JPS61224882A - 振動波モ−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〉 本発明は振動波モータ、特に振動波モータの振動体と摩
擦接触する物体の構造に関する。

〈従来技術〉 振動波モータには該モータの振動体と該振動体と摩擦接
触する物体とのトルクの伝達効率が充分でない場合には
振動波モータのエネルギー効率は低くなってしまうとい
う根本的な欠点があった。

そこで従来から振動体と該振動体と摩擦接触する物体と
のトルクの伝達特性を向上させる方法がいくつか提案さ
れている。トルクの伝達効率が充分でない原因の１つに
振動体と振動体と摩擦接触する物体の接触面の平衡度が
充分でないためにミクロ的に見れば振動体に発生する振
動の頂点が物体と均一に接触しないため、結果的にトル
ク伝達がうまく行われなかったことがある。かかる原因
を解消する方法の１つとして特開昭５９−１８８３８１
号公報には振動体と摩擦接触する物体をゴム等の弥生体
で支持し、物体が自由度をもって可動できる様にするこ
とによって振動体に発生する振動が良好に物体に伝達さ
れる様にする方法が開示されている。

また本出願人により提案されている特願昭５９−２７２
３５８号には振動体に接触するロータを回転中心から外
側に傾斜させた様なつば形状をしているフランジ部を有
するフランジタイプのロータとしてフランジ部の弾性変
形によって振動体とロータとの接触を良好に行わせる方
法が示されている。

かかる従来のフランジタイブリング状のロータを第１図
（ａ）、（ｂ）に示す。第１図（ｓｉ）はフランジタイ
プのロータの断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に断
面を示したフランジ部を拡大した断面図である。ここで
フランジ部を有する７ランジタイプのロータは１で示し
、２はロータ１を摩擦駆動する振動体を示している。ロ
ータ１は第１図において振動体２に生じる縦方向の振動
によって摩擦駆動されるためロータ１の７ランク部も該
７ランク部の弾力性により前記縦方向の振動に応じて第
１図（ｂ）の点線に示す様に弾性変形することになる。

かかる弾性質−一、７ランク部が図の点線で示す様に弾
性変形した際には該７ランク部がやや外側に拡がる一点
鎖線で示した軌跡３を描く様に行われる。

ここで振動体２は円環状を示しているため振動体２に生
じる振動には縦方向の振動のみでなく第２図の点線に示
す様に振動するねじれ成分も含まれており、該ねじれ成
分によっ１振動体２に生じる縦方向の振動の軌跡は第２
図の実線４に示すやや内側に傾いて描かれる。尚第１図
（ｂ）、第２図において一点鎖線６はリング状振動体の
リング面の中心線である。

したがって従来のフランジタイプのロータにおいてはロ
ータのフランジ部の運動軌跡と振動体の振動による運動
軌跡の方向が一致せず、両者はその接触部においてすべ
りながら摩擦接触することになり、かかるすべりは駆動
力りして有効に使われずに損失となりて効率を向上させ
ることが出来なかった。

また、フランジタイプのロータを有した振動波モータに
限らず、他のタイプの振動波モータにおいて、振動体の
振動の軌跡と、該振動体に摩擦接触する物体の接触部の
変位の軌跡とが一致せず、ずれている場合には前述と同
様にすべりによる損失が効率を向上させるうえで大きな
問題となっていた。

〈発明の目的〉 本発明は振動波モータの振動体に発生する振動の軌跡の
方向と該振動体に、接触部において摩擦接触する物体の
接触部の変位の軌跡の方向とを略一致させる様に振動波
モータを構成することにより従来の欠点を解消すること
を目的とする。

〈実施例〉 以下に説明する実施例においては振動体２と該振動体２
に摩擦接触する移動体ｌとが接触する要部を拡大した断
面に示す図を用いて説明する。

実施例１ 第３図（ｓｃ）に本発明の第１の実施例を示す。

第３図（ａ）において、第１図、第２図に示した要素と
同じ要素については同じ符号を付し説明を省略する。

８はリング状のロータ１のフランジ部１１を構成する弾
性体の支点、９は７ランク部１１の振動体２と接触する
接触部、ｌＯは接触部９と支点８ｔ−結ぶ直線を示して
いる。本実施例にお涜、 いては接触部９と支店８を結ぶ直線１０と振動体２に生
じる振動の軌跡とが直交する様にしている。

（厳密にいえば振動体２に生じる振動は進行波でおるた
め振動の軌跡は図面の裏ないし、堀からその反対側に進
行しているため、振動の軌跡を進行波の進行方向に垂直
な平面に投影したときの軌跡と直線１０とが直交するこ
とになる。

尚こハは、以下の実施例°においてすべて同様である。

） 実施例２ 第３図（ｂ）に本発明の第２の実施例を示す。

第３図ｆｂｌにおいては接触部９の形状を第３図（ａ）
実施例３ 第３図（ｃ）に本発明の第３の実施例を示す。第３図（
ｃ）においては７ランク部１１を板パ坏等の弾性部材で
構成してロータ１、接触部９にインサートしている。本
実施例においては接触部９と、７ランク部１１、ロータ
１とを別体で形成してから、フランジ部１１をロータ１
、接触部９にインサートしている。したがって接触部に
耐摩耗性へ材料を使用しようとした場合に、第３図（ａ
）、（ｂ）に示した実施例においては接触部、フランジ
部、ロータが一体に形成されているため全体を耐摩耗性
の材料で構成するか、接触部９の先端部にメッキ、スパ
ッタリング等の方法に依り耐摩耗性の材料を付けなけれ
ばならなかりたのに対して本実施例に依れば接触部９全
体を耐摩耗性の材料で形成して、フランジ部１１にイン
サートして形成するという簡単な構成で行えばよい。ま
たロータ１を樹脂で形成してフランジ部１１をインサー
トすればロータのコストを低下させることができる。

実施例４ 第３図（ｄ）に本発明の第４の実施例を示す。

第３図（３）〜（ｃ）に示した実施例においてはフラン
ジ部１１を振動体１のリング面の中心線から外側にのば
したが、本実施例では従来の様にフランジ部を中心線６
万尚すなわち内側にのばしている。しかしながら従来の
様にフランジ部を斜め下方にのばすのではなく、本実施
例においては斜め上方にのばしている。

したがってフランジ部１１の支点８と接触部９を結ぶ直
線は従来の様に図において右上がりの直線ではなく本発
明の他の実施例と同じく右下がりの直線になり、振動体
２の振動の変位方向径を小さくすることができるという
効果を奏する。更にフランジ部１１が振動体の内側に沈
み込む形状となるのでロータの厚みが同じであるならば
他の実施例に比べてモータの厚さを薄くすることが出来
る。

以上説明した第３図（ａ）〜（ｄ）に示す本発明の実施
例においては振動体２に発生する振動の方向と、該振動
体に摩擦接触する物体（ロータ１）の接触部９とフラン
ジ部１１を構成する弾性体の支点８とを結ぶ直線の方向
とが互に直交している。換言するとこれは接触部９が支
点８を中心に移動する場合かかる移動の方向と振動体に
発生する振動の方向が略一致することを示している。し
たがってかかる実施例においては振動体に発生する振動
と摩擦駆動する物体と、振動体との接触面が従来の様に
すべってしまうことにより発生する損失を防止できる。

また第３図（ａ）、第３図（ｄ）に示す実施例において
は接触部９の厚さがフランジ部の厚さと同等もしくはフ
ランジ部の厚さより薄くなる構造をとっていた。かかる
構造においては、接触部９の固有振動数が高くでき、振
動追従性は良いが、接触部９の曲げ剛性も小さくなって
いるため振動体２と口い範囲で接触してしまう。しかし
ながらかかる広い接触範囲内では固定子振動体が速度分
布をもつ、つまり質点運動の駆動方向成分は振動体２に
発生する頂点で最も大きく、頂点より離れるに従って小
さくなり、頂点と頂点の中間の位置すなわち波の底点て
最も小さく（頂点と同じ大きさで逆方向）なる。したが
って振動体２と接触部９とは広い接触範囲内で接触し、
かつその接触している範囲では振動体２の接触面におけ
る質点の速度が一様でないため接触範囲内の一部はスリ
ップすることになり、やはり損失が生じることになる。

ここで第３図（ｂ）、第３図（ｃ）に示した実施例にお
いては接触部９の厚みが大きくなっているので接触部の
曲げ剛性が向上し、第３図（ａ）、第３図（ｄ）の実施
例の様に接触部９と振動体２が広い接触範囲内で接触す
ることを防止でき、前述のスリップを　　　゛解消して
損失を減らすことができる。

また第３図（ｃ）においては接触部９の材料を耐摩耗性
の材料で形成する実施例について説明したが、接触部９
と振動体２がリング状ロータの同方向において広い接触
範囲で接触することを防止するため接触部９の材料を、
板バネで構成し次７ランジ部１１の材料よりも高い弾性
率をもった材料とし、接触部９の厚みを大きくすること
に加えて、更に曲げ剛性を向上させることができる。

この場合、接触部９の材料としては、アルミナセラミッ
クスのように、軽くて硬い、ぜい性材料消して更に損失
を減らすことが可能となる。

上述の様に接触部９に曲げ剛性の高い材料を用いること
は、本発明の全ての実施例に適用可能であることは勿論
である。

更に接触部９に曲げ剛性の高い材料管用いる構成は本実
施例の他の振動波モータ、例えば他の回転車、直線型に
かぎらず適用することができる。

また第３図（ｄに示したフランジ部１１は前述の様に板
バネで構成していたわけであるが、かかる板バネにはバ
ネ線形性の良いリン青銅、あるいは、振動減衰の大きい
プラスチック板などを使えば、バネ部の機能をさらに向
上させることができる。

実施例５ を介して接触部１２にて振動体２と摩擦接触をさせてい
る。

る面の角度誤差の許容量が大きくなるという効果がある
。

ま九本実施例においても、振動体２の振動の方向とロー
タ１の変位方向とは略一致しているので、振動体２とロ
ータ１との接触面におけるすべりは防止できる。

次に第３図（ａ）〜（ｄ）に示した実施例のフランジ部
１１を分割したロータを第５図に示す。尚第５図はロー
タの断面形状をわかりやすくするためロータの一部を切
り取りた際の斜視図を示す。

かかるロータはフランジ部１１が分割しているため分割
されたフランジ部１１が独立に可動出来るため更に良好
に振動体に発生する振動が物体に伝達される。

尚本実施例においては回転車の振動波モータを示したが
、直線駆動盤の振動波モータにも本発明が適用出来るこ
とは勿論である。

〈発明の効果〉 以上説明した様に本発明に依ればＵ≦振動体に発生する
振動の軌跡の方向と、該振動体に、接触部において摩擦
接触する物体の接触部の変位の軌跡の方向とが略一致す
る様に構成されているため、振動体に発生する振動と摩
擦接触する物体と、該振動体との接触面が従来の様に互
いにすべってしまうことによって発生する損失を防止で
き、効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は従来のフランジタイプのロータ
の断面図、 第２図は振動体の振動の様子を示す断面図、第３図（、
）〜第３図（ｄ）は本発明の第１〜第４の実施例の断面
図、 第４図は本発明の第５の実施例の断面図、第５図は第３
図（ａ）〜第３図（ｄ）に示した実施例においてフラン
ジ部１１を分割したロータの斜視図である。 ｌ・・・・・・・・・ロータ ２・・・・・・・・・振動体 ８・・・・・・・・・支点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　振動波を発生する振動体と、該振動体に摩擦接触して
   前記振動波により駆動される物体とから構成される振動
   波モータにおいて、振動体と摩擦接触する前記物体の接
   触部の変位の軌跡の方向と、前記振動体に発生する振動
   の軌跡方向とが略一致する様に前記接触部を設けたこと
   を特徴とする振動波モータ。