許出願人　松下電器産業株式会社第１図第２図第３図第４図第５図第６図＜ａ）第６図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動面を有する超音波振動体と、該超音波振動体
に接触して振動の一部を外部運動として取り出すための
駆動面接触体とを備えた超音波駆動モータにおいて、前
記超音波振動体の駆動面に超音波振動振幅の半波長より
短い距離間隔で、かつ波面に対して直角方向に並んだ凹
溝部が複数個設けられていることを特徴とする超音波駆
動モータ。
（２）駆動面接触体はステータ駆動面の振動の一部を受
け回転成分を取り出すためのロータ部であることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の超音波駆動モー
タ。
（３）前記駆動面に設けられた凹溝部の溝の深さが、ス
テータの厚さの半分より小さいことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載の超音波駆動モータ。
（４）駆動面を有する超音波駆動体を具えたステータ部
は最下部に振動駆動部、その上に超音波駆動体振動基本
部、さらに該振動基本部に一波長より短かいピッチで複
数個の凸部を具え、該凸部を適当な間隔でならべ、さら
に凸部の上面が駆動面接触体と接触することを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の超音波駆動モータ。
（５）前記凸部の幅はとなりあう凸部の間の溝の幅より
大きいことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載
の超音波駆動モータ。