DE3345274C2 - - Google Patents
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- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf
einen Vibrationswellenmotor gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Aus der US-PS 40 19 073 ist ein Vibrationswellenmotor
bekannt, bei dem eine Vibrationsbewegung, welche in
einem elektrostriktiven Element erzeugt wird, wenn eine
periodische Spannung an dieses Element angelegt wird,
in eine Drehbewegung oder eine geradlinige Bewegung umgewandelt
wird. Da dieser Motor keine Wicklung wie ein
herkömmlicher Elektromotor benötigt, ist dieser Motor
konstruktiv einfach, in seinen Abmaßen kompakt, und er erzeugt
auch ein hohes Drehmoment, selbst bei niedrigen
Drehzahlen und besitzt ein niedriges Trägheitsmoment.
Jedoch wird bei dem bekannten Vibrationswellenmotor
bei der Umwandlung der Vibrationsbewegung in die Drehbewegung
ein bewegbares Teil, wie beispielsweise ein
Rotor, der in Berührung mit einem Vibrationsteil steht,
in einer einzigen Richtung mit Hilfe einer stehenden
Vibrationswelle durch Reibung angetrieben, wobei diese
Welle in dem Vibrationsteil erzeugt wird. Bei einer vorwärtsgerichteten
Bewegung des Vibrationsteiles steht das
bewegbare Teil in Reibeingriff mit dem
Vibrationsteil in Berührung, und bei einer rückwärtsgerichteten
Bewegung wird das
bewegbare Teil von dem Vibrationsteil wegbewegt. Daher
muß das Vibrationsteil und das bewegbare Teil derart konstruiert
sein, daß sie innerhalb eines sehr schmalen Abstandsbereiches
miteinander in Berührung stehen, d. h.
also in Form einer Punktberührung oder in Form einer
Linienberührung. Als Folge ist der Wirkungsgrad des Friktionsantriebes
sehr niedrig.
Da weiter die Antriebskraft nur in einer gegebenen Richtung
wirkt, verläuft die Bewegungsrichtung des bewegbaren
Teiles in einer einzigen Richtung. Um daher das bewegbare
Teil in entgegengesetzte Richtung zu bewegen, ist es erforderlich,
die Richtung der Vibration mit Hilfe eines
anderen Vibrationsteiles mechanisch umzuschalten. Um daher
einen reversiblen, drehbaren Vibrationswellenmotor zu erreichen,
ist ein komplexes Gerät erforderlich, und die
Vorteile des Vibrationswellenmotors, d. h. die einfache
Konstruktion und die kompakte Ausführung gehen im wesentlichen
verloren.
Um das zuvor erläuterte Problem zu lösen wurde bereits ein
Vibrationswellenmotor der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der mit Hilfe einer
wandernden Vibrationswelle angetrieben wird. Diesbezüglich
wird auf die nachveröffentlichten JP-OS 58-1 48 682 und JP-OS 59-96 883
verwiesen.
Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung
eines derartigen Vibrationswellenmotors.
Ein Vibrationsabsorber 4, ein Metallring-Vibrationsteil
2 mit elektrostriktiven Elementen 3, die auf diesem angeordnet
sind, und ein bewegbares Teil 1 sind in dieser
Reihenfolge auf einen zentralen Zylinder 5 a eines
Stators 5 aufgeschoben, der als Basis dient. Der Stator
5, der Absorber 4 und das Vibrationsteil 2 sind so
montiert, daß sie sich gegeneinander nicht drehen können.
Das bewegbare Teil 1 ist durch seine Schwere oder
mit Hilfe einer Vorspanneinrichtung (nicht gezeigt) gegen
das Vibrationsteil 2 gedrückt, um dadurch den Zusammenhalt
des Motors aufrechtzuerhalten. Mehrere elektrostriktive
Elemente 3 a sind in einer Teilung angeordnet, die
gleich der Hälfte einer Wellenlänge λ einer Vibrationswelle
ist; weiter sind mehrere elektrostriktive Elemente
3 b in einer Teilung von λ/2 angeordnet. Die
elektrostriktiven Elemente 3 können aus einem einzigen
ringförmigen Element bestehen, welches in einer
Teilung von λ/2 polarisiert ist, um dadurch polarisierte
Zonen 3 a und 3 b zu bilden, wie
dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die elektrostriktiven Elemente
3 a und 3 b sind phasenverschieben angeordnet, und zwar
in einer Teilung von (n₀+1/4) λ, wobei n₀=0, 1, 2,
3, . . . gilt. Weiter sind Anschlußdrähte
11 a mit den jeweiligen elektrostriktiven Elementen 3 a
und Anschlußdrähte 11 b sind mit den jeweiligen
elektrostriktiven Elementen 3 b verbunden, wobei die
Anschlußdrähte 11 a und 11 b mit einer Wechselstromquelle
6 a bzw. mit einem 90°-Phasenschieber 6 b
verbunden sind (siehe Fig. 3). Ein Anschlußdraht 11 c
ist mit dem Vibrationsteil 2 und mit der Wechselstromquelle
6 a verbunden. Eine Friktionsfläche
1 a des bewegbaren Teiles 1 ist in Druckberührung
mit dem Vibrationsteil 2 verbunden und aus
Hartgummi gebildet, um die
Friktionskraft zu erhöhen und den Abrieb zu vermindern.
Fig. 3 veranschaulicht die Erzeugung der Vibrationswelle
in dem Motor nach den Fig. 1 und 2. Die elektrostriktiven
Elemente 3 a und 3 b, die mit dem
Vibrationsteil 2 verbunden sind, sind der Übersichtlichkeit
halber nebeneinander angeordnet gezeigt, erfüllen
die Forderung einer Phasendifferenz von λ/4,
wie dies zuvor erläutert wurde, und sind im wesentlichen
äquivalent zur Anordnung der elektrostriktiven Elemente
3 a und 3 b des Motors nach Fig. 1. Die Symbole in den
elektrostriktiven Elementen 3 a und 3 b geben an, daß sie
bei einem positiven Zyklus der Wechselspannung expandieren,
und die Symbole geben an, daß sie im positiven
Zyklus kontrahieren.
Das Vibrationsteil 2 wird als eine der Elektroden
der elektrostriktiven Elemente 3 a und 3 b verwendet.
Eine Wechselspannung V=V₀ sin l t aus der Wechselstromquelle
6 a wird den elektrostriktiven Elementen 3 a zugeführt,
und eine Wechselspannung
V = V₀ sin (ω t ± π/2) ,
wird den elektrostriktiven
Elementen 3 b aus der Wechselstromquelle 6 a über den
90°-Phasenschieber 6 b zugeführt. Das Vorzeichen + oder -
in der Gleichung wird mit Hilfe des Phasenschiebers 6 b
gewählt und bestimmt die Bewegungsrichtung des bewegbaren
Teiles 1. Wenn das
Vorzeichen + gewählt wird, wird die Phase um +90° verschoben
und das bewegbare Teil 1 vorwärtsbewegt;
wenn das Vorzeichen - gewählt wird, wird die Phase um
-90° verschoben und das bewegbare Teil 1 rückwärtsbewegt.
Es sei angenommen, daß das Vorzeichen - gewählt
wurde und den elektrostriktiven Elementen 3 b die Spannung
V = V₀ sin (ω t - π/2) ,
zugeführt wird. Wenn
lediglich die elektrostriktiven Elemente 3 a durch die
Spannung V = V₀ sin ω t in Vibration versetzt werden,
wird eine stehende Vibrationswelle erzeugt, die
in Fig. 3 (a) gezeigt ist. Wenn nur die elektrostriktiven
Elemente 3 b durch die Spannung
V = V₀ sin (ω t - π/2) ,
in Vibration versetzt werden, wird eine stehende
Vibrationswelle erzeugt, die in Fig. 3 (b) gezeigt
ist. Wenn die beiden Wechselspannungen mit der Phasenverschiebung
gleichzeitig an die
elektrostriktiven Elemente 3 a und 3 b angelegt werden,
ergibt sich eine wandernde Vibrationswelle. Fig. 3 (c)
zeigt die Welle zu einem Zeitpunkt t=2n π/ω, Fig. 3 (d)
zeigt die Welle bei t=π/2ω+2n π/ω, Fig. 3 (e)
zeigt die Welle bei t=f/ω+2n π/ω, und Fig. 3 (f)
zeigt die Welle bei t=3π/2ω+2n f/ω. Die Wellenfront
der Vibrationswelle wandert in x-Richtung.
Die wandernde Vibrationswelle enthält eine Longitudinalwelle
und eine Lateralwelle. An einem Massepunkt A oder A′ des
Vibratiaonsteiles 2 in Fig. 4 bewirken eine Longitudinalamplitude
u und eine Lateralamplitude w eine elliptische,
im Gegenuhrzeigersinn verlaufende Drehbewegung. Da das bewegbare
Teil 1 über eine Druck- oder Preßverbindung mit der
Fläche des Vibrationsteiles 2 verbunden ist und nur
Scheitelpunkte der Vibrationsfläche berührt, wird es durch die
Komponenten der Longitudinalamplitude u der elliptischen
Bewegung der Massepunkte A, A′, . . . an den Scheitelpunkten
getrieben, so daß das bewegbare Teil 1 in Richtung eines
Pfeiles N bewegt wird.
Wenn die Phase von dem Phasenschieber um +90° verschoben
wird, wandert die Vibrationswelle in -x-Richtung, und
das bewegbare Teil 1 wird entgegengesetzt zur Richtung des
Pfeiles N bewegt.
Auf diese Weise kann der Vibrationswellenmotor, der durch
eine wandernde Vibrationswelle angetrieben wird, zwischen
der vorwärtsgerichteten Drehbewegung und
der rückwärtsgerichteten Drehbewegung mit Hilfe einer sehr
einfachen Konstruktion umgeschaltet werden.
Die Geschwindigkeit des Massepunktes A am Scheitel
ist V=2π fu, wobei f die Vibrationsfrequenz
ist. Die Geschwindigkeit des bewegbaren Teiles 1
hängt von der Geschwindigkeit des Massepunktes A und auch
von der Lateralamplitude w ab, und zwar aufgrund des Friktionsantriebs
mit Hilfe des Druck- oder Preßkontaktes. Somit ist
die Geschwindigkeit des bewegbaren Teiles 1 proportional
zur Größte der elliptischen Bewegung des Massepunktes A, und
die Größe der elliptischen Bewegung ist proportional zur
Spannung, die an die elektrostriktiven Elemente angelegt
wird.
Jedoch unterscheidet sich bei diesem Vibrationswellenmotor
die Resonanzfrequenz
am inneren Umfang des Vibrationsteiles 2 von
derjenigen am äußeren Umfang, da die Dicke des
Vibrationsteiles 2 konstant ist. Demzufolge ist
die Resonanzfrequenz des
Vibrationsteiles 2 diejenige an einem Umfang mit
einem bestimmten Radius zwischen dem Innenumfang und dem
Außenumfang.
Es soll im folgenden die Resonanzfrequenz f erläutert
werden. Es gilt
worin f=(2πω) die Frequenz der Eingangsspannung ist,
E der Young'sche Modul des Vibrationsteiles 2 ist, ρ die
Dichte ist und h die Dicke bezeichnet. Demnach tritt die
Resonanz bei der Dicke h auf, welche die zuvor angegebene
Beziehung erfüllt. Da das Vibrationsteil 2 ringförmige Gestalt
hat, wird die Gleichung (1) innerhalb eines schmalen
Ring-Breitenbereiches an einem Durchmesser D des Ringes
erfüllt, und die Umfangslänge π D kommt bei n λ in Resonanz,
wobei λ die Wellenlänge ist und n eine natürliche Zahl ist:
λ = π D/n (2)
Demzufolge ergibt sich aus den Gleichungen (1) und (2):
Da die Dicke des Vibrationsteiles 2 bei dem bekannten
Vibrationswellenmotor konstant ist, tritt lediglich eine
Resonanz an dem Durchmesser auf, der der folgenden Abwandlung
der Gleichung (3) genügt:
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Vibrationswellenmotor
der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen
Wirkungsgrad erhöht ist.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen in dem Anspruch
1.
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung (Fig. 5 ff.) näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung
eines Vibrationswellenmotors
gemäß dem nachveröffentlichten Vorschlag,
Fig. 2 ein polarisiertes elektrostriktives Element,
welches bei dem Motor nach Fig. 1 zur Anwendung
gelangt,
Fig. 3 den Anstriebsmechanismus des Vibrationswellenmotors,
Fig. 4 das Prinzip eines solchen Vibrationswellenmotors,
Fig. 5 den Aufbau
des Vibrationswellenmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform des Motors
nach Fig. 5,
Fig. 7 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des
Motors nach Fig. 5,
Fig. 8 den Aufbau
des Vibrationswellenmotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 eine Abwandlung des Motors nach Fig.
8,
Fig. 10 eine weitere Abwandlung des Motors nach
Fig. 8,
Fig. 11 den Aufbau
des Vibrationswellenmotors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 12 eine Abwandlung des Motors nach Fig. 11 und
Fig. 13 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung
einer Blendeneinheit, bei der der
Vibrationswellenmotor verwendet wird.
In der Zeichnung sind Elemente, die gleich den
Elementen nach Fig. 1 sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen
und deren Erläuterung daher weggelassen.
Gemäß den Fig. 5 bis 7 vergrößert sich die Dicke des
Vibrationsteiles 2 ausgehend vom zentralen Bereich
in radialer Richtung zum Außenumfang hin. Mit 4 ist
der Vibrationsabsorber, mit 2 ist das Metallring-
Vibrationsteil, an dem das elektrostriktive Element 3 befestigt
ist, und mit 1 ist das bewegbare Teil bezeichnet.
Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel.
Das Vibrationsteil 2 hat eine
ebene Fläche, die zu dem elektrostriktiven Element 3 hinzeigt,
und eine quadratisch gekrümmte Fläche, die zu dem bewegbaren
Teil 1 hinzeigt, so daß die Dicke des Vibrationsteiles
2 vom zentralen Bereich ausgehend in radialer
Richtung zum Außenumfang hin zunimmt. Da die quadratische
Kurve der Fläche des Vibrationsteiles 2, die zum bewegbaren
Teil 1 hinzeigt, die Gleichung (3) erfüllt, ergibt sich
eine Resonanz-Wellenfront in der Richtung des Schnittes
(in Richtung der z-Achse in Fig. 4), und es wird ein hoher
Antriebswinkelgrad erzielt.
Nach Fig. 6 hat das Vibrationsteil 2 eine ebene Fläche,
die zu dem elektrostriktiven Element 3 hinzeigt, und eine
Fläche, die zu dem bewegbaren Teil 1 hinzeigt, und die eine
Dicke
am inneren Durchmesser
D₁, eine Dicke
am äußeren
Durchmesser D₂ und eine geradlinige Fläche dazwischen
ergibt, so daß die Dicke des Vibrationsteiles 2 vom Mittelpunkt
ausgehend in radialer Richtung zum Außenumfang hin
zunimmt. Da D ² ausreichend größer ist als
gelangt im wesentlichen die gesamte Fläche des Vibrationsteiles
2 in Resonanzschwingung, und es wird ein hoher Antriebswirkungsgrad
erreicht.
Gemäß den Fig. 5 und 6 ist die Fläche des Vibrationsteiles
2, die zu dem elektrostriktiven Element 3 hinzeigt, eben
ausgebildet. Alternativ besteht die Möglichkeit, diese Fläche
gekrümmt oder als geneigte Fläche
wie die vorstehend erläuterte auszubilden, oder es können
beide Flächen gekrümmt oder als geneigte
Flächen ausgebildet sein.
Nach Fig. 7 ist das elektrostriktive Element 3 mit der geneigt
verlaufenden Fläche des Vibrationsteiles 2 verbunden.
Gemäß Fig. 8 bis 10 hat ein Abschnitt des Vibrationsteiles
2 eine Dicke, die vom Mittelpunkt oder zentralen
Bereich in radialer Richtung zum Außenumfang hin
zunimmt, während der verbleibende Abschnitt des Vibrationsteiles
2 gleichbleibende Dicke hat. Mit 4 ist
der Vibrationsabsorber, mit 2 ist das Metallring-
Vibratiaonsteil mit dem daran befestigten elektrostriktiven Element 3,
und mit 1 ist das bewegbare
Teil bezeichnet.
Nach Fig. 8 hat das Vibrationsteil 2 eine ebene Fläche,
die zu dem elektrostriktiven Element 3 hinzeigt, und eine
Fläche, die zu dem bewegbaren Teil 1 hinweist, wobei ein
Abschnitt dieser Fläche vom zentralen
Bereich zum Außenumfang hin geneigt verläuft und der verbleibende Abschnitt
eben ausgebildet ist.
Fig. 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel.
Die Fläche des Vibrationsteiles 2,
die zu dem elektrostriktiven Element 3 hinzeigt, ist
eben ausgebildet, und die Fläche, die zum bewegbaren Teil
1 hinzeigt, ergibt eine Dicke
an dem Innendurchmesser D₁ und eine Dicke
an dem größeren Durchmesser D₂ mit
einer dazwischen verlaufenden linearen Fläche. Da D ² ausreichend
größer ist als
wird die Resonanzzone
des Vibrationsteiles 2 erweitert, und
ein hoher Antriebswirkungsgrad erzielt.
Nach Fig. 9 besitzt das Vibrationsteil 2 eine ebene Fläche,
die zu dem bewegbaren Teil 1 hinzeigt, und eine geneigte und
ebene Fläche, die zu dem elektrostriktiven Element 3 hinzeigt,
also umgekehrt zur Ausführungsform gemäß Fig. 8.
Der Innendurchmesser D₁ der geneigten Fläche und die Dicke
h₁ des Vibrationsteiles 2 am Durchmesser D₁, der Außendurchmesser
D₂ der geneigten Fläche und die Dicke h₂ des
Vibrationsteiles 2 am Durchmesser D₂ erfüllen die
Gleichung (3).
Fig. 10 zeigt eine weitere Abwandlung. Das Vibrationsteil
2 hat eine geneigte Fläche, die dem elektrostriktiven
Element 3 an dem Außenumfang desselben zugewandt ist.
Gemäß Fig. 11 und 12 nimmt die Dicke des Vibrationsteiles
zum Außenumfang
hin zu, und eine konvexe Fläche des bewegbaren Teiles 1
ist über eine Preß- oder Druckverbindung mit der geneigten
Fläche verbunden. Nach Fig. 11 sind der Vibrationsabsorber
4, das Metallring-Vibrationsteil 2, an dem
das elektrostriktive Element 3 befestigt ist, und das bewegbare
Teil 1 in dieser Reihenfolge auf den zentralen
Zylinder 5 a des Stators 5 aufgesetzt, der als Basis
dient. Der Stator 5, der Absorber 4 und das Vibrationsteil
2 sind so befestigt, daß sie sich nicht gegeneinander
drehen können. Ein Abdeckteil 15 ist über eine Preßverbindung
mit einer Vorspanneinrichtung in Form einer Feder 17 und einer Schraube 16 mit dem Stator 5 verbunden,
um die Teile abzudecken und den Zusammenhalt
des Motors zu sichern.
Somit ist die konvexe Fläche 1 a des bewegbaren Teiles 1
über eine Druck- oder Preßverbindung mit der geneigten
Fläche 2 a des Vibrationsteiles 2 verbunden. Zwischen der
Abdeckung 15 und dem bewegbaren Teil 1 ist ein Drucklager
13 angebracht. Das elektrostriktive Element 3 umfaßt
die elektrostriktiven Elementgruppen 3 a und 3 b gemäß
Fig. 1.
Die konvexe Fläche 1 a des bewegbaren Teiles 1 kann gemäß Fig. 12 aus
Hartgummi hergestellt sein,
um die Friktionskraft zu erhöhen und
den Abrieb zu mindern. Der Absorber 4 ist aus Gummi
oder Filz hergestellt und verhindert, daß die mechanische
Vibration auf den Stator 5 übertragen wird.
Das Vibrationsteil 2 hat eine ebene Fläche, die zum
elektrostriktiven Element 3 hinzeigt, und eine
Fläche, die zu dem bewegbaren Teil 1 hinzeigt und die die
Dicke
am Innendurchmesser
D₁ und die Dicke
am Durchmesser D₂ am Ende der
dazwischenliegenden linearen Fläche ergibt. Da D ² ausreichend
größer ist als
gelangt im wesentlichen
die gesamte Fläche des Vibrationsteiles 2 in Resonanzschwingung,
und es wird ein hoher Antriebswirkungsgrad erreicht.
Wenn die geneigt verlaufende Fläche eine quadratisch
oder im wesentlichen quadratisch gekrümmte Fläche ist, bei der
die Dicken h₁ und h₂ die Gleichung (3) erfüllen, wird
ein höherer Antriebswirkungsgrad erzielt. Da das bewegbare
Teil 1 an der konvexen Fläche 1 a in Berührung mit
der geneigten Fläche 2 a steht, ergibt sich eine realtiv
schmale Friktionsfläche, und es wird eine gleichmäßige
Flächenberührung auf einfache Weise erzielt. Demzufolge
kann eine unregelmäßige bzw. ungleichmäßige Drehung des
bewegbaren Teiles 1 nicht auftreten.
Um die Friktionskraft an einer relativ schmalen Friktionsfläche
zu erhalten, ist es erforderlich, die Druckkontaktkraft
zu erhöhen. Durch die Verwendung der konvexen
Fläche an dem bewegbaren Teil wird eine durch Abrieb verursachte Veränderung
der Druckkraft verhindert
und eine konstante Druckkontaktkraft erzielt.
Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Vibrationswellenmotor
die
Antriebsquelle für die Objektivblende
einer Kamera, wie beispielsweise einer
Einzelbildkamera, einer Filmkamera, einer Fernsehkamera
oder einer Videokamera, eines Projektors, einer
Lichtmengenmeßvorrichtung, eines Filmprojektors, eines
Vergrößerers oder eines Diaprojektors ist.
Der Absorber 4, das elektrostriktive Element 3, welches
in einer Teilung von λ/2 polarisiert ist, das Vibrationsteil
2 und eine zentrale Öffnung eines
Rotors 9, der als bewegbares Teil dient, sind in dieser
Reihenfolge auf einen zentralen Zylinder 7 a eines Basisteiles
7 aufgesetzt. Der Absorber 4, das elektrostriktive
Element 3 und das Vibrationsteil 2 sind so befestigt, daß
sie sich gegenüber dem Basisteil 7 nicht drehen können.
Ein Vorsprung 7 b des Basisteiles 7 und ein Vorsprung 9 a
des Rotors 9 greifen jeweils in eine runde Öffnung
12 b und eine bogenförmige Öffnung 12 a eines Blendenflügels
12. Ein Drucklager 13 ist mit
Hilfe eines Abstandteiles 14 in Lage gehalten und mit
Hilfe eines Druckzylinders 15 festgehalten. Der Druckzylinder
15 ist zum Basisteil 7 hin mit Hilfe einer
Feder 17 vorgespannt und über Schrauben 16 angeschlossen,
um die Einheit zusammenzuhalten.
Die Blendeneinheit bildet einen Teil eines Objektivtubus.
Wenn die Wechselspannungen mit der Phasendifferenz
-90° an die polarisierten Zonen 3 a und 3 b des elektrostriktiven
Elements 3 (siehe Fig. 2) angelegt werden, wird
der Rotor 9 in Drehung versetzt und der Blendenflügel
12 vom Vorsprung 9 a geführt, um den
Vorsprung 7 b in der Öffnung 12 b entlang der bogenförmigen Öffnung 12 a
nach vorwärts gedreht. Da mehrere Blendenflügel an
jeweiligen Vorsprüngen 9 a vorgesehen sind, wird die mittige
Blendenöffnung durch die Vorwärtsdrehung geschlossen.
Wenn Wechselspannungen mit der Phasendifferenz
+90°C zugeführt werden, wird der Rotor 9 in Gegenrichtung
gedreht und die Blendenöffnung geöffnet. Mit
SW ist ein Schalter bezeichnet, gegen den zum Ein- oder Ausschalten ein Vorsprung
9 b des Rotors 9 stößt, wenn die Blende geöffnet ist.
Mit 8 a ist eine
kammförmige Elektrode bezeichnet, auf der eine Elektrode
8 b gleitet, die am Rotor 9 befestigt ist, um ein Signal
zu erzeugen, das die Schließstellung der
Blendenflügel wiedergibt. Diese Einrichtung ist zur
Steuerung der Blende erforderlich.
Claims (5)
1. Vibrationswellenmotor mit mehreren elektrostriktiven
Elementgruppen, von denen jede wenigstens ein elektrostriktives
Element enthält, einem ringförmigen Vibrationsteil
zum Erzeugen einer wandernden Vibrationswelle, wenn
Spannungen, die gegeneinander eine Phasenverschiebung
aufweisen, an die elektrostriktiven Elementgruppen angelegt
werden, und einem bewegbaren Teil, welches über eine Druck-
oder Preßverbindung mit dem Vibrationsteil derart verbunden
ist, daß das bewegbare Teil von dem Vibrationsteil entsprechend
einem Friktionsantrieb angetrieben wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Vibrationsteil (2) eine Ringoberfläche
aufweist, die zumindest innerhalb eines Durchmesser-
Bereiches derart geneigt verläuft, daß die Ringdicke (h)
von innen nach außen in radialer Richtung zunimmt.
2. Vibrationswellenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der geneigt verlaufende Bereich des Vibrationsteiles
(2) eine Kontur entsprechend einer quadratischen
Kurve aufweist.
3. Vibrationswellenmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die quadratische Kurve entsprechend der
folgenden Gleichung verläuft:
wobei f=2πω die Frequenz der Eingangsspannung, E
der Youngsche Modul des Vibrationsteiles (2), ρ
die Dichte, h die Dicke und D der Durchmesser des
Rings bedeuten, auf dessen Umfang bei einer Wellenlänge
λ=π D/n mit einer natürlichen Zahl n Resonanz entsteht.
4. Vibrationswellenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das bewegbare Teil (1) einen Vorsprung (1 a)
aufweist, der über die Druck- oder Preßverbindung mit
dem geneigt verlaufenden Bereich des Vibrationsteiles
(2) in Berührung steht.
5. Vibrationswellenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der verbleibende Abschnitt neben dem geneigt
verlaufenden Bereich des Vibrationsteiles eine ebene
Fläche besitzt.
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Publications (2)
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| DE3345274C2 true DE3345274C2 (de) | 1988-03-03 |
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Family Applications (1)
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| DE (1) | DE3345274A1 (de) |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1208269A (en) * | 1982-02-25 | 1986-07-22 | Toshiiku Sashida | Motor device utilizing ultrasonic oscillation |
| JPS59111624A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Canon Inc | レンズ鏡筒 |
| DE3448414C3 (de) * | 1983-02-23 | 2003-07-17 | Canon Kk | Vibrationswellenantriebseinrichtung |
| USRE34409E (en) * | 1983-05-04 | 1993-10-19 | Nikon Corporation | Drive circuit for surface-wave driven motor utilizing ultrasonic vibration |
| JPS6013481A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| US4663556A (en) * | 1984-01-11 | 1987-05-05 | Hitachi Maxell, Ltd. | Torsional mode ultrasonic vibrator |
| US4831305A (en) * | 1984-04-02 | 1989-05-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPS60210172A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-22 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| US4634916A (en) * | 1984-10-02 | 1987-01-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Piezoelectric rotary driver |
| JPS61154487A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-14 | Canon Inc | リニア振動波モ−タ |
| US4752711A (en) * | 1985-03-29 | 1988-06-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPS61224878A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ− |
| JPS61224882A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| JPS61224881A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| DE3686345T2 (de) * | 1985-04-19 | 1993-01-21 | Hitachi Maxell | Ultraschallmotor. |
| US5347192A (en) * | 1985-08-05 | 1994-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| GB2183929B (en) * | 1985-08-05 | 1989-11-15 | Canon Kk | Vibration wave motor |
| GB2183371B (en) * | 1985-10-09 | 1989-09-27 | Canon Kk | Vibration wave motor and drive circuit therefor |
| JPH072024B2 (ja) * | 1985-10-24 | 1995-01-11 | キヤノン株式会社 | 振動波モ−タ |
| JPS62152381A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-07 | Canon Inc | 回転動力装置 |
| JPS62171457A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | リニア・アクチユエ−タ |
| JPS62262675A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
| US4794294A (en) * | 1986-06-12 | 1988-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPS6389083A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Alps Electric Co Ltd | 電歪モ−タ |
| US5099166A (en) * | 1987-01-12 | 1992-03-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| JPH0648910B2 (ja) * | 1987-02-12 | 1994-06-22 | 日本電気株式会社 | 圧電モ−タ |
| US5159253A (en) * | 1987-02-24 | 1992-10-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for a vibration wave motor |
| JP2622128B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1997-06-18 | キヤノン株式会社 | 振動波モーター装置 |
| US5140231A (en) * | 1987-10-20 | 1992-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive circuit for vibratory-wave motor |
| US4963781A (en) * | 1987-11-26 | 1990-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
| JP2578903B2 (ja) * | 1988-05-06 | 1997-02-05 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| US5189331A (en) * | 1989-01-31 | 1993-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| JPH02214478A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-27 | Aisin Seiki Co Ltd | 超音波モータ |
| JPH02237481A (ja) * | 1989-03-07 | 1990-09-20 | Canon Inc | 振動波モータ |
| US5204577A (en) * | 1989-05-15 | 1993-04-20 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor improved in driving efficiency |
| US5091670A (en) * | 1989-06-19 | 1992-02-25 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
| US5140214A (en) * | 1989-09-06 | 1992-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven apparatus |
| JP2996477B2 (ja) * | 1990-02-05 | 1999-12-27 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置 |
| JP3117817B2 (ja) * | 1991-11-27 | 2000-12-18 | アスモ株式会社 | 超音波モータのステータ及びその製造方法 |
| WO1997039520A2 (en) * | 1996-04-17 | 1997-10-23 | California Institute Of Technology | High torque ultrasonic motor system |
| US6285525B1 (en) | 1998-07-01 | 2001-09-04 | 3M Innovative Properties Company | Damped spacer articles and disk drive assemblies containing damped spacer articles |
| US8245630B2 (en) * | 2008-03-06 | 2012-08-21 | Houraney F William | Cordless hand held device and method of heating/reheating food |
| JP6598488B2 (ja) * | 2015-04-10 | 2019-10-30 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| US9768664B2 (en) | 2015-05-21 | 2017-09-19 | The Boeing Company | Balanced eccentric gear design and method |
| US10203022B2 (en) | 2015-11-04 | 2019-02-12 | The Boeing Company | Elliptically interfacing wobble motion gearing system and method |
| US10024391B2 (en) | 2016-01-06 | 2018-07-17 | The Boeing Company | Elliptically interfacing gearbox |
| US10574109B2 (en) | 2016-04-28 | 2020-02-25 | The Boeing Company | Permanent magnet biased virtual elliptical motor |
| US10215244B2 (en) | 2017-03-02 | 2019-02-26 | The Boeing Company | Elliptically interfacing gear assisted braking system |
| US10520063B2 (en) | 2017-04-21 | 2019-12-31 | The Boeing Company | Mechanical virtual elliptical drive |
| US10267383B2 (en) | 2017-05-03 | 2019-04-23 | The Boeing Company | Self-aligning virtual elliptical drive |
| US10968969B2 (en) | 2019-03-18 | 2021-04-06 | The Boeing Company | Nutational braking systems and methods |
| US11459098B2 (en) | 2019-11-27 | 2022-10-04 | The Boeing Company | Variable speed transmission and related methods |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2275827A (en) * | 1940-07-02 | 1942-03-10 | Belmont Radio Corp | Electric motor |
| SE436675B (sv) * | 1975-08-12 | 1985-01-14 | Ki Politekhnichsky I Im 50 Let | Elektrisk motor driven genom piezoelektriska krafter |
| SU612357A1 (ru) * | 1975-11-06 | 1978-06-25 | Abramov Valentin A | Волновой электродвигатель |
| DE2910698A1 (de) * | 1979-03-19 | 1980-10-02 | Sp Pk I T Bjuro Malych Elektri | Schwingmotor |
| AT382262B (de) * | 1982-04-16 | 1987-02-10 | Ki Polt I | Piezoelektrischer motor |
-
1983
- 1983-12-05 US US06/558,004 patent/US4495432A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-12-14 DE DE19833345274 patent/DE3345274A1/de active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE3345274A1 (de) | 1984-06-20 |
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