JPS60207466A - Supersonic motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enhance the efficiency without requirement of high mechanical working accuracy by generating a standing wave at a rotor of an elastic material by a vibrator, and generating a circular motion having drive component in the rotating direction of the rotor. CONSTITUTION:A supersonic motor has a rotatable rotor 30, a stator S, a vibrator for forming the rotor 30 of an elastic material 32 for generating a standing wave having the drive component in a supersonic signal, and a contactor 33 between the rotor 30 and the stator S. Thus, when a supersonic signal source having rotor intrinsic resonance frequency is applied through a brush and a slip ring to a lead wire 34 and an earth E to a vibrator 31, radial and circumferential vibrations (elongation and contraction) occur at the vibrator 31, and the material 32 (rotor 30) vibrates in a bevel gear shape. Thus, the drive componen is transmitted through the contactor 33 to the stator S, and the rotor 30 is driven in the rotating direction by the reaction.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、超音波モータに関し、特に、定在波を利用し
て、高効率、高出力を図った超音波モータに係わる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic motor, and particularly to an ultrasonic motor that utilizes standing waves to achieve high efficiency and high output.

［発明の技術的背景コ 従来から、第１図（ａ）＋　（ｂ）に示すような超音波
モータが知られている。この挿のモータは、圧電振動子
２０を接着した弾性体２１から成るステータＳと、この
弾性体に接触されたロータ２２とから構成されている。[Technical Background of the Invention] Ultrasonic motors as shown in FIGS. 1(a) and 1(b) have been known. This insert motor is composed of a stator S made of an elastic body 21 to which a piezoelectric vibrator 20 is adhered, and a rotor 22 that is in contact with this elastic body.

圧１！振動子２０は強誘電体、例えばチタン酸バリウム
やチタン酸ジルコン酸釦から成り、高電圧を印加して分
極し、その分極方向に交番電圧を印加すると電歪による
振動を生じる。この振動子は、該分極方向（小円内に点
および十字で示す）を交互に変えて、弾性体２１の周方
向に配置された各振動子２０ａ、２０ｂ・・・・から成
る。弾性体２１は、１つの態様において電気導体である
。超音波信号源■　をリード線２３．２４とアース８間
から振動子２０に印加すると、例えば一方の振動子２０
ａはステータの弾性体２１の周方向に伸長するように、
他方の振動子２０ｂは圧縮するように、それぞれ分極方
向が異な−）で設定さ九ているので、弾性体２１は第２
図に示す如く加振される。この波動は、いわば縦波と横
波との複合波とも称す八き表面弾性波または撓み波であ
る。振動子２０　ａ　−ｂの周方向の寸法によって規定
される波長λ中の、弾性体の表面における１つの粒子と
して把握できる頂点■）は、周方向Ｘの短軸２ｕ、縦方
向Ｚの長軸２Ｗの楕円軌跡を描く。弾性体２１がロータ
２°２と接触する頂点１）で、波動は方向２６にＶ＝２
πｊ’ｕの速度で進行波として伝播する。この結果、ロ
ータ２２は弾性体２１との摩擦力で波動の進行と逆方向
２７に速度■で駆動され１表面波モータが構成される。Pressure 1! The vibrator 20 is made of a ferroelectric material, such as barium titanate or zirconate titanate, and is polarized by applying a high voltage, and when an alternating voltage is applied in the direction of the polarization, vibration is caused by electrostriction. This vibrator consists of vibrators 20a, 20b, . . . arranged in the circumferential direction of the elastic body 21, with the polarization directions (indicated by dots and crosses in small circles) alternately changed. Elastic body 21 is an electrical conductor in one embodiment. When the ultrasonic signal source ■ is applied to the vibrator 20 from between the lead wires 23 and 24 and the ground 8, for example, one of the vibrator 20
a extends in the circumferential direction of the elastic body 21 of the stator,
Since the other vibrator 20b is set to have different polarization directions (-) so as to be compressed, the elastic body 21 is
It is vibrated as shown in the figure. This wave is a surface acoustic wave or a bending wave, which is also called a composite wave of a longitudinal wave and a transverse wave. The vertex (■) that can be grasped as one particle on the surface of the elastic body within the wavelength λ defined by the circumferential dimension of the vibrator 20 a - b is the short axis 2u in the circumferential direction X and the long axis in the longitudinal direction Z. Draw an elliptical locus of 2W. At the vertex 1) where the elastic body 21 is in contact with the rotor 2°2, the wave motion is V=2 in the direction 26.
It propagates as a traveling wave at a speed of πj'u. As a result, the rotor 22 is driven by the frictional force with the elastic body 21 at a speed 27 in a direction 27 opposite to the propagation of the waves, thereby forming one surface wave motor.

なお、振動子に印加する交番電圧の位相を変更すると。Note that if you change the phase of the alternating voltage applied to the vibrator.

撓み振動の波動は逆方向になるので、ロータの回転方向
を変えることができる。この場合、ステータＳの内径を
ｒ、外径をａ、ヤング率をＥ、密度をｐ、ポアソン比を
σとすれば、ステータの固有共振周波数（ω。＝２π鮨
）は、 で表わされる。式中、αｎｏは半径比Ｘ（、＝ｒ／ａの
関数である。Since the wave motion of the bending vibration is in the opposite direction, the direction of rotation of the rotor can be changed. In this case, if the inner diameter of the stator S is r, the outer diameter is a, the Young's modulus is E, the density is p, and Poisson's ratio is σ, then the natural resonant frequency (ω.=2π) of the stator is expressed as follows. In the formula, αno is a function of the radius ratio X (,=r/a.

［背景技術の問題点］ 而して、かかるモータは、ステータＳの弾性体２１の表
面粒子の回転運動を利用しているため。[Problems with Background Art] This motor utilizes the rotational movement of surface particles of the elastic body 21 of the stator S.

弾性波は進行波である必要があり、もしも定在波が発生
すると該表面粒子は縦方向Ｚのみであり前述の楕円軌道
を描かないから、モータ効率は低１：する。そこで、定
在波の発生を防止するため、第１図（ｂ）に示す如く、
空隙部２５を設けて振動Ｆ２０を２クループに分離独立
させたり、クループ化された振動子のリート！！２３．
２４へ印加さＪしる超音波信号源の位相をπ／　２　ｒ
ａｄシフトする等の措置を構する必要がある。The elastic wave must be a traveling wave, and if a standing wave is generated, the surface particles will only move in the vertical direction Z and will not draw the aforementioned elliptical orbit, so the motor efficiency will be low. Therefore, in order to prevent the generation of standing waves, as shown in Figure 1(b),
By providing a gap 25, the vibration F20 can be separated into two independent groups, or a looped vibrator can be used! ! 23.
The phase of the ultrasonic signal source applied to 24 is π/2 r
It is necessary to take measures such as shifting to AD.

また、楕円軌道で回転するステータの表面粒子の頂点■
】、ｌ）′・・・のみがロータと接触しなければならな
いから、ステータとロータの摩擦損失を防ぐために、両
者の表面粗度は粒子軌道の長径Ｗ　Ｉｃ。In addition, the vertices of the surface particles of the stator rotating in an elliptical orbit■
], l)'... must be in contact with the rotor, so in order to prevent friction loss between the stator and rotor, the surface roughness of both should be adjusted to the major axis W Ic of the particle trajectory.

比して無視できるほど極めて精度の高い機械加工をして
平滑面を形成することが要求される。このため、表面粗
さはモータ効率の低下に直結する。It is required to form a smooth surface by machining with extremely high precision, which is negligible in comparison. Therefore, surface roughness is directly linked to a decrease in motor efficiency.

（特公昭５７−２１９３号、特開昭５４−１６４２０２
号、特開昭５５−１２５０５２号、特開昭５６−１３８
４６９号、特開昭５７−７８３７８号、特開昭５８−９
３４７８号、特開昭５８−１／１８６８２号各公報およ
びＮ」ににヒ」旧１こＨＡＮＩＣＡＬ　ＨＪ８３．２．
２８第４４　＝　＝１９頁［大１〜ルつて定速回転する
表面波モータ」ン。(Special Publication No. 57-2193, JP-A-54-164202
No., JP-A-55-125052, JP-A-56-138
No. 469, JP-A-57-78378, JP-A-58-9
No. 3478, Japanese Patent Application Laid-open No. 58-1/18682, and the former HANICAL HJ83.2.
28 No. 44 = = Page 19 [Surface wave motor that rotates at a constant speed]

「発明の目的」 本発明は斜上の従前の難点を解消するためになされたも
ので、定在波を積極的に利用することにより、高効率、
高出力を図った超音波モータを提供せんとするものであ
る。``Purpose of the Invention'' The present invention has been made to solve the problems of the previous problems with slope-climbing.
The present invention aims to provide an ultrasonic motor with high output.

［発明のイ既要］ このような目的を達成するため、本発明の超音波モータ
は１回転中心を持ぢその回転方向へ回動口Ｉ能なロータ
と、該ロータと協働するステータと、超音波４８号が印
加されて前記回転方向への駆動成分を持つ円Ｍ！Ｉｉｌ
＋を有する定在波を発生させ少なくとも弾性体の前記ロ
ータを構成する振動子と、前記ロータの前記円運動が発
生さ九ている区域上に固定されて該駆動成分を前記ステ
ータ１＼作用せしめる接触子とを備えている。[Summary of the Invention] In order to achieve such an object, the ultrasonic motor of the present invention includes a rotor having a rotation center of one rotation and capable of rotating in the direction of rotation, and a stator that cooperates with the rotor. , a circle M to which ultrasonic wave No. 48 is applied and has a driving component in the rotational direction! Iil
a vibrator constituting the rotor, which is made of an elastic body, and which is fixed on a region of the rotor where the circular motion is generated to cause the driving component to act on the stator 1; It is equipped with a contactor.

［発明の好ましい実施例］ 以下１本発明の好ましい実施例を図面に冶って詳述する
。[Preferred Embodiments of the Invention] A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第３〜９図において、本発明による超音波モータは、後
述のように、回転中心Ｏを持ちその回転方向１（Ｄへ回
動可能なロータ３０と、ロータ３０と協働するステータ
Ｓと、超音波信号が印加さｈて前記回転方向１（Ｌ）へ
の駆動成分を持つ円運動３５を有する定在波３７．３８
を発生させ少なくとも弾性体３２の前記ロータ３０を構
成する振動ｆ３１と、前記ロータの前記円運動が発生さ
れている区域Ｚ上に固定さＪして該駆動成分を前記ステ
ータへ伝達もしくは作用せしめる接触子３３とに備えて
いる。3 to 9, the ultrasonic motor according to the present invention includes a rotor 30 having a rotation center O and rotatable in the rotation direction 1 (D), and a stator S cooperating with the rotor 30, as will be described later. An ultrasonic signal is applied to create a standing wave 37,38 having a circular motion 35 with a driving component in the rotational direction 1 (L).
vibration f31 that generates at least the rotor 30 of the elastic body 32, and a contact fixed on the area Z where the circular motion of the rotor is generated to transmit or act on the driving component to the stator. I am preparing for child 33.

この実施例において、ロータ３０の振動子３１は、第３
図に示すように、分極方向（小円内に点および十字で示
す）を交互に変えて１弾性体３２の周方向に間隙なく配
置された各振動子３１ａ、３１ｂ・・・・から成り、図
示の例では１２枚の扇形振動素子で構成されている。こ
れをリンク状の弾性体３２に接着せしめるとロータ３ｏ
が構成さ汎る。各振動子３１の一方の電極面にはリート
線３４か、他方の電極面には共通アースＥか夫々接続さ
れる。この場合、超音波（８号源はブラシおよびスリッ
プリンク（図示せず）を介して前記リート線およびアー
スに給電される。ムお、各振動子の分極方向を同一とし
、印加電圧を交互に逆方向に変えるように回路構成して
もよいわまた以上の例では振動子３１と弾性体３２を別
体に構成しているが、振動子３１を弾性材料により形成
し、振動子と弾性体を一体構造とすることもできる。In this embodiment, the vibrator 31 of the rotor 30 is
As shown in the figure, it consists of vibrators 31a, 31b, etc. arranged without gaps in the circumferential direction of one elastic body 32, with the polarization directions (indicated by dots and crosses in small circles) alternately changed. In the illustrated example, it is composed of 12 fan-shaped vibration elements. When this is glued to the link-shaped elastic body 32, the rotor 3o
is made up of. A Riet wire 34 is connected to one electrode surface of each vibrator 31, and a common ground E is connected to the other electrode surface. In this case, the ultrasonic (No. 8 source) is fed to the Riet wire and ground through brushes and slip links (not shown). The circuit may be configured to change the direction in the opposite direction.Also, in the above example, the vibrator 31 and the elastic body 32 are configured separately, but the vibrator 31 is formed of an elastic material, and the vibrator and the elastic body It is also possible to have an integral structure.

接触イ３３は図示の例においてロータ３０の振動子３１
上の所定位置に固定されてステータＳに接触さＪしてい
るが、別法としてロータ３０の弾性体３２上に固定して
ステータＳに接触させるようにしてもよい。In the illustrated example, the contact 33 is connected to the vibrator 31 of the rotor 30.
Although it is fixed at a predetermined position above and in contact with the stator S, it may alternatively be fixed on the elastic body 32 of the rotor 30 and brought into contact with the stator S.

前述のロータ固有共振周波数をもつ超音波信号源Ｖ　Ｓ
］ｎωＬを前記ブラシおよびスリップリングを介してリ
ード線３４とアース６間から振動子３１に印加すると１
例えば一方の振動イ３１ａはロータ３０の弾性体３２の
周方向に伸長するようし；、他方の振動子３１ｂは圧縮
するように、それぞれ分極方向が異なって設定さ才して
いるので、振動子３１は径）向の振動（伸縮）と周方向
の振動（伸縮）をするため、弾性体３２、即ち〇−タ３
０は傘歯車状に振動する（第５図、ａ、ｂ）、これを詳
述すると、振動ｆ３１ａのような分極方向をもった振動
子は径方向へ振動する定在波３８を発生し、３１ｃのよ
うな反対の分極方向をもった振動子はπｒａｄ異って径
方向へ振動する定在波３８′を発生する。この径ノブ向
の振動と周方向の振動との関係は前述のポアソン比によ
って定められる。従って、第５図（ｂ）に示すように、
いま超音波信号源Ｖｓ１ｎωしが正であるときロータ３
０は振動子３１ａ。Ultrasonic signal source V S having the above-mentioned rotor natural resonance frequency
] When nωL is applied to the vibrator 31 from between the lead wire 34 and the ground 6 through the brush and the slip ring, 1
For example, one vibrator 31a is set to extend in the circumferential direction of the elastic body 32 of the rotor 30, and the other vibrator 31b is compressed, so that the polarization directions are set differently. 31 is an elastic body 32, that is, the
0 vibrates like a bevel gear (Fig. 5, a, b). To explain this in detail, a vibrator with a polarization direction such as vibration f31a generates a standing wave 38 that vibrates in the radial direction, A vibrator with an opposite polarization direction, such as 31c, generates a standing wave 38' that vibrates in the radial direction with a difference of π rad. The relationship between the vibration in the radial knob direction and the vibration in the circumferential direction is determined by the aforementioned Poisson's ratio. Therefore, as shown in FIG. 5(b),
Now, when the ultrasonic signal source Vs1nω is positive, the rotor 3
0 is the vibrator 31a.

３１ｂの如く加振され、負であるときロータ３０は振動
子３］ｃ、３１ｄの如く加振されるから、１つの振動子
上の接触子３３は信号源の１サイクルに亘って、振幅１
（で径方向に振動することになる。31b, and when it is negative, the rotor 30 is vibrated as the vibrators 3c and 31d, so the contactor 33 on one vibrator has an amplitude of 1 over one cycle of the signal source.
(It will vibrate in the radial direction.

一方、周方向の振動について考えてみると、第６図の如
く、一つの振動子３１は周方向Ｘ＜−Ｘ）の中心Ｏ・で
は変位せず１両端において周方向に一方、周方向の振動
について考えてみると、第６図の如く、一つの振動子３
］は周方向Ｘ（−、Ｘ）の中心Ｏ′では変位せず１両端
において周方向に伸縮する挙即Ｊを呈している。この波
動は、第７図に７１ｊす如く、変位の大きさは中心Ｏ′
で零１両端で最大の伸縮にする定在波３７を発生してい
ることになる。On the other hand, if we consider vibration in the circumferential direction, as shown in Fig. 6, one vibrator 31 is not displaced at the center O in the circumferential direction If we think about vibration, as shown in Figure 6, one oscillator 3
] is not displaced at the center O' in the circumferential direction X (-, X), but expands and contracts in the circumferential direction at both ends. As shown in Fig. 7, the magnitude of the displacement of this wave is centered at O'
This means that a standing wave 37 is generated that causes maximum expansion and contraction at both ends of zero1.

そこで、こＡしらの径方向Ｒおよび周方向Ｘの両定在波
３８．３７をそのリサージュ図形により合成すると、振
Ａｔｌ＋子３１、従ってロータ３υ上の粒イとして把握
できる表面各部は、第８図にボす如く、円運動３５の軌
道を描く。なお、本明細書においてｒ円」どは、真円の
みならず楕円をも含める趣旨である。図から明らかなよ
うに、１つの振動−ｆ３１のＸ方向と−Ｘ方向では円運
動の駆！ｌ！ＩＩ（回転〕方向は逆になる。そこで、接
触ｆ・３３をロータ３０の前記円運動３５が発生されて
いる区域Ｚ（図では１つの振動子について３個つつ方向
が異なる円軌跡６個を描いている。従って１周方向中心
Ｏ′と周方向端縁Ｏ″には円運動は発生しない）へ固定
し、これをステータＳに接触させる〔第４図〕ことによ
り、ロータ３０は反作用により回転方向ｋＤへ駆動され
る。この場合、複数個の接触子３３（図面では３個）を
用いる際には、モータ効率上。Therefore, if both the standing waves 38.37 in the radial direction R and the circumferential direction Draw the trajectory of the circular motion 35 as shown in the figure. Note that in this specification, the term "r circle" is intended to include not only a perfect circle but also an ellipse. As is clear from the figure, in the X and -X directions of one vibration -f31, there is a circular motion! l! II (rotation) direction is reversed.Therefore, the contact f 33 is connected to the zone Z where the circular motion 35 of the rotor 30 is generated (in the figure, six circular loci with different directions, three for one vibrator) Therefore, by fixing the circumferential center O' and the circumferential edge O'' in contact with the stator S (Fig. 4), the rotor 30 is moved by the reaction force. It is driven in the rotational direction kD.In this case, when using a plurality of contacts 33 (three in the drawing), it is necessary to improve motor efficiency.

回連１＃３５の回転方向が同一である区域Ｚにそ１１そ
れ固定するのが好ましい。It is preferable to fix the sleeve 11 in the area Z where the rotating direction of the rotation unit 1 #35 is the same.

次に、接触ｆ−３３における前記円運動３５によりロー
タ３０に対する回転方向ＲＤへの駆動乃至回転成分が得
られるメカニズムについて説明する。Next, a mechanism will be described in which the circular motion 35 at the contact f-33 provides a drive or rotational component to the rotor 30 in the rotational direction RD.

いま、説明を簡単にするために振動子３１上の円運動３
５′を真円運動に想定し、その軌跡を極端に誇張し、該
挙動を図示すると第９図のようになる。図から明らかな
ように、ロータ３０の回転中心０から円運動３５′の軌
道へ２本の接線Ｉｌｌ○。Now, to simplify the explanation, circular motion 3 on the vibrator 31
5' is assumed to be in perfect circular motion, its trajectory is exaggerated to an extreme extent, and the behavior is illustrated as shown in FIG. 9. As is clear from the figure, there are two tangent lines Ill○ from the rotation center 0 of the rotor 30 to the orbit of the circular motion 35'.

ＩＶＯを引くと、その接点ｕｉ’、ｔｖ’間の円弧ＩＩ
Ｉ　’　ＩＶ　’はロータ３０の回転方向ＲＤに対して
正の回転トルクを発生し、円弧ＩＶ’ｌｌｌ’は逆の回
転トルクを発生している。第９図において、黒丸？ｉ　
（−１加した矢印は円運動３５′による各軌道部分にお
ける力、太い矢印は回転トルク、その他の矢印は遠心力
成分を人々示す。そこで、円軌道３５′の中心かである
から、両者の回転トルクのべり１−ル和により、該円運
動について、第９°図に示す時計回りの回転り向ＲＤへ
の駆動成分が得ら九る。この駆動成分は接触子３３を介
してステータＳへ伝達、作用させらｈで、ロータはその
反作用により回転方向ＲＤへ駆動せしめられるのである
。区から解かるように、円運動３５′は楕円である方か
■ビＩＶ’ができる。When IVO is drawn, the arc II between the contact points ui' and tv'
I'IV' generates a positive rotational torque with respect to the rotational direction RD of the rotor 30, and the circular arc IV'llll' generates an opposite rotational torque. In Figure 9, the black circle? i
(The arrows added by -1 indicate the force at each orbital part due to the circular motion 35', the thick arrows indicate the rotational torque, and the other arrows indicate the centrifugal force components. Therefore, since it is the center of the circular orbit 35', the Due to the slip sum of the rotational torque, a drive component in the clockwise rotational direction RD as shown in FIG. 9 is obtained for the circular motion. The rotor is driven in the rotational direction RD by the reaction force.As can be seen from the equation, the circular motion 35' is an ellipse.

以上の実施例において、振動子および接触子は大々複数
個用いたものについて説明したが、そｔＬぞれ単一のも
ので構成することかできる。接触子を単一にしたとぎは
、ステータの適当な支持手段が必要となる。また、ステ
ータおよびロータ（振動偵および弾性体）はリング状の
ものについて例示したか、こ汎らを所定角度のセクター
状にして構成してもよい。従って、本明細書中にて「回
転」とは２πｒａｄの変位のみならす、そ九以下の角度
での回動をも含める唐、義として解釈される。また、振
動子として圧電型素子を用いたが、これに代えて磁歪型
索ｆ・を使用することもできる。In the above embodiments, a plurality of vibrators and contactors are used, but each of them may be composed of a single one. A single contactor requires suitable means for supporting the stator. In addition, although the stator and rotor (vibrator and elastic body) are shown as being ring-shaped, they may be configured in the form of a sector with a predetermined angle. Therefore, in this specification, "rotation" is interpreted to mean not only a displacement of 2π rad, but also a rotation at an angle of 9 or less. Furthermore, although a piezoelectric element is used as the vibrator, a magnetostrictive cable f can also be used instead.

次のような実験を行なった。内径６０ｎｕ１１．外径８
０　ｎｌＩｎ　、厚さ４　＋ｎｍの銅製のリング状弾性
体に、厚さｌ　＋ｎｍ、チタン酸バリウム製の圧電振動
子３１を隙間なく６個分極方向を互いに変えて接着した
・接触子３３をロータ３０の振動子３１上における前述
の円運動を発生している部分Ａ、Ａ’、Ａ”の３点に固
定し、超音波信号■。ｓｉｎωしくＶ、＝４０Ｖｐρ、
周波数＝２０ＫＨｚ）を振動Ｐの電極間に印加した。得
られたトルク曲線は第１０図の如き垂ド特性をボした。The following experiment was conducted. Inner diameter 60nu11. Outer diameter 8
Six piezoelectric vibrators 31 made of barium titanate and having a thickness of 1 + nm are adhered to a ring-shaped elastic body made of copper having a thickness of 0 nlIn and a thickness of 4 + nm, with the polarization directions mutually changed.The contactor 33 is attached to the rotor 30. Fix the three points A, A', and A'' on the vibrator 31 that are generating the circular motion described above, and generate the ultrasonic signal ■.sinω, V, = 40Vpρ,
A vibration P (frequency = 20 KHz) was applied between the electrodes. The torque curve obtained did not have the droop characteristic as shown in FIG.

次に、接触子をＡ、Ａ’、Ａ”と反対側にある部分Ｂ、
Ｂ’、Ｂ”に移動して同じ実験を行なったところ、トル
ク曲線は殆んど同じであったが、モータ回転方向はｊφ
になった。同様に、接触子をロータ振動子の中心ｃ−ｃ
′、Ｃ″に移動して同じ実験をしたところロータ３０は
全く回転しなかった。Next, move the contacts to A, A', A" and the part B on the opposite side,
When we performed the same experiment by moving to B' and B'', the torque curves were almost the same, but the motor rotation direction was jφ
Became. Similarly, move the contactor to the center of the rotor oscillator c-c
When the rotor 30 was moved to ``, C'' and the same experiment was performed, the rotor 30 did not rotate at all.

〔発明の効果コ 以上の実施例からも明らかなように１本発明によれは、
弾性体のロータに振動子により定在波を発生させてロー
タの回転方向への駆動成分をもつ円運動を惹起させるよ
うにしたので、従来技術の欠点である摩擦損失を防止す
るだめの高い機械加工精度が不要となると共に、高効率
の超音波モータを構成することかできる。また、定在波
を積極的に利用しＣいるために、ロータの全面に振動子
を配置することかできるから、高い１−ルク出力を得る
ことができる。また、従来技術では定在波の発生を防１
１−するため位相の異なる超音波信号を加える必要があ
ったが、本発明ではぞｈか不要であるなとの技術的メリ
ットを奏する。[Effects of the Invention] As is clear from the above embodiments, the present invention has the following effects:
A vibrator generates a standing wave in the elastic rotor to induce circular motion with a driving component in the rotational direction of the rotor, making it a highly effective machine that prevents friction loss, which is a drawback of conventional technology. Machining precision is not required, and a highly efficient ultrasonic motor can be constructed. In addition, since standing waves are actively utilized, vibrators can be placed over the entire surface of the rotor, so a high 1-lux output can be obtained. In addition, conventional technology prevents the generation of standing waves.
1-, it was necessary to add ultrasonic signals of different phases, but the present invention has the technical advantage that this is not necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図（ａ）、（ｂ）はそれぞＪし従来の超音波モータ
の側面図、平面図。 第２図は第１図にツバすモータのコリ１作説明図、第３
図＜ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明による超音波モータ
におけるロータの側面図、平面図、第４図は第３図に示
すロータにステータが付加さ九て得られる本発明の超音
波モータの側面図、第５図（ａ）は該モータの動作説明
図、第５図（ｈＪは第５図（ａ）の１−Ｌ′、１【−Ｉ
ビ線断面図、第６〜９図は該モータの動作説明図、 第１０図は本発明の実験に用いらｔした該モータによっ
て得られた１−ルク曲線、 第１ｊ図は第１Ｏ図に示すトルク曲線を得るために用い
ら肛たモータの平面図を示す。 Ｓ　・・・・・・・・ステータ ２・・・・・・・・円運動発生区域 ３０　・・・・・・・　ロータ ３１　・・・・・・・・振動子 ；３２　・・・・・・・・弾性体 ３３　・・・・・・・・接触子 ３５　・・・・・・・・円運動 ３７．３８　・・・・・・・・定在波 第１図 （（２）　（ｂ）　。 第２図 第３図 ＋５ｕ 第４図 第８図FIGS. 1(a) and 1(b) are a side view and a plan view, respectively, of a conventional ultrasonic motor. Figure 2 is an explanatory diagram of the motor stiffness that is attached to Figure 1, and Figure 3 is
Figures a) and (b) are a side view and a plan view of a rotor in an ultrasonic motor according to the present invention, respectively, and Figure 4 is an ultrasonic motor of the present invention obtained by adding a stator to the rotor shown in Figure 3. FIG. 5(a) is a side view of the motor, FIG. 5(a) is an explanatory diagram of the operation of the motor, FIG.
6 to 9 are explanatory diagrams of the operation of the motor. Figure 10 is the 1-lux curve obtained by the motor used in the experiments of the present invention. Figure 1J is the diagram 1O. Figure 3 shows a top view of the motor used to obtain the torque curves shown. S...Stator 2...Circular motion generation area 30...Rotor 31...Vibrator; 32... ...Elastic body 33 ......Contactor 35 ......Circular motion 37.38 ......Standing wave Fig. 1 ((2) (b ).Figure 2Figure 3+5u Figure 4Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 回転中心を持ちその回転方向へ回動可能なロータと、該
ロータと協働するステータと、超音波信号が印加さＪし
て前記回転方向への駆動成分を持つ円運動を有する定在
波を発生させ少なくとも弾性体の前記ロータを構成する
振動子と、０；１記ロータの前記円運動が発生されてい
る区域上に固定されて該駆動成分を前記ステータへ作用
せしめる接触子とを備えていることを特徴とする超音波
モータ。A rotor having a center of rotation and rotatable in the direction of rotation, a stator that cooperates with the rotor, and an ultrasonic signal applied to generate a standing wave having circular motion with a driving component in the direction of rotation. a vibrator that generates at least the rotor of an elastic body; and a contact that is fixed on the area of the rotor where the circular motion is generated and causes the driving component to act on the stator. An ultrasonic motor characterized by: