JPS63262069A

JPS63262069A - 圧電振動モ−タ

Info

Publication number: JPS63262069A
Application number: JP62092440A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Inagaki; 光夫稲垣; Akikazu Kojima; 昭和小島; Fumihiro Itoigawa; 文広糸魚川
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1988-10-28
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JP2569545B2

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］本発明はカメラのレンズ駆動装置、自動車の電装品等広
い分野で利用可能な圧電振動モータに関する。

［従来の技術］圧電素子による超音波振動を駆動力源とする圧電振動モ
ータは、従来の電磁力利用のモータに比し構造が簡単で
応答が速い等の長所を有するため、近年その実用化に向
けて研究開発が進められている（例えば特開昭６０−２
００７７９号）。

従来の圧電振動上〜りの構造を第１３図で示すと、１は
円環状の駆動板であり、その下面には圧電体２が一体的
に接合されるとともにハウジング５の底面に設けた支持
体４に支持されている。上記駆動板１の上面には従動板
３が配設され、バネ部材６により駆動板１に押圧密着し
ている。上記圧電体２に交流電圧を印加して進行波振動
を生ぜしぬると上記駆動体１の上部表面は楕円運動を行
ない、この周方向成分を受けて駆動板１に密着する上記
従動板３が回転運動を行なう。かくして上記従動板３の
中央部に固定した回転出力軸７により回転力をモータ外
部に取り出すことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上記従来の圧電振動モータは、振動源である
圧電体２が従動板３の直下に位置するために、従動板３
を駆動板コ−に密着せしめるための押圧力が圧電体２の
振動を規制する方向に作用し、駆動効率の低下をまねく
という欠点がある。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり駆動効率の
高い圧電振動モータを提倶することを目的とするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］本発明の圧電振動モータを第１図で説明すると、環状の
駆動板（１）はその内周面ないし外周面を接触面＜　１
．　］−）となし、該接触面を除く駆動板（１）の周面
には上記各振動片の基端に沿う周方向へ交互に極性の異
なる圧電体（２ａ、２ｂ）を配設してこれら圧電体に交
流を印加する手段を有している。上記接触面（１１）に
は、回転出力軸〈７〉に設けた従動板（３ａ、３ｂ）が
バネ部材（６ａ、６ｂ）により抑圧接触せしめである。

［作用］上記圧電体に交流電圧を印加して進行波振動を生ぜしめ
るとこれと一体に接合された上記駆動板にも同様の進行
波振動が生起する。これに伴なって上記接触面の各部は
楕円運動を行ない該接触面と接する従動板は楕円運動の
周方向成分により回転運動する。このようにして圧電体
の振動は回転運動に変換され、従動板に連結された回転
出力軸を介して回転力がモータ外部に伝達される。

［発明の効果］上記構成によれば圧電体が従動板との接触面を除く駆動
板の周面に設けられていることにより、従動板を駆動板
に押圧する力が振動源である圧電体に直接加わらないか
ら圧電体の振動が規制されず、従ってモータの駆動効率
を向上させることができる。また、上記構成により容易
に積層化が可能であり、積層化により大きな駆動トルク
を得ることができる。

［実施例］以下、図示の実施例により本発明を説明する。

第１図において、モータハウジング５は中空の円筒体で
あり、ハウジング中心には回転出力軸７が設けである。

該回転出力軸７は上下のハウジング壁に設けたベアリン
グ８ａ、８ｂにより回転自在に支持され、その一端はハ
ウジング外へ突出して図示しないい被駆動体に連結され
ている。

上記ハウジング５内には回転出力軸７のまわりに環状の
駆動板１が配設され、該駆動板１は内周端部を厚肉とし
て上下に突出せしめ、各突出端面を接触面１１としであ
る。そして、これら接触面１１にそれぞれ従動板３ａ、
３ｂが接触せしめである。

上記駆動板１と従動板３ａ、３ｂの詳細を第２図に示す
。図において駆動板１は内周部を等間隔で切込んで、こ
れら切込みにより複数の振動片１２としである。しかし
て、これら振動片１２は先端が径方向へ突出する’ＭＡ
部１部上３り（第３図）各舅量部１３の上下の端面が上
記接触面１１を構成している。

上記駆動板１の外周部上下面には上記各振動片１２の基
端に沿って環状の圧電板２ａ、２ｂが接合してあり、こ
れら圧電板２ａ、２ｂは周方向へ等間隔で交互にその分
極方向が異ならしめである。

この際、上下の各圧電板２ａ、２ｂは分極位置が９０°
の位相差を有するようにずらして接合しであるく第４図
）。上記各圧電板２ａ、２ｂにはそれぞれ環状電極２１
ａ、２１ｂが接合され、これら環状電極はリード線を介
してそれぞれ９０°位相のずれた出力を発する交流電源
１０ａ、１０ｂに接続されている。駆動板１は共通の電
極としてアースされている。

駆動板１に接触する上記各従動板３ａ、３ｂは環状をな
し、放射状に支持腓を延出せしめた板バネ６ａ、６ｂの
脚先端に周面の複数箇所を固定しである。上記板バネ６
ａ、６ｂには中心に長円形の取付穴６１ａ、６１ｂがそ
れぞれ設けである。

そして、従動板３ａ、３ｂで上下より駆動板１を挟持し
た状態で上記取付穴６１ａ、６１ｂを回転出力軸７の長
円取付部に嵌装する。

この時、下方の板バネ６ｂは上記回転出力軸７の受はフ
ランジ７１により支持され、一方、上方の板バネ６ａは
回転出力軸７外周のネジ部に螺着したアジヤスティング
ナツト９により押さえられる。かくして、上記アジヤス
ティングナツト９を回転移動せしめることにより駆動板
１と従動板３ａ、３ｂの接触圧を調整することができる
。

なお、駆動板１外周端をハウジング５内周壁に設けたク
ッション材５１に当接せしめて、その位置決めと回転防
止を図っている。

上記圧電体２ａ、２ｂに９０°位相のずれた正弦波電圧
を印加すると、駆動板１の周面には第５図の波線で示す
如き進行波振動が生じる。図の（１）、〈２）は進行波
振動の時間的推移を示す。

これに伴って駆動板１の内周部に形成された振動片１２
は進行波と位相が１８０°ずれたねじれ振動を行なう（
第５図矢印）。このねじれ振動の共振振動数は振動片１
２の弾性係数と断面形状と質量部１３の慣性モーメント
により決定され、これらを適当に設定することにより上
記駆動板１の進行波振動に応じて振動片１２は大きく共
振振動する。質量部１３の振動変位を第５図の波線に沿
う縦線で示す。

かくして、上記質量部１３の上下端は周期的に上下の従
動板３ａ、３ｂに接触し、ねじれ振動の周方向成分によ
り図の矢印方向へ抑圧回転せしめられる。

上記構造によれば、駆動板１と従動板３ａ、３ｂを密着
せしめるための押圧力が駆動源たる圧電体２ａ、２ｂに
直接印加されないため圧電体の振動は規制されず、駆動
効率の向上が図れる。また質量部１３を設けた振動片１
２により接触面１１を構成して、これら振動片１２をね
じり共振せしめるようになしたからより大きな回転力を
得ることができる。

第６図、第７図に本発明の他の実施例示す。第６図にお
いて回転出力軸７のまわりには複数の駆動板１ａ、１ｂ
が配設され、該駆動板１ａ、１ｂの内周部にはこれらを
挾んで交互に従動板３ａ、３ｂ、３Ｃが配されてい・る
。従動板３ａおよび３Ｃは板バネ６ａ、６ｂに挟持され
ており、回転出力軸７外周部に設けたアジヤスティング
ナツト９を調整することにより駆動板１ａ、１ｂと従動
板３ａ、３ｂ、３ｃの押圧力が調整できる。第７図はこ
の実施例の部分的な分解斜視図を示す。このように駆動
板および従動板を多板構成とすることにより、さらに大
きな回転出力を得ることができる。

なお、本実施例では振動片１２は梁の部分が見かけ上存
在せず、質量部１３はその中心部まわりにねじれ振動す
る。

第８図に示す如く、従動板３と駆動板１の上面にのみ接
触せしめた構成としてもよい。図において回転出力軸７
のまわりに配設された駆動板１は、内周端部を厚内とし
て上方に突出せしめ、この突出端面を従動板３との接触
面１１とするとともに該接触面１１を周方向等間隔で切
込んで先端に質量部１３を持つ振動片１２としであるく
第９図）。

上記駆動板１は外周部をハウジング５の底面および内周
面に設けたクッション材５１に支持せしめである。

かかる構造によればモータを偏平な形状とすることがで
き、モータの設置スペースが限られている場合に有利で
ある。

上記振動片１２は第１０図ないし第１１図で示す形状と
してもよい。すなわち、前者は質量部１３を中央でえぐ
ってその質量を調整するもので、かかる形状によれば質
量部１３の上下方向への突出量を一定に維持して質量の
変更調整が可能である。また後者は振動片１２の両側面
に半円満を形成したもので、かかる形状によればねじれ
振動を容易に生起せしめることが可能である。

上記接触面１１を駆動板１の外周部に設けてもよい。第
１２図において回転出力軸７のまわりには環状の駆動板
１ａ、１ｂが配され、上記駆動板１ａ、１ｂは外周端部
を厚内として上下に突出せしめて従動板３ａ、３ｂ、３
ｃとの接触面１１としてあり、該接触面１１は周方向等
間隔で切込んで多数の振動子としである。上記駆動板１
ａ、１ｂの内周部上下面には環状の圧電板２ａ、２ｂが
接合され、駆動板１ａ、１ｂの内周端部は回転出力軸７
との間に設けたクッション材５１に当接せしめである。

上記駆動板１ａ、１ｂは外周面の複数箇所に棒状ストッ
パー１４を立設して、各ストッパー先端を対向するハウ
ジング５側壁に設けた係止穴５２内に挿入しである。上
記係止穴５２は上下方向に延びる長穴状としてあり、か
くして駆動板１は上下振動可能であるとともに回転は阻
止される。

かかる構成によれば、接触面１１の加工が容易であり、
比較的高価な圧電体を小さくできるのでコストの低減が
図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は圧
電振動モータの全体断面図、第２図は部分分解斜視図、
第３図は要部拡大図、第４図は駆動板斜視図、第５図は
作動説明図であり、第６図、第７図は本発明の第２の実
施例を示し、第６図は全体断面図、第７図は部分分解斜
視図、第８図〜第９図は本発明の第３の実施例を示し、
第８図は全体断面図、第９図は要部拡大図であり、第１
０図、第１１図はそれぞれ本発明の第４、第５の実施例
を示す要部拡大図、第１２図は本発明の第６の実施例を
示す全体断面図、第１３図は従来例を示す全体断面図で
ある。１．１ａ、１ｂ・・・・・・駆動板１１・・・・・・接触面２．２ａ、２ｂ・・・・・・圧電板（圧電体）３．３ａ
、３ｂ、３　ｃ　−−−−−・従動板６．６ａ、、６ｂ
・・・・・・板バネ７・・・・・・回転出力軸１０ａ、１０ｂ・・・・・・交流電源輩１図ｖ、２図第３図第４図１０ａ　１０ｂ第５図第６図第７図第８図第９図第１０図　　　　　　　　第１１図第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動板を環状となしてその内周面ないし外周面を
従動板との接触面となし、該接触面を除く駆動板の周面
には周方向へ交互に極性の異なる圧電体を配設して、こ
れら圧電体に交流電圧を印加して上記接触面に周方向へ
移動する進行波振動を生ぜしめるようになし、かつ回転
出力軸に設けた上記従動板を上記接触面に弾性的に接触
せしめたことを特徴とする圧電振動モータ。
（２）上記接触面を周方向等間隔で切込んでこれら切込
みにより複数の振動片に区画し、各振動片は先端を径方
向へ突出する質量部となしてねじり振動を生ぜしめ、上
記各質量部の突出端面に上記従動板を弾性的に接触せし
めた特許請求の範囲第１項記載の圧電振動モータ。
（３）上記駆動板および従動板を複数段積層化した積層
構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の圧電振動モータ。