JPH06169582A

JPH06169582A - 超音波駆動装置

Info

Publication number: JPH06169582A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Iijima; 飯島　　保
Original assignee: Nisca Corp
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1992-12-01
Publication date: 1994-06-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】突起部の弾性体若しくは移動部との接触面の
摩耗したにしても、圧着部に摩耗した粉材が挟まること
なく、しかも接触面の形状や圧着力等のばらつきなどに
よっても駆動力の伝達効率が低下することの無い超音波
駆動装置を提供する。【構成】浮揚力を与える縦振動と駆動力を与える屈曲
振動とを生起させる弾性体１の端面であって、かつ屈曲
振動定在波の節部以外の位置に圧着して、振動時の弾性
体１から駆動力を得る移動部を有し、しかも弾性体１若
しくは移動体の少なくともいずれか一方に、該移動部に
駆動力を伝達する突起部３ｂを設けるとともに、該突起
部の弾性体若しくは移動部との接触面を凹凸形状と成し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超音波駆動装置に係
り、特に、単一の平板状弾性体の端面に、縦振動による
浮揚力と、屈曲振動による駆動力とを発生させる超音波
駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型、軽量、かつ構造がシンプルである
などの点に着目して、超音波楕円振動を利用した超音波
駆動装置(超音波モータ)が開発されている。従来、超音
波モータ装置としては、弾性体に発生する振動の態様か
ら分類すると、定在波を用いる定在波型超音波モータ装
置と進行波を用いる進行波型超音波モータ装置との二つ
のタイプに大別される。上記のもののうち、定在波型超
音波モータ装置としては、上記弾性体の(厚さ方向に対
して垂直な)平面上にローラなどの運動抽出体を圧接
し、縦振動により駆動力を抽出するようにしたものが知
られている。上記構成の超音波モータにおいて、大きな
トルクを得るためには、弾性体や運動抽出体の素材とし
て摩擦係数の高いものを選び、かつ運動抽出体を弾性体
に強く押圧することが必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の装
置にあっては、押圧は弾性体の平面に垂直な方向に加え
られるため、弾性体が変形し、振動特性に、異状が生じ
ることが多々あった。このため、強い押圧を加えられ
ず、したがって、大きなトルクを得ることができなかっ
た。また、平板状の弾性体を用いる上記従来の装置
は、構造上リニアモータには適している反面、回転モー
タを構成するには困難な面があった。回転型超音波モー
タとしては、従来、ねじり振動と縦振動とを用いるもの
が知られているが、励振部がランジバン型であるため、
小型化には限界があった。しかも、この種のものはねじ
り振動と縦振動の両振動を同じに得るためには、まず第
１の振動弾性体に縦振動を与え、この縦振動をランジバ
ン型の励振部を有する第２の振動弾性体に加えることに
よって、この第２の振動弾性体に縦振動と、その縦振動
によりねじり振動を生起するもので、少なくとも第１と
第２の振動弾性体が、必要となり構造が複雑である。又
特に第２の振動弾性体にねじり振動を誘起する為に先の
特殊な励振部が、必要であるだけではなく、第１と第２
の振動弾性体の圧接状態によって縦振動とねじり振動と
の誘起特性がバラツキ易い欠点があった。そこで先に本
願出願人により、上記事情に鑑みてなされた出願として
特願平２−３１６６５９号が提案されている。すなわ
ち、この出願は振動が共振周波数で励振されると、屈曲
振動の共振を誘起する平板状の弾性体と該弾性体の平面
に設けられた圧電体とからなり、前記弾性体の端面に浮
揚力を与える縦振動と駆動力を与える屈曲振動とを生起
させる振動部と、前記弾性体の縦振動共振周波数に等し
い周波数の交流電圧を前記圧電体に印加する電源とを備
え、浮揚力を与える前記縦振動と駆動力を与える前記屈
曲振動とを生起させる前記弾性体の端面であって、かつ
屈曲振動定在波の節部以外の位置に圧着して、振動時の
前記弾性体から駆動力を得る移動部を有し、しかも前記
弾性体若しくは前記移動体の少なくともいずれか一方
に、該移動部に駆動力を伝達する突起部を設けることに
よって、耐圧性の向上を図り、加圧による弾性体の変形
や破損を防止すると共に、高いトルクを安定的に得るこ
とができ、また、小型で、さらに、正逆の切換えが可能
な超音波駆動装置を提供するものである。ところが、こ
の装置は上記欠点を克服したものの以下の点での改良が
必要となった。つまり、前記突起部の前記弾性体若しくは移動部との接触面の
摩耗によって、その圧着部に摩耗した粉材が挟まり、こ
の結果駆動力の伝達効率が低下する。前記突起部の前記弾性体若しくは移動部との接触面の
形状や圧着力等のばらつきなどによってやはり駆動力の
伝達効率が低下する。といった欠点がある。この発明は、上記事情，に鑑みてなされたもので、
突起部の弾性体若しくは移動部との接触面の摩耗したに
しても、圧着部に摩耗した粉材が挟まることなく、しか
も接触面の形状や圧着力等のばらつきなどによっても駆
動力の伝達効率が低下することの無い超音波駆動装置を
提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、縦振動と屈曲振動とを誘
起する平板状の弾性体と、該弾性体の平面に設けられた
圧電体と、前記弾性体の端面に浮揚力を与える縦振動と
駆動力を与える屈曲振動とを生起させる振動部と、前記
弾性体の縦振動共振周波数に等しい周波数の交流電圧を
前記圧電体に印加する電源とからなる超音波駆動装置に
おいて、浮揚力を与える前記縦振動と駆動力を与える前
記屈曲振動とを生起させる前記弾性体の端面であって、
かつ屈曲振動定在波の節部以外の位置に圧着して、振動
時の前記弾性体から駆動力を得る移動部を有し、しかも
前記弾性体若しくは前記移動体の少なくともいずれか一
方に、該移動部に駆動力を伝達する突起部を設けるとと
もに、該突起部の前記弾性体若しくは移動部との接触面
を凹凸形状と成したことを特徴とする超音波駆動装置で
ある。また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の
発明である超音波駆動装置における前記突起部の前記弾
性体若しくは移動部との接触面に形成した凹凸形状は、
ローレット面より成ることを特徴とする超音波駆動装置
である。更に請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明である超音波駆動装置における前記突起部の前記
弾性体若しくは移動部との接触面に形成した凹凸形状
は、板幅方向に平行で、且つ所定の間隔で設けられたス
リット溝によって形成されて成ることを特徴とする超音
波駆動装置である。

【０００５】

【作用】上記構成において、電源を投入して、圧電体を
励振すれば、これに伴い、まず、弾性体に縦振動定在波
が生起する。ついで、屈曲振動定在波が誘起される。こ
のようにして弾性体の一つの端面には、縦振動による浮
揚力が、屈曲振動による駆動力がそれぞれ得られる。上
記構成によれば、移動部による押圧は、弾性体の広平面
に垂直な方向に加えられるため、押圧による弾性体の変
形や破損を防止することができ、したがって、高いトル
クを安定的に得ることが可能となる。また、請求項２記
載の構成において、上記第１の圧電体と第２の圧電体に
電圧を択一的に印加することにより、容易に正逆転を行
うことができる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。

【０００７】(第１実施例)図１(a)は、この発明の第１
実施例である超音波駆動装置の構成を示す平面図、同図
(b)は、同装置の本体たる振動部の構成を示す側面図、
図２は同装置の移動部の構成を示す斜視図、図３(a)、
(b)は同振動部を構成する弾性体を示す斜視図及び平面
図である。まず最初に、図３を参照して、この第１実施
例に用いられる弾性体の概略形状について説明する。同
図において、符号１が弾性体であり、この弾性体１は、
互いに平行に相対向する２つの広い平面１a、１b(以
下、広平面という)と、これらの広平面１a、１bに直交
し、幅が狭小な４つの平面１c・・・(以下、端面とい
う)とからなる平板状直方体の形状に形成されている。
弾性体１は、圧電セラミックもしくは一般にステンレス
やアルミなどの金属板から作られる。また、この弾性体
１は、次のような振動特性を有するように形成されてい
る。すなわち、この弾性体１は、同図(a)のz方向に生
じ、振動波形が第１式で表される縦振動の共振周波数
と、Ｕ_z＝Ａsin(Ｋ_Lz) ・・・（１） y方向に生じ、振動波形が第2式で表される反対称屈曲振
動の共振周波数が相等しいか近接するように形成されて
いる。Ｕ_x＝Ｂsinｈ（Ｋ_BY）＋Ｄsin（Ｋ_EY）・・・（２）なお、第1式、第2式において、Ｕzは、ｚ方向の変位、Ｕxは
ｘ方向の変位、Ｋ_Lは縦振動(波)の波数、Ｋ_Eは屈曲振動、
(波)の波数である。上記したように、Ｚ方向縦振動及びＹ方向反対称屈曲振
動の共振周波数が相等しくなるように、あるいは近接す
るように、弾性体1の寸法形状を設定することは可能であ
り、その理論的根拠を以下に示す。周知のように、板状の弾性体の縦振動の共振周波数ｆ
_Lは、第3式のように表される。ｆ_L＝（１／２Ｌ_O）・√（Ｅ／ρ）・・・（３）ここで、Ｅは弾性体のヤング率、ρはその密度、Ｌ_Oは
Ｚ方向の長さである。一方板状の弾性体の屈曲振動の共
振周波数fＢは、第４式のように表される。ｆ_B＝（ｔ／√１２）・（α²／２πω²）・√（Ｅ／ρ）・・（４）ここで、wは弾性体のＹ方向の長さ、LはX方向の長さ(弾
性体の厚さ)である。また、αは第５式の根であり、値
が小さな方から順に、屈曲振動の共振モードの次数の順
に対応している。 sin（α／２）cosh（α／２）＋sin（α／２）sinh（α／２）＝０・・（５）今、第3式の右辺と、第4式の右辺が等しい(f_L＝f_B)と仮定
すれば、第6式が導かれる。 π／Ｌ_O＝（α²／ｗ²）（ｔ／√１２）・・・（６）第６式が、Z方向縦振動の共振周波数とy方向反対称屈曲
振動の共振周波数とを同一にするための条件であり、第6
式より明らかなように、Z方向の長さｌ、y方向の幅w、x
方向の長さtの３変数のうち任意の２つを自由に設定す
ることが可能である。この例の弾性体1は、上述の理論
などに基づき、縦振動共振モードがＬ₁₀(定在波の節が一
つ)に、反対称屈曲振動共振モードがＢ₃₀(定在波の節Ｎ
が三つ、図３(b))になるように、その寸法形状が定めら
れている。次に、図１(a),(b)及び図２を参照して、こ
の発明の第１実施例である超音波駆動装置の構成につい
て説明する。図１(a),(b)に示すように、平板状の弾性
体１の広平面１a,１bには、圧電体(圧電振動子)２a,２b
がそれぞれ接着されている。これらの圧電体２a及び２b
は、互いに向き合わないように、かつ、屈曲振動定在波
Ｂ₃₀の腹部の位置に配設されている。さらに、これらの
圧電体２a,２bの両表面には図示せぬ導電層がそれぞれ
形成されている。また、上記弾性体１の端面１cの両端
部には、超音波振動による駆動力を抽出するための突起
部３a,３bが形成されている。以上示した弾性体１、圧
電体２a,２b及び突起部３a,３bによって超音波駆動装置
の振動部が概略構成されている。次に、４は弾性体１の
縦振動共振モードＬ₁₀における共振周波数と同一の周波
数の交流電圧を出力する超音波励振用の電源である。こ
の電源４の２つの出力端子のうち、一の端子は電気線路
を介して弾性体1に接続され、他の端子は電気線路を介し
て圧電体２a,２bに並列接続されている。５は上記振動
体から運動を抽出する円板状の移動部であって、突起部
３a,３bに圧接されている。なお、縦振動定在波の節部
であると共に、屈曲振動定在波の節部でもある弾性体１
の広平面１a(１b)の中心点には、貫通孔６が設けられ、
この貫通孔６に図示せぬ支持体を通すことにより、図示
せぬフレーム部材に固定支持されるようになっている。
上記構成の超音波駆動装置において、電源４を投入し
て、圧電体２a,２bに高周波電圧を印加すると、これに
応じて、圧電体２a,２bは励振する。圧電体２a,２bの励
振に伴い、弾性体１には、励振モードＬ₁₀の縦振動定在
波が生起する。そして、この縦振動定在波に共鳴して、
振動モードＢ₃₀の屈曲振動定在波が誘起される。かくし
て、第１式で示した縦振動共振と第２式で示した反対称
屈曲振動共振が同時に生起し、このため、縦振動によっ
て浮揚力が得られ、屈曲振動によって、図３(b)に示す
ように、屈曲振動の節部を境として、それぞれ方向の異
なる駆動力の分布(図中矢印)が得られる。したがって、
突起部３a,３bには、互いに平行かつ反対方向の駆動力
が生じるため、これら突起部３a,３bの上に圧接されて
いる円板状の移動部５は、縦振動によって浮揚力を与え
られ、屈曲振動によって、図２に示すＡ方向の回転力を
与えられる。上記構成によれば、移動部５による押圧
は、弾性体１の広平面１a,１bに垂直な方向に加えられ
るため、押圧による弾性体１の変形を防止することがで
きる。したがって、大きなトルクを安定的に得ることが
できる。振動部がランジバン型でないため、小型化を達
成することが容易である。

【０００８】(第２実施例)図４(a)は、この発明の第２
実施例である超音波駆動装置の構成を示す平面図、同図
(b)は、同装置の本体たる振動部の構成を示す側面図、
図５は同装置の移動部の構成を示す斜視図である。これ
らの図において、図１(a),(b)及び図２に示す各部に対
応する部分については、同一符号を付してその説明を省
略する。この第２実施例が上記第１実施例と大きく異な
るところは、圧電体２a,２bと同一構成の圧電体２c,２d
及びスイッチ機構７を付加した点である。上記圧電体２
cは、広平面１b上に、圧電体２aと互いに向き合って接
着されている。また、上記圧電体２dは、広平面１a上
に、圧電体２bと互いに向き合って接着されている。こ
れらの圧電体２a〜２dは、上記第１実施例と同様に、屈
曲振動定在波Ｂ₃₀の腹部の位置に配設されている。次
に、圧電体２aと２b及び圧電体２cと２dはそれぞれ電気
的に並列接続されており、それぞれ一対の圧電体として
動作するようになっている。上記スイッチ機構７は、電
源４の出力電圧を圧電体２a,２bあるいは圧電体２c,２d
に択一的に印加する構成となっている。上記第１実施例
と大きく異なるところは、圧電体２a,２bと同一構成の
圧電体２c,２d及びスイッチ機構７を付加した点であ
る。上記圧電体２cは、広平面１b上に、圧電体２aと互
いに向き合って接着されている。また、上記圧電体２d
は、広平面１a上に、圧電体２bと互いに向き合って接着
されている。これらの圧電体２a〜２dは、上記第１実施
例と同様に、屈曲振動定在波Ｂ₃₀の腹部の位置に配設さ
れている。次に、圧電体２aと２b及び圧電体２cと２dは
それぞれ電気的に並列接続されており、それぞれ一対の
圧電体として動作するようになっている。上記スイッチ
機構７は、電源４の出力電圧を圧電体２a,２bあるいは
圧電体２c,２dに択一的に印加する構成となっている。
上記構成の超音波駆動装置において、まず、スイッチ機
構７を操作して、電源４と圧電体２a,２bとを電気的接
続状態にして、圧電体２a,２bに高周波電圧を印加する
と、上述した第１実施例において説明したと同様の動作
が行なわれ、第５図に示す移動部５は同図に示す矢印Ａ
方向に回転する。次に、スイッチ機構７を操作して、圧
電体の電気的接続状態を切換えると、圧電体２a,２bは
電気的にオープンの状態となり、圧電体２c,２dが電気
的接続状態となる。これにより、今度は、圧電体２c,２
dが励振し、これらの励振に伴い、弾性体１には振動モ
ードＬ₁₀の縦振動定在波が生起する。そして、この縦振
動定在波に共鳴して、振動モードＢ₃₀の屈曲振動定在波
が誘起される。この場合において、縦振動の位相は、ス
イッチの切り換えにより、いずれの対の圧電体を励振さ
せるかに関係無く、同位相であるが、屈曲振動の位相
は、スイッチの切り換えによって、逆相になるため、圧
電体２a,２bを励振させる場合と、圧電体２c,２dを励振
させる場合とで、互いに逆向き(図５のＡ方向、Ｂ方向)
の回転力を得ることができる。上記構成によれば、スイ
ッチ機構７の操作だけで、適宜、回転の向きを変えるこ
とができる。また、非駆動側の圧電体を振動センサとし
て使用すれば、振動の検出が可能であり、正逆の駆動周
波数が一致しない場合に、振動の補正が可能となる。さ
らに、非駆動側の圧電体は電気的にオープン状態なの
で、駆動側の圧電体とは、弾性定数が異なり、弾性体は
非対称なものとなる。この結果、対称なときには結合し
ない縦振動と屈曲振動とを結合させることができる。そ
して、結合が生じていれば、縦振動の共振周波数で駆動
すれば良く、縦振動と屈曲振動との共振周波数を厳密に
一致させる必要がなく管理上有利となる。

【０００９】(第３実施例)図６は、この発明の第３実施
例である超音波駆動装置の構成を示す平面図である。こ
の第３実施例が、上記第１実施例(図１)及び第２実施例
(図４)と大きく異なるところは、２相の励振用の電源を
用いた点である。図６に示すように、弾性体１の広平面
１a上には、弾性体１に縦振動を生起させるための圧電
体２eが接着されている。一方、広平面１b上には、弾性
体１に屈曲振動を生起させるための一対の圧電体２f,２
gが、弾性体１bの縦中心線に対して左右対称となるよう
に、かつ分極が互いに逆向きとなるように、それぞれ接
着されている。また、４aは圧電体２eを励振するための
電源であり、４bは圧電体２f,２gを同時に励振するため
の電源である。上記構成によれば、縦振動と屈曲振動と
を独立に生起させることができるので、一段と高いトル
クを得ることができる。

【００１０】(第４実施例)図７、第４実施例である超音
波駆動装置の構成を示す側面図である。この図におい
て、符号８は振動部、９は移動部であり、これらは、図
１a)、(b)及び図２に示したと同一構成のものである。
より具体的に言えば、この例の振動部８を構成する弾性
体の材質はＳＵＳ３０４(ステンレス)、寸法は３１mm
(w)×２５．５mm(Ｈ)×５(Ｔ)mmであり、両端に高さ５m
mの突起部が設けられている。圧電体の材質はＣ−１(富
士セラミックス製の圧電セラミックスの商品名)で、寸
法は、２０mm×１０mm×０．５mmである。移動部９はＳ
４５Ｃ(鋼)によって作られ、直径は３５mmである。１０
は断面コ字状のフレーム部材、１１は振動部８をフレー
ム部材８に固定支持するための支持部材(Ｍ２のビス)、
１２は移動部９を加圧するための調整可能な加圧部材で
あって、軸部１３と加圧板１４とゴム部材１５と加圧バ
ネ１６と加圧ネジ１７とからなっている。１８は回転力
を出力する出力軸である。これら移動部９、軸部１３、
出力軸１８は、軸心を共通にして構成されている。上記
の構成において、加圧部材１７を調整して、移動部９の
加圧を７５０g、印加電圧を１０Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖ、
駆動周波数を１０２．６KHzに設定して特性実験を行っ
た。実験の結果は、図８に示すように、500g程度の高いトルク
が得られた。なお、上述の第1実施例においては、弾性体1に生起する屈
曲振動モードが反対称屈曲振動モードＢ₃₀となるよう
に、弾性体１の寸法形状を定めた場合について述べたが
(図２参照)、この発明は上記モードの場合に限定するも
のではなく、たとえば、使用の態様などに応じて、適
宜、反対称振動モードをＢ₁₀,Ｂ₆₀に設定することも可
能である。この場合において、仮に、縦振動共振、反対
称屈曲振動共振とも最低次のモードに設定する場合に
は、弾性体の寸法条件を定める第５式右辺のαの値は
７．８５である。また、上述の実施例においては、弾性
体に生起する屈曲振動モードが反対称屈曲振動モードと
なるように、該弾性体の寸法形状を定めた場合について
述べたが、これに限らず、使用の態様次第では、対称屈
曲振動モードを生起させるように、弾性体の寸法形状を
定めるようにしても、上述したと同様の効果を得ること
ができる。また、上述の実施例においては、直方体状の
弾性体を用いた場合について述べたが、この発明は、平
板状である限り、直方体に限定するものではない。ま
た、上述の実施例においては、縦振動の波形が第１式で
表され、屈曲振動の波形が第２式で表される場合につい
て述べたが、これに限らず、これらに類似する関係にあ
ればよい。また、上述の実施例においては、z方向縦振
動およびy方向反対称屈曲振動の共振周波数が相等しく
なる寸法条件として、第５式を使用する場合について述
べたが、これに限らず、他の近似式や経験式を用いても
良く、また、実験やシュミレーションにより寸法条件を
求めても良い。特に、弾性体が平板状直方体でない場合
には、他の近似式やシュミレーションが有効なものとな
る。また、上述の実施例においては、円板状の移動部５
(図２)が、端面１cの両端に設けられた突起部３a及び３
bに圧接される場合について述べたが、図９に示すよう
に、適宜、いずれか一の突起部にのみ、圧接されるよう
にしてもよい。また、上述の実施例においては、弾性体
１に突起部３a,３bを設けた場合について述べたが、こ
れに代えて、図１０に示すように、円板状の移動部１９
に突起部２０a,２０bを設けるようにして、これらの突
起部２０a,２０bを弾性体２１に圧接するようにして
も、上述したと同様の効果を得ることができる。また、
上述の実施例においては、弾性体１の端面１cの最端部
に突起部を設けるようにした場合について述べたが、要
は、屈曲定在波の節部以外であれば、最端部に限るもの
ではない。また、上述の実施例においては、円板状の移
動部５(図２)を用いた場合について述べたが、これに限
らず、たとえば、図１１に示すように、比較的半径の大
きな環状の移動部２２aを突起部３aに圧接するように
し、比較的半径の小さな環状の移動部２２bを突起部３b
に圧接するようにしても良い。このようにすれば、正逆
両方の駆動力を同時に得ることが可能である。また、図
１２に示すように、ローラ状の移動部２３を用いるよう
にしてもよい。さらにまた、上述の実施例においては、
振動部に突起部を設けるようにした場合について述べた
が、図１３に示すように、そろばん状の移動部２５を用
いるようにすれば、突起部のない弾性体２４によって構
成することが可能である。

【００１１】以下、図１４乃至図１９に基づきこの発明
を具体的に実験機した際の超音波駆動装置の実施例につ
いて説明する。図１４はこの発明の実験機として用いた
超音波駆動装置の実施例を示す全体構成図及び弾性体の
振動構成を示す概略図であり、特に、図（ｂ）で示すよ
うに圧電体２ｅ，２ｆ，２ｇの内、反対称屈曲振動励振
用ＰＺＴである圧電体２ｆ，２ｇの分極は図示の矢印の
方向で示すように逆向きとなるよう配置されている。
尚、輪郭振動励振用ＰＺＴである圧電体２ｅは全面同一
方向となっている。図１５はこの発明の実験機として用
いた超音波駆動装置の印加電圧Ｖ_B（Ｖ）と回転数Ｎ
（ｒｐｍ）の関係を示したグラフであり、図１６示す弾
性体の突起部の形状による各特性を示したもので、その
結果、突起部に図１６（ｃ）で示すスリットを形成した
ものは、その印加電圧Ｖ_B（Ｖ）と回転数Ｎ（ｒｐｍ）
の関係を示す特性はリニヤで円滑な駆動を得ることがで
きる。また図１７はこの発明の実験機として用いた超音
波駆動装置のトルクＴ（ｇｃｍ）と回転数（ｒｐｍ）の
関係を示したグラフで、この場合も突起部に図１６
（ｃ）で示すスリットを形成したもが駆動伝達効率が著
しいことが解る。これは等価的な弾性定数を小さくする
ことにより振動が増幅されたものと考えられる。また、
図１８はこの発明の実験機として用いた超音波駆動装置
に用いた弾性体の形状を示す正面図（ｂ）及び平面図
（ａ）とＡ部拡大図（ｃ）である。更に図１９はこの発
明の実験機として用いた超音波駆動装置に用いた移動体
の形状を示す正面図（ｂ）及び平面図（ａ）である。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、弾性
体若しくは前記移動体の少なくともいずれか一方に、該
移動部に駆動力を伝達する突起部を設けるとともに、該
突起部の前記弾性体若しくは移動部との接触面を凹凸形
状と成したことによって、突起部の弾性体若しくは移動
部との接触面の摩耗したにしても、圧着部に摩耗した粉
材が挟まることなく、しかも接触面の形状や圧着力等の
ばらつきなどによっても駆動力の伝達効率が低下するこ
との無い超音波駆動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である超音波駆動装置の
構成を示す平面図及び側面図である。

【図２】同装置の移動部の構成を示す斜視図である。

【図３】同振動部を構成する弾性体を示す斜視図及び同
振動部の平面図である。

【図４】この発明の第２実施例である超音波駆動装置の
構成を示す平面図及び同装置の本体たる振動部の構成を
示す側面図である。

【図５】同装置の移動部の構成を示す斜視図である。

【図６】この発明の第３実施例である超音波駆動装置の
構成を示す平面図である。

【図７第４実施例である超音波駆動装置の構成を示す側面図で
ある。【図８同装置の特性を示すグラフである。【図９】この発明の他の第１の変形例を示す図である。

【図１０】この発明の他の第２の変形例を示す図であ
る。

【図１１】この発明の他の第３の変形例を示す図であ
る。

【図１２】この発明の他の第４の変形例を示す図であ
る。

【図１３】この発明の他の第５の変形例を示す図であ
る。

【図１４】この発明の実験機として用いた超音波駆動装
置の実施例を示す全体構成図及び弾性体の振動構成を示
す概略図である。

【図１５】この発明の実験機として用いた超音波駆動装
置の印加電圧と回転数の関係を示すグラフである。

【図１６】この発明の実験機として用いた超音波駆動装
置に用いた弾性体の突起部の形状を示す部分斜視図であ
る。

【図１７】この発明の実験機として用いた超音波駆動装
置のトルクと回転数の関係を示すグラフである。

【図１８】この発明の実験機として用いた超音波駆動装
置に用いた弾性体の形状を示す正面図及び平面図とＡ部
拡大図である。

【図１９】この発明の実験機として用いた超音波駆動装
置に用いた移動体の形状を示す正面図及び平面図。

【符号の説明】

１,２１,２４…弾性体２a〜２g…圧電体、３a,３b,２０a,２０b…突起部、４,４a,４b…電源５,９,１９…円板状の移動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦振動と屈曲振動とを誘起する平板状の
弾性体と、該弾性体の平面に設けられた圧電体と、前記
弾性体の端面に浮揚力を与える縦振動と駆動力を与える
屈曲振動とを生起させる振動部と、前記弾性体の縦振動
共振周波数に等しい周波数の交流電圧を前記圧電体に印
加する電源とからなる超音波駆動装置において、浮揚力を与える前記縦振動と駆動力を与える前記屈曲振
動とを生起させる前記弾性体の端面であって、かつ屈曲
振動定在波の節部以外の位置に圧着して、振動時の前記
弾性体から駆動力を得る移動部を有し、しかも前記弾性体若しくは前記移動体の少なくともいず
れか一方に、該移動部に駆動力を伝達する突起部を設け
るとともに、該突起部の前記弾性体若しくは移動部との
接触面を凹凸形状と成したことを特徴とする超音波駆動
装置。
【請求項２】前記突起部の前記弾性体若しくは移動部
との接触面に形成した凹凸形状は、ローレット面より成
る請求項１に記載の超音波駆動装置。
【請求項３】前記突起部の前記弾性体若しくは移動部
との接触面に形成した凹凸形状は、板幅方向に平行で、
且つ所定の間隔で設けられたスリット溝によって形成さ
れて成る請求項１に記載の超音波駆動装置。