JPH02290170A - 超音波モータ - 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〕 本発明は先願の特願平１−４７７６０号、「超音波モー
タ」を基礎として優先権主張を行ったもので、超音波を
利用した超音波モータの駆動原理に係り、伸縮状に可動
する圧電素子を駆動源として高速，高容量で効率のよい
回転駆１゜動が得られるようにした超音波モータに関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来の圧電素子を用いた超音波モータの一例としては、
第１０図に示される。

第１０図は従来の超音波モータの一例を示す斜視図であ
り、円輪状にした圧電体１１４の上部に振動板１０７が
固着され、これらがケース１０９に取着されている。ま
た、振動板１０７の円板表面に対向せしめて、回転円板
１０８の円輪板面を密接させ、この面を強く押すように
回転円板１０８の側面より皿ばね１１３により押接し、
これを固定する抑え金１１２など一体的に軸１１０に回
転可能なよう軸着し、さらに圧電体１１４に電線１１１
を接続して超音波モータを一体構築している。

かようなごとく構成された超音波モータは、電線１１１
より直流電源がパルス的に供給されると、圧電体１１４
は円輪状に複数的に分割され、交互に極性動作が隣り合
わせになっているので、個個の円輪状の素子部位では厚
み方向に伸縮する。この表面に振動板１０７が固着され
ているので一体的に変位し、この伸縮する振動数と振動
板１０７の円輪部の固有振動数が等しくなっているので
、伸縮の振動は増幅されて振動板１０７の表面が横振動
、すなわち回転円板１０８の回転方向の撮動により波打
ち的に厚み方向に変位を伴って、電源の印加に相応して
円輪の板面上に順次波が進行して回転移動する。

この表面には回転円板１０８が押接されているので、こ
の押接部の摩擦作用すなわち振動板１０７の横振動作用
に対する回転円板１０８の反作用により波の進行方向と
は逆の方向へ回転円板１０８は回転する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した構成においては振動板１０７の表面波
の速度は、円輪の接線に対し幅方向（図中Ｗで示す）で
一定速に移動する。しかるに、軸１１０に対する変位角
度０と、その回転半径几と、波の移動距離Ｓの間には、 ｓ　＝　Ｒｄｌ の関係が必要であるが、振動板１０７の幅Ｗが線でない
限り回転半径几は幅Ｗの分、上下限で差異があり、波の
移動一定とすれば、変位角度θは常に異った値となり、
振動板１０７が剛体である限り、変位角度０が異った運
動は許されず幅Ｗ上でスリ，プを伴って回転円板１０ｇ
は運動することになる。

このことにより、回転トルクが有効に得られなかったり
、圧電体１１４側の力を増しても、それを受ける回転円
板１０８側の幅Ｗｏを増すと、前述のようにスリップが
多くなり、発熱などを伴い、幅Ｗｏを小さくせざるを得
なくなる。もちろん摩擦面積が小さくとも押接力を大き
くすれば摩擦力は増加するが、面圧が高くなると板面材
の摩擦量が増加するので実用には供されず、結果的に小
さな容量しか得られず、しかも効率が悪くなる。また半
径を大きくすれば、トルクは大きくなるが、現在の技術
では大きくすると、精度，安定性などの問題で余り大き
く出来ない。すなわち結果的に小容量のものしか製作さ
れず、大きな問題となっている。

現在市販されている一般的な進行波型のものとしては、
容量４Ｗ，トルクＴ　＝４ｋｇ−ｃｍと極めて小さなも
のが殆んどである。

本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目
的とするところは、高効率で高速，大容量の超音波モー
タを提案することにある。

〔課題を解決するための手段〕

つまり、その目的を達成するための手段は、イ．請求項
第（１）項において 伸縮形の圧電素子を略直角状に二個を一対として配し．
これを駆動源とする超音波モータにおいて、積層した前
記圧電素子の可動方向の両端を板ばねにヒンジ（蝶番）
機能をもたせて支持すると共に、この可動方向には剛性
をもたせ、且つその他の方向には柔性をもたせて弾性支
持し、これらそれぞれの後端を受け体で一体定置固定し
、他方には前記それぞれの圧電素子を板ばねを介して一
個の連係体に接続して一体化し、さらにこの連係体の径
方向先端に駆動材を配して一体化した駆動ブロックを得
、さらにこの先端にベアリングなどで軸支する回転ドラ
ムを備え、前記駆動材の先端面はこの回転ドラムの円周
に沿って形成し、その隔間は所要の隔間δをもたせ、且
つ前記駆動ブロックを複数に配設し、それぞれの圧竃素
子にパルス状の電圧を印加せしめて所要の回転力を得る
ようにしたものである。

口．１１１求項第（２）項において 請求項（１）の駆動材の先端面を回転ドラムの内面に所
要の隔間δをもたせ、駆動ブロックを複数に配設するも
のである。

ハ．請求項第（３）項において 伸縮形の圧電素子を略直角状に二個を一対として配し，
これを駆動源とする超音波モータにおいて、積層したそ
れぞれの前記圧電素子の可動方向の後端を固定体に接合
し、その先端に素子受け部を備え、この素子受け部を，
板ばねにヒンジ機能をもたせる第１のテコに弾性連係し
、このテコの根元をテコ支持板はねヒンジで前記固定体
へ弾性支持し、他方は次に連係する第２のテコの根元部
に弾性連係し、この第２のテコの根元側は前記固定体に
連係し、他方には請求項（１）に示したのと同様の連係
体の径方向先端に駆動材を備え、積層した圧電素子の可
動量が所要に拡大するようにテコ比を定め、さらに追加
する場合にはテコ数を増し、これらを弾性連係して一体
化した駆動ブロックを得・さらにこの先端にベアリング
などで軸支する回転ドラムを備え、前記駆動材の先端面
はこの回転ドラムの円周に沿って形成し、その隔間は所
要の隔間δをもたせ、且つ前記駆動ブロックを複数に配
設し、それぞれの圧電素子にパルス状の電圧を印加せし
めて所要の回転力を得るようにしたものである。

二．請求項第（４）項において 請求項（３）の駆動材の先端面を回転ドラムの内面に所
要の隔間δをもたせ、駆動ブロックを複数に配設するも
のである。

ホ．請求項第（５）項ξとおいて 伸縮形の圧電素子を駆動源にする超音波モータにおいて
、繭記圧電素子の可動先端に駆動体を配し、この駆動体
は所要の傾斜をもったＶ字形アームを形成し、その左右
端の一端を固定し、他端を圧電素子側に連係し、さらに
その下趨に駆動部を形成し、これらと前記Ｖ字形アーム
の３ケ所の端部をヒンジ機能をもたせ名ように板ばね状
にして各々弾性連係して一体形成し、前記駆動部の下面
を回転ドラムの外径に沿って円径状になし、その側面よ
り水平方向へ所要の切込みを入れて板ばねを形成し、駆
動部の上下方向の弾性効果をもたせて一体形成し、これ
ら全体を一体的に駆動ブロックとして構築し、前記駆動
体のＶ字形アームの右側に圧電素子を配したものは左回
転用に、左側に配したものは右回転用になし、Ｖ字の傾
斜効用により圧電素子の水平力を垂直力にも分力させ、
これらの駆動ブロックを回転ドラムの外径部へ所要のす
きまδをもたせて左・右回転用ブロックを交互に複数的
に配し、回転ドラムを軸に一体化し、ベアリングなどで
回転支持し、圧電素子にパルス状の電圧を印加すること
により回転駆動を得るように構成したものである。

へ．請求項第（６）項において 駆動体の圧電素子側のＶ字形アーム端に圧電素子の可動
ストロークを増巾する拡大テコ部を設け、この拡大テコ
部は取着部の両側端より交互化テコ部材を凸起させ、根
本の固定端および先端の可動伝達端をそれぞれ弾性機能
をもたせて連係し，これらを前記Ｖ字形アーム端と一体
的に形成し、駆動ブロックとして構築し、圧電素子の可
動ストロークを拡大して回転駆動を得るように構成した
ものである。

ト．請求項第（７）項において 前記圧電素子の可動先端に配した駆動体のＶ字形アーム
に代り、一本のアームになし、これを所要の傾斜をもた
せて下端は駆動部へ、他端は固定し、駆動部の側端は圧
電素子の先端へ各々連係し、その付根部はヒンジ機能を
するように板ばね状にして弾性連係し、これらを一体的
に駆動ブロックとして構築しアームの傾斜効用により圧
電素子の水平力を垂直力にも分力させて回転ドラムヘの
押圧力となし、回転駆動を得るようにしたものである。

〔作　用〕

その作用は次に述べる一実施例において併せて詳述する
。

以下、本発明のものの一実施例を、請求項に従って図面
に基づき説明すると共に、併せて作用も詳述する。

〔実　施　例〕

第１図は請求項（１）の本発明の超音波モーター実施例
を示す全体構成概念図、第２図は第１図のア一ア線矢視
断面図、第３図は請求項（３）の本発明の一実施例を示
す第１図に類した要部構成概念図である。

■　請求項（１）を第１図，第２図に基づいて説明する
。

伸縮形の圧電素子３．３′を略直角状に二個を一対とし
て配し．これを駆動源とする超音波モータに詔いて、積
層した圧電素子３．３′の可動方向の両端を板ばね部４
ａ　．　４’ａにヒンジ（蝶番）機能をもたせて支持す
ると共に、この可動方向には剛性をもたせ、且つその他
の方向には柔性をもたせて弾性支持し、これらそれぞれ
の後端を受け体４で一体定置固定し、他方にはそれぞれ
の圧電素子３，３′を板ばね部４ａ　．　４’ａを介し
て一個の連係体２に接続して一体化し、さらにこの連係
体２の径方向先端に駆動材６を配して一体化した駆動ブ
ロックＡを得、さらにこの先端にベアリングなどで軸支
する回転ドラム１を備え、駆動材６の先端面６ａはこの
回転ドラム１の円周１ａに沿クて形成し、その隔間は所
要の隔間δをもたせ、且つ駆動ブロックＡを回転ドラム
１の円周上に複数に配設し、さらに駆動ブロックＡを支
持体ｑに固定し、それぞれの圧電素子３．３′にパルス
状の電圧Ｅを印加せしめて所俄の回転力を得るようにし
たものである。

次にその作用について説明する。

第１図に示す超音波モータを矢印で示す左回転駆動させ
る場合、パルス状の電源Ｅを圧電素子３．３′に印加す
る。このときのパルス波形は圧電素子３を動作させて回
転ドラム１を垂直方向に押圧するような状態となり、他
方の圧電素子３′は水平方向、つまり回転ドラム１が左
回転を行う方向に作用する。このようにして連続したパ
ルス波形はそれぞれの圧電素子３，３′に印加され、回
転ドラム１の回転速度は助長される。

次に反転させる場合には、圧電素子３は回転ドラムｌへ
の押圧を解除し、圧電素子３′も同様にして消勢するよ
うなパルス波形を与える。つまり、圧電素子３′は前の
パルスによって伸びた状態にあり、つぎには縮もうとす
る力が働く。このとき、次のパルス波形に移行して圧電
素子３は回転ドラム１を押圧することになる。この繰り
返しが行われて回転ドラム１は反転速度を増すことにな
る。

なお、パルス波形の極性を変えても正転，逆転を行うこ
とは可能であるが、ここではその説明を割愛する。

かくして、このような作用を行う超音波モータにおいて
は、従来のように駆動摩擦面の幅Ｗによる半径差に起因
するすべり摩擦運動がないので駆動効率もよく，径．巾
を大きくすれば高容量が得られ、圧電素子３．３′の可
動方向の両端をヒンジ機能を有する板ばね部４ａ　，　
４’ａとしているので摩擦損失がなく、さらに微少運動
にも隙間がないので確実に運動伝達が行われる。

また、摩擦力Ｆ，摩擦係数μ，抗力Ｐとしたときこれら
の関係はｐ＝（Ｆ／μ）で示され、μ＝０．３とすれば
、圧電素子３は圧電素子３′の約３．３倍のスリ，プな
しに伝達する力を必要とし、二種の素子なので任意に力
を選択し、必璧に応じた素子の力を有効に発揮できるの
で効率アップとなる。

さらに、押し付け，回転と二種に分けてあるので動作が
確実となった。つまり、従来表面波を利用したものはエ
ネルギのポテンシャルが小さく摩擦面の摩滅によりくぼ
み、動作不良と寿命が短かったが、これらの点は解消さ
れ、両素子の運動タイミング，ＩＥ源波形も最適に与え
られるので、効率がよく動作性がよいなど種種な点が改
良された。

■　請求項（２）項においては、駆動ブロックＡを回転
ドラムの内部に複数カ所配設するものであるが、その構
成，機能並びに作用は、第１図のものと同様であるため
その説明を省略する。

■　請求項（３）を第３図に基づいて説明する。

伸縮形の圧電素子３＃　，　３＃を略直角状に二個を一
対として配し，これを駆動源とする超音波モ−タにおい
て、積層したそれぞれの圧電素子３“，どの可動方向の
後端を固定休５に接合し、その先端に素子受け部５ｄ　
，　５’ｄを備え、この素子受け部５ｄ　，　５’ｄを
、板ばねにヒンジ機能をもたせる第１のテコ５ｃ　，　
５’ｃに弾性連係し、このテコ５ｃ　．　５’ｃの根元
をテコ支持板ばねヒンジ５Ｃ′．５′Ｃ′で固定体５へ
弾性支持し、他方は次に連係する第２のテコ５ｅ　，　
５’ｅの根元部５ｅ／　，　５／ｅ／に弾性連係し、こ
の第２のテコ５ｅ　，　５’ｅの根元側は固定体５に連
係し、他方には請求項第（１）項に示したのと同様の連
係体５ａの径方向先端に駆動材６′を備え、積層した圧
電素子３″，３”の町動食が所要に拡大するようにテコ
比を定め、さらに追加する場合にはテコ数を増し、これ
らを弾性連係して一体化した駆動ブロックＢヲ得、さら
にこの先端にベアリング（図示せず）などで軸支する回
転ドラム１を備え、駆動材６′の先鴻面６’ａはこの回
転ドラム１の円周に沿って形成し、その隔間は所要の隔
間δをもたせ、且つ駆動ブロックＢを複数に配設し、さ
らに駆動ブロックＢを支持体ｑに固定し、それぞれの圧
電素子３＃．トにパルス状の電圧Ｅを印加せしめて所要
の回転力を得るようにしたものである。

ここで、５ｂ　，　５’ｂは第１図の板ばね部４ａ　，
　４’ａに類したものである。

ここに、本発明の特色は第１のテコ５ｃ　．　５’ｃお
よび第２のテコ５ｅ　，　５’ｅを採用したことにあり
、駆動材６′の可動量はこれらのテコ比によっている。

その作用は、第１図で説明したと同様にして、垂直抗力
と水平押し付け力に分割され、この機能を備えた駆動ブ
ロックＢによって正転あるいは逆転が行われる。

圧電素子は一般にストロークは少さく力は大で，一枚当
り０．２μのストロークである。これを仮りに２０μの
ストロークを得るためには１００枚の素子を積層しなけ
ればならず大変高価なものとなってしまう。この解決策
として前述したごとくテコでもってストロークを増幅し
、例えばテコ比を１＝１０とすれば１００枚必要であっ
た素子は１０枚で済み、極めてコストダウンとなる。

また、押し付け，回転力が同じ素子、つまり素子，［源
が同じでも、前述した関係Ｐ＝（Ｆ／μ）より、μ＝０
．３とした場合、押し付け力約３、３倍、回転力１の力
の可変を最適にバランスよく付与できるので、効率，機
能，経済性において良好な結果が得られる。

■　請求項（４）においては、駆動ブロック旦を回転ド
ラムの内部に複数カ所配役しただけのもので・その他の
構成，機能並びに作用は第３図で説明したのと同様であ
るため、その説明を省略する。

■　請求項（５）において、第４図〜第６図に基づき説
明する。

第４図は本発明の構造体の一実施例を示す要部正面概念
図、第５図は第４図のアーγ線矢視断面図、第６図は第
４図のΦ部拡大図であり、伸縮形の圧電素子７を駆動源
とする超音波モータにおいて、伸縮する圧電素子７の可
動先端に駆動体８を配し、この駆動体互は所要の傾斜を
もたせたＶ字形アーム部８−ｂを形成し、その左●右端
の一端を固定部８−ｃに固定し、他端を圧電素子７の先
端へ素子受け部８−ｄを介してボルト１１により連・係
し、さらにその下端に駆動部８−ａを形成し、これらと
Ｖｌ形７　−　ム部８−ｈ　，　８−ｂ’ノ４ケ所（図
中人．κ．Ｂ，Ｂ’）の端部をヒンジ機能をもたせるよ
うに板ばね状になし、各々弾性連係して一体形成し、駆
動部８−ａの下面を回転ドラム９の外径に沿って円径状
になし、その側面より水平方向へ所要の切込み（図中Ｙ
）を入れて板ばねを形成し、上下方向の弾性効果をもた
せて一体形成し、これら全体を一体的に駆動ブロックと
して構築し、駆動体互のＶ字形アーム部８−ｂの右側に
圧電素子７を配したものは左回転用に、左側に配したも
のは右回転用になし、Ｖ字の傾斜効用により圧電素子７
の水平力を垂直力にも分力させ、これらの駆動ブロック
を回転ドラム９へ所要のすきまδをもたせて左・右回転
用を交互に複数的に配し、回転ドラム９を軸と一体化し
、ベアリング１０などで回転支持し、圧電素子７にパル
ス状の電圧を印加して所要の回転力を得るようにしたも
のである。

次にその作用について説明する。

第４図，第６図による超音波モータを「左」矢印で示す
左回転駆動させる場合、パルス状の電源を左回転用の駆
動ブロックの圧電素子７のみに印加する。電圧を印加さ
れた圧電素子７は伸び変位を生ずる。すると、後端は固
定されているので先端は左方向に移動する。ここには素
子受け部８−ｄが一体化されているので、この部位とア
ーム部８−ｂを介して駆動部８−ａは左水平方向へ移動
し、同時にアーム部８−ｂは傾斜しているのでその根本
部人を中心にしてその先端Ｂを下方に移動させる。

もちろん対称に配したアーム部８−ｂ′により駆動部８
−ａは水平を保持しながら下方へ移動する。これにより
すきまδはゼロになり、回転ドラム９と駆動部８−ａは
接触し、駆動部８−ａに設けた水平切り込みにより垂直
方向に弾性効果をもたせてあるので、更に駆動部８−ａ
は下方向に縮みながら更に左へ移動する。これにより回
転ドラム９と駆動部８−ａが接触した時点から水平方向
の移動は回転ドラム９へ接触力に相応した摩擦力を付与
し、これにより圧電素子７の水平方向の力を回転ドラム
９に伝達し、左方向へ回転させる。

これら水平方向の力と垂直方向の力の比は接触部の摩擦
係数μにより決まり、この力配分に最適になるようにア
ーム部ｓ−ｂの傾斜角を決めればよい。電源はパルス状
なので、次の瞬間には電圧はゼロになる。すると、圧電
素子７は自分の弾性力により元の位置に戻る力を生じ、
前記一連の連係した駆動部８−ａを元の位置に戻すよう
に作動する。

しかして、アーム部８−ｂは傾斜しているので押圧力は
解除され、垂直方向の弾性力が若干残留していてもスト
ロークは極めて微少なので回転ドラム９の慣性とあいま
って回転ドラム９を逆回転させることなく圧電素子９は
元の位置に戻る。この繰り返しにより回転駆動がなされ
、実際のパルス数は２０〜ＩＯＱＫＩ｛ｚ、そのストロ
ークは数μｍなので、回転は円滑に連続してなされる。

次に、右回転する場合は右回伝用の駆動ブロックの圧電
素子７にのみ前記と同様にパルス状の電圧を印加すれば
よい。

かくして、このような作用を行う超音波モータにおいて
は、従来のように駆動摩擦面の幅Ｗによる半径差に起因
するすべり摩擦運動がないので、駆動効率もよく、径，
巾を大きくすれば高容量が得られ、アーム部ｓ−ｂのヒ
ンジ作用部（図中Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’）は各々板ばねで
連係してあるので、摩擦損失やがたが階無なので、微少
のストロークであっても呼応して安定して回転が得られ
る。

■　請求項（６）において、第７図に基づいて説明する
。

第７図は請求項（５）の他の実施例を示す主要部概念図
であり、伸縮形の圧電素子７′を駆動源にする超音波モ
ータにおいて、圧電素子７′の可動方向の後端を固定部
８−Ｃ′に固定し、その先端に素子受け部８−ｄ′を備
え、この素子受け部８−ｄ′を板ばね下にヒンジ機能を
もたせてテコ８−ｅに弾性連係し、このテコ８−ｅの根
元と先端をそれぞれヒンジ機能をもたせた板ばねＥ　，
　Ｆ’で各々弾性連係させ、さらに第２のテコ８−ｅ′
に連係し、その根本部の板ばねＥ′を固定部８−Ｃ′に
固設し、その先端をアーム部８−ｂに板ばねＡにより弾
性連係し、前記同様このアーム部８−ｂをＶ字形にして
駆動部を一体形成し、これら全体を駆動ブロックとして
構築する。これにより、圧電素子７′の可動ストローク
はテコ比ｈ／１２Ｘｂ／１３倍に拡大されるので、小さ
なストロークでも所要の大きなストロークが得られる．
圧電素子は一般にストロークは小さく、力は大で一枚当
り約０．２μｍのストロークしかない。これを所要スト
ローク２０μｍを得るためには１００枚の素子を積層し
なければならず、大変高価となりまた積層するので熱放
敗がわるく、体積当りの出力が小さいなど問題となって
いるが、この解決策として前述したごとくテコ比により
ストロークを拡大し、例えば１：１０とすれば、１００
枚必要であった素子は１０枚で済み、極めてコストダウ
ンとなる● ■　請求項｛７｝において、第８図に基づいて説明する
。

第８図は請求項（５）のもう一つの実施例を示す主！！
部概念図であり、請求項第（５）項のＶ字形アーム部８
−ｂ　，　８−ｂ’を一本のアーム部２−ｂ′となし、
その両端にヒンジ機能をもたせた板ばねκｌＢ＃で弾性
連係して駆動部８−ａ“に連係し、駆動部８−ａ＃の側
部をヒンジ機能をもたせた板ばねＨで弾性連係し、これ
らを一体的にして駆動ブロックを構築したもので、アー
ム部８−ｈ＃を駆動部８−ａ“の略中央に配設すること
により、回転ドラム９への押圧力は微少な凹凸があウて
も左右バランスよく接触状態を保持し、あわせて経済性
にも富む構造となる。その作用は請求項第（５）項のＶ
字形アームと同様なので以下割愛する。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明によれば、従来のように駆動
摩擦面の幅Ｗによる半径差に起因するすべり摩擦運動が
ないので、高効率で且つ大容量が可能となり、また１個
の圧電素子７．７′で回転力となる水平向の力と回転力
を回転ドラムに伝達する摩擦力の押圧力の２種の力を同
時に所要の力比をもって常に得られるので、極めて経済
的で安定した回転が得られ、実用的で有用な超音波モー
タを得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項《１》の本発明の超音波モーター実施例
を示す全体構成概念図、第２図は第１図のア一ア線矢視
断面図、第３図は請求項（３）の本発明の一実施例を示
す第１図に類した要部構成概念図、第４図〜第６図は請
求項（５）の本発明の超音波モータの構造体の一実施例
を示し、第４図はその要部正面概念図，第５図は第４図
の側面概念図，第６図は第４図中のΦ部拡大図、第７．
８図は本発明の他の実施例を示す主要部概念図、第９図
は従来の超音波モータの一例の要部構造図である。 １．９・・・・・・回転ドラム、２・・・・・・連係体
、３．３’，３“，　３＃，　７　．　７’・・・・一
・圧竃素子、４・・・・・・受け体、４ａ　，　４’ａ
・・・・・・板ばね部、５・・・・・・固定体ｓ５ａ・
・・・・・連係体、５ｂ　，　５’ｂ−−−−−−板ば
ね部、５ｃ　，　５’ｃ　・・・・・・＠　１のテコ、
５ｃ’　，　５’ｃ’・・・・・・テコ支持板ばねヒン
ジ１５ｄ　，　５’ｄ・・・・・・素子受け部、５ｅ　
，　５’ｅ・・・・・・第２のテコ、６，６′・・・・
・・駆動材、！・・・・・・駆動体、１０・・・・・・
ベアリング、１１・・・・・・ボルト、１０７・・・・
・・振動板、１０８・・・・・・回転円板、１０９・・
・・・・ケース、１１０・・・・・・軸、１１１・・・
・・・ＩＥ＠，１１２・・・・・・抑え金、１１３・・
・・・・皿ばね、１１４・・・・・・圧電体、 Δ，旦・・・・・・駆動ブロック。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）伸縮形の圧電素子を略直角状に二個を一対として
   配し、これを駆動源とする超音波モータにおいて、積層
   した前記圧電素子の可動方向の両端を板ばねにヒンジ（
   蝶番）機能をもたせて支持すると共に、この可動方向に
   は剛性をもたせ、且つその他の方向には柔性をもたせて
   弾性支持し、これらそれぞれの後端を受け体で一体定置
   固定し、他方には前記それぞれの圧電素子を板ばねを介
   して一個の連係体に接続して一体化し、さらにこの連係
   体の径方向先端に駆動材を配して一体化した駆動ブロッ
   クを得、さらにこの先端にベアリングなどで軸支する回
   転ドラムを備え、前記駆動材の先端面はこの回転ドラム
   の円周に沿って形成し、その隔間は所要の隔間δをもた
   せ、且つ前記駆動ブロックを複数に配設し、それぞれの
   圧電素子にパルス状の電圧を印加せしめて所要の回転力
   を得るようにしたことを特徴とする超音波モータ。
2. （２）前記駆動材の先端面を回転ドラムの内面に所要の
   隔間δをもたせ、駆動ブロックを複数に配設することを
   特徴とする請求項第（１）項記載の超音波モータ。
3. （３）伸縮形の圧電素子を略直角状に二個を一対として
   配しこれを駆動源とする超音波モータにおいて、積層し
   たそれぞれの前記圧電素子の可動方向の後端を固定体に
   接合し、その先端に素子受け部を備え、この素子受け部
   を、板ばねにヒンジ機能をもたせる第１のテコに弾性連
   係し、このテコの根元をテコ支持板ばねヒンジで前記固
   定体へ弾性支持し、他方は次に連係する第２のテコの根
   元部に弾性連係し、この第２のテコの根元側は前記固定
   体に連係し、他方には請求項（１）に示したのと同様の
   連係体の径方向先端に駆動材を備え、積層した圧電素子
   の可動量が所要に拡大するようにテコ比を定め、さらに
   追加する場合にはテコ数を増し、これらを弾性連係して
   一体化した駆動ブロックを得、さらにこの先端にベアリ
   ングなどで軸支する回転ドラムを備え、前記駆動材の先
   端面はこの回転ドラムの円周に沿って形成し、その隔間
   は所要の隔間δをもたせ、且つ前記駆動ブロックを複数
   に配設し、それぞれの圧電素子にパルス状の電圧を印加
   せしめて所要の回転力を得るようにしたことを特徴とす
   る超音波モータ。
4. （４）前記駆動材の先端面を回転ドラムの内面に所要の
   隔間δをもたせ、駆動ブロックを複数に配設することを
   特徴とする請求項第（３）項記載の超音波モータ。
5. （５）伸縮形の圧電素子を駆動源にする超音波モータに
   おいて、前記圧電素子の可動先端に駆動体を配し、この
   駆動体は所要の傾斜をもゥたＶ字形アームを形成し、そ
   の左右端の一端を固定し、他端を圧電素子側に連係し、
   さらにその下端に駆動部を形成し、これらと前記Ｖ字形
   アームの３ケ所の端部をヒンジ機能をもたせるように板
   ばね状にして各々弾性連係して一体形成し、前記駆動部
   の下面を回転ドラムの外径に沿って円径状になし、その
   側面より水平方向へ所要の切り込みを入れて板ばねを形
   成し、駆動部の上下方向の弾性効果をもたせて一体成形
   し、これら全体を一体的に駆動ブロックとして構築し、
   前記駆動体のＶ字形アームの右側に圧電素子を配したも
   のは左回転用に、左側に配したものは右回転用になし、
   Ｖ字の傾斜効用により圧電素子の水平力を垂直力にも分
   力させ、これらの駆動ブロックを回転ドラムの外径部へ
   所要のすき間δをもたせて左・右回転用ブロックを交互
   に複数的に配し、回転ドラムを軸に一体化し、ベアリン
   グなどで回転支持し、圧電素子にパルス状の電圧を印加
   することにより回転駆動を得るように構成したことを特
   徴とする超音波モータ。
6. （６）前記駆動体の圧電素子側のＶ字形アーム端に圧電
   素子の可動ストロークを増巾する拡大テコ部を設け、こ
   の拡大テコ部は取着部の両側端より交互にテコ部材を凸
   起させ、根本の固定端および先端の可動伝達端をそれぞ
   れ弾性機能をもたせて連係し、これらを前記Ｖ字形アー
   ム端と一体的に形成し、駆動ブロックとして構築し、圧
   電素子の可動ストロークを拡大して回転駆動を得るよう
   に構成したことを特徴とする請求項第（５）項記載の超
   音波モータ。
7. （７）前記圧電素子の可動先端に配した駆動体のＶ字形
   アームに代り、一本のアームになし、これを所要の傾斜
   をもたせて下端は駆動部へ、他端は固定し、駆動部の側
   端は圧電素子の先端へ各々連係し、その付根部はヒンジ
   機能をするように板ばね状にして弾性連係し、これらを
   一体的に駆動ブロックとして構築しアームの傾斜効用に
   より圧電素子の水平力を垂直力にも分力させて回転ドラ
   ムヘの押圧力となし、回転駆動を得るようにしたことを
   特徴とする請求項第（５）項記載の超音波モータ。