JPS61295880A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は振動体に生ぜしめた進行性振動波によシ振動体
と接している移動体を摩擦駆動する、いわゆる振動波モ
ーター特にその移動体の構造に関するものである。

〔発明の背景〕

振動波モーターの公知例を概略第４図および第５図にて
説明すると、１は電歪素子または磁歪素子など電気機械
エネルギー変換素子、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン
鉛）である。２はリング状の板の形をした振動体で弾性
物質からなシ、その片面に前記電歪素子１が接着されて
いる。振動体２は電歪素子１と共にステータ（不図示）
側に保持されている。３は移動体であシ、この例では振
動体２の他面に対し抑圧接触されたリング板状のロータ
を形成している。電歪素子１は振動体２の周方向に複数
個配列されておシ、そのうちの一部の群に対して他の群
は振動波の波長λのＶ４波長分だけずれたピッチで配置
される。群内での各電歪素子は捧波長のピッチで、相隣
シ合うものの極性が逆になるように配置されている。

このような構成の振動波モータにおいて一つの群の電歪
素子にｖＯ−８ｌｎぐの交流電圧を印加し、もう一方の
群の電歪素子にＶｏ−ＣｏｓωＴの交流電圧を印加する
と、各電歪素子は相隣シ合うものどうし極性が逆向きで
二つの群どうし９０″位相のずれた交流電圧が印加され
て振動をする。この振動が伝見られて振動体２は電歪素
子１の配置ｆツチに従って曲げ撮動をする。この曲げ撮
動は、振動体２が一つおきの電歪素子の位置で出っ張る
と、他の一つおきの電歪素子の位置で引っ込むという風
になる。一方、前記の如く電歪素子の一群は他の一群に
対し、１７４波長ずれた位置にあるため曲げ撮動は電圧
素子の配列方向に進行する。交流電圧が印加されている
間、次々と撮動が励起されて、進行性曲げ振動波となっ
て振動体２を周方向に伝わってゆく。

このときの波の進行状態が第５図（ａ）　（ｂｌ　（ｃ
）　（ｄ）に示しである。いま、進行性曲げ振動波が矢
示ｘｉ上方向進むとする。０を静止状態に於ける振動体
の中心面とするとこの中心面は振動状態では鎖線で示す
中立面６とな）、この中立面６では曲げによる応力が拮
抗している。いま中立面６と直交する断面を一般的に７
で表わし、断面７と中立面６との交線を一般的に５で表
わし、断面７と振動体２の移動体３側の表面との交線上
の点を一般的にＰで表わし、これらを特定的に表わすと
きには、添数字を付して表わすことにする。中立面６と
直交する断面７についてみると、これら二面の交線５で
は応力がかからず、交線５は上下振動をするだけである
。同時に断面７は交線５を中心として左右の振シ子搗動
をする。従って、点Ｐは上下運動と左右運動全合成した
運動をするが、これを次に詳説する。

第５図（、）は任意の一時点での状態を示しておシ、面
０と中立面６との交線５１を通る断面７１と振動体２の
移動体３側の表面との交線上の点Ｐ！は、左右撮動の右
死点となっていて上方向運動だけしており、他方、波の
正側（面Ｏの上側）にある交線５ｍに対応する点Ｐ工に
は左方向（波の進行方向Ｘ皿と逆のＸ、方向）の運動成
分が加わシ、また波の負側（面Ｏの下側）にある交線５
３に対応する点ｐｍには右方向の運動成分が加わる。

その後、波が進行して、第５図（ｂ）に示すように波の
正側に前記の交線５１が来ると、点Ｐ１は左方向の運動
をすると同時に上方向の運動をする。

更に同図（ｃ）の時点では読点Ｐ１は上下振動の上死点
に来て左方向の運動だけをする。更に（ｄ）の時点では
読点Ｐ１は左方向の運動と下方向運動をする。

さらに波が進行し、右方向と下方向の運動、右方向と上
方向の運動を経て同図（ａ）の状態に戻る。他の点Ｐ１
ｓＰ１についても同様のことが云える。

このような一連の運動過程によシ点Ｐは回転楕円運動し
、その回転半径は、振動体２の中立面６から移動体側表
面まで（即ち点Ｐまで）の長さの関数となる。

一方、移動体３は振動体２に加圧接触しているので、例
えば第５図（ｃ）に代表的に示すように、移動体２に対
して凸になっ主部動体２の部分の点Ｐｉ　の回転楕円運
動が移動体３をＸ２方向に摩擦駆動する。点Ｐ１だけで
なく、振動体２の前記移動体３側の表面上の全ての点が
点Ｐ！と同じように移動体３を摩擦駆動する。以上が振
動波モーターの原理である。

ところで上記の如く振動波モーターは、移動体と、振動
体との摩擦によ）原動力を得て込るため、そこに摩耗粉
が生ずる。摩耗粉が移動体と振動体との間に挾みこまれ
ると、振動体で励起される部幅が小さいためモーター性
能は非常に劣化し、回転ムラや出力低下の原因となる。

もっとも本出厩人の特願昭６０−６６０９３に示された
ような移動体と振動体との接触が点で行われる改良され
た振動波モーターでは摩耗粉が接触部外へ掃き出され、
モーター性能劣化は起こしにくいが、モーター外へ摩耗
粉が拡散せぬよう密閉をする必要があるという面倒があ
る。

〔発明の目的〕

本発明は、振動波モーターにおいて移動体と振動体との
間に摩耗粉が挾み込まれること全防止し、更には、密閉
なしにモーター外への摩耗粉の拡散を防止することを目
的とする。

〔発明の概要〕 本発明は振動波モーターにおＡて、移動体の振動体との
接触を、多数の球面による接触点など多数の分けられた
比較的小接触面積の部分で与えると共に、該移動体に摩
耗粉吸着用の磁石を装着したことを特徴とするものであ
る。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の１実施例を示し、図中、１は電気−機
械エネルギー変換素子（例えば電歪素子）、２は該素子
を多数個接着したリング状振動体であシ、これらは発明
の背景で同様の構成・機能のステータを成す。３はロー
タたる移動体であって、構造体３ｍ＋ゴムなどでできた
弾性体３ｂ、永久磁石３ｃ′ｔ−重ね合せて接着し、弾
性体３ｂＫは多数の半球形の接触部材３ｄｔ−接着して
なるものである。構造体３ｍ、弾性体３ｂ、永久磁石３
Ｃは同心的にリング板をなしている。移動体３を振動体
２と組合せて振動波モーターを構成したとき、振動体２
には接触部材３ｄだけが接触し、永久磁石３ｃと振動体
２との間にはギャップがあるよう疋なっている。上記の
弾性体３ｂは接触部材３ｄ′ｔ−均一に振動体２に接触
させるために設けられている。振動体２は振動エネルギ
ーの内部損失の少い金属で磁性のある材料たとえば鋼で
作るか、又は非磁性金属に磁性体をコーティングしたも
ので作る。移動体構造体３ａは金属やプラスチックなど
形状をしっかシ保てる材料であれば何で作ってもより０
接触部材３ｄは耐摩耗性のものであり、例えば焼の入っ
た鋼やセラミックで作るか、又は金属やプラスチックに
メッキ処理や溶射処理を施して耐摩耗性にしたもの音用
いることができる。

上記構成において接触部材３ｄおよび振動体２が磁性体
である場合、摩耗粉は磁性を有し、永久磁石３ｃによシ
すべて吸着される。

また接触部材３ｄおよび振動体２の母材が非磁性材であ
っても、表面のコーテイング材がニッケルやクロムなど
の磁性体の場合は、やはυ摩耗粉は永久磁石３ｃに吸着
される。よって、移動体と振動体とが摩耗粉を挾み込む
ような事態は避けられる。

第２図は他の実施例における移動体３を示し、構造体３
ａに接着された弾性体３ｂはプラスチックマグネットで
形成されておシ、第１図における弾性体３ｂと永久磁石
３ｃとを兼ねている。これによシ前記実施例と同様の効
果が奏せられ、しかも部品点数が減少し、またプラスチ
ックマグネットは成形加工もできるので、さらに製作が
容易になる。ステータ部は第１図と同様のものでよいこ
とはいうまでもない。

第１図および第２図に示したものは移動体が振動体に接
触部材３ｄで点接触するものであるが、線および面接触
を行うものについても本発明は実施できる。第３図（ａ
）　、　（ｂ）はそのような実施例の移動体３の断面図
および斜視図であシ、前述と同様の部分は前記と同じ符
号で示す。この実施例では、移動体３の放射方向で且つ
好ましくは切線方向に斜の溝３・で互に分けられた全体
としてはリング状の複数の接触部材３ｄをグラスチック
マグネッ）３ｂに結合しである。振動波モーターが回転
すると、遠心力で塵埃が溝３ａｉ通って飛ばされ、前記
磁気吸着力と相俟って、振動体２と移動体３の摩擦駆動
面はよフ効果的に清浄なものとなる。

また以上述べた実施例はロータおよびステータが円リン
グ状の場合でありたが、最近、直線往復運動ヲ搗動波モ
ーターによシ駆動するものや、移動体と振動体がラジア
ル方向に配置された振動波モータなどの提案がｌ）、こ
れらにも本発明は適用される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、摩耗粉が磁性体の場合すべて磁石によ
シ吸着されてしまうので、摩耗粉が移動体と振動体との
間に挾みこまれることによるモーター性能の劣下が起こ
シＫ＜＜、また、摩耗粉がモーター外へ拡散するの全防
止するためにモーターに密べいする必要がないという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の縦断面図、第２図および第
３図（ａ）は夫々本発明の他の異る実施例の移動体を示
す縦断面図、第３図（ｂ）は第３図（、）の下面斜視図
、第４図は従来の振動波モーターの斜視図、第５図（ａ
）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は振動波モーターの作動説
明図である。 ｌは電気−機械エネルギー変換素子、２は振動板、３は
移動体、３ａは構造体、３ｂは弾性体、３ｃは永久磁石
、３ｄは接触部材。 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電気−機械エネルギー変換素子を複数個配列接合され
   た振動体に生ぜしめた進行性振動波によって、該振動体
   と接触する移動体を摩擦駆動する振動波モーターにおい
   て、該移動体の振動体との接触部は多数の分けられた比
   較的小なる接触面積の部分で構成すると共に、該移動体
   に摩耗粉吸着用の磁石を装着したことを特徴とする振動
   波モーター。