JP2526064Y2 - 波動ステップモータ - Google Patents
波動ステップモータInfo
- Publication number
- JP2526064Y2 JP2526064Y2 JP7180490U JP7180490U JP2526064Y2 JP 2526064 Y2 JP2526064 Y2 JP 2526064Y2 JP 7180490 U JP7180490 U JP 7180490U JP 7180490 U JP7180490 U JP 7180490U JP 2526064 Y2 JP2526064 Y2 JP 2526064Y2
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- Japan
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- rotor
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、位置検出等をせずにステップ送りをする波
動モータの振動体凸部の構成に関する。
動モータの振動体凸部の構成に関する。
［従来の技術］ 従来の超音波モータは移動体を連続的に移動させる進
行波型が主流で、振動体凸部の構成は特開昭59-20168
5、特開昭61-116978等に提案されており、凸部幅は移動
体の移動速度が向上するよう隣合う凸部間の溝より大き
く構成されている。また移動体をステップ駆動させる定
在波型波動モータについては特願平1-273082に提案され
ており、その原理は、定在波で振動している振動体よっ
て移動体の突起部を振動の節に移動させ、逐次振動体の
節の位置を間欠的に移動させる事によって移動体をステ
ップ駆動させるモータである。
行波型が主流で、振動体凸部の構成は特開昭59-20168
5、特開昭61-116978等に提案されており、凸部幅は移動
体の移動速度が向上するよう隣合う凸部間の溝より大き
く構成されている。また移動体をステップ駆動させる定
在波型波動モータについては特願平1-273082に提案され
ており、その原理は、定在波で振動している振動体よっ
て移動体の突起部を振動の節に移動させ、逐次振動体の
節の位置を間欠的に移動させる事によって移動体をステ
ップ駆動させるモータである。
［考案が解決しようとする課題及び目的］ 超音波モータはこれまで様々なものが考案されている
が、その駆動形式は進行波型が主流で、その開発は進ん
でいる。最近ではシーケンス制御でステップ駆動が可能
である定在波型が注目され始めているが、その研究は日
がまだ浅い。本考案の超音波モータは定在波型で、移動
体を間欠的に移動させるステップ駆動である。ステップ
駆動では移動体を任意の位置に停止させる必要があり、
停止位置は精度が要求される。しかし、従来技術で移動
体を停止させる必要の無い進行波型の超音波モータの振
動体構造をステップ駆動の超音波モータに応用すると、
移動体停止位置精度が良くない問題点が生じてしまう。
以下にその問題点の原因を説明する。
が、その駆動形式は進行波型が主流で、その開発は進ん
でいる。最近ではシーケンス制御でステップ駆動が可能
である定在波型が注目され始めているが、その研究は日
がまだ浅い。本考案の超音波モータは定在波型で、移動
体を間欠的に移動させるステップ駆動である。ステップ
駆動では移動体を任意の位置に停止させる必要があり、
停止位置は精度が要求される。しかし、従来技術で移動
体を停止させる必要の無い進行波型の超音波モータの振
動体構造をステップ駆動の超音波モータに応用すると、
移動体停止位置精度が良くない問題点が生じてしまう。
以下にその問題点の原因を説明する。
振動体に定在波の振動を与えると、振動の変位は凸部
を介して増幅され、その変位により移動体突起部は振動
の腹から節に移動するよう駆動力を受ける。前記駆動力
は摩擦力により得られるため、振動体凸部接触面積は大
きく構成されている。移動体突起部は節の位置まで移動
すると、節の両隣にある振動体凸部の変位の釣り合った
所で停止する。
を介して増幅され、その変位により移動体突起部は振動
の腹から節に移動するよう駆動力を受ける。前記駆動力
は摩擦力により得られるため、振動体凸部接触面積は大
きく構成されている。移動体突起部は節の位置まで移動
すると、節の両隣にある振動体凸部の変位の釣り合った
所で停止する。
しかし、モータの加工及び組立精度等から振動の節が
所望の位置に精度良く生じないことがあり、節の両隣の
振動体凸部の変位の釣合位置がずれ、その分移動体の停
止位置がずれてしまう。移動体突起部は節の両側にある
振動体凸部の力を受け停止するため、片側だけに接して
停止することはない。従って停止ずれ量は移動体突起部
が両側の振動体凸部と同時に接することが可能な範囲で
決まり、従来の凸部幅ではその幅が大きいために移動体
突起部が両側の凸部と同時に接する範囲が大きく移動体
停止位置精度が悪かった。
所望の位置に精度良く生じないことがあり、節の両隣の
振動体凸部の変位の釣合位置がずれ、その分移動体の停
止位置がずれてしまう。移動体突起部は節の両側にある
振動体凸部の力を受け停止するため、片側だけに接して
停止することはない。従って停止ずれ量は移動体突起部
が両側の振動体凸部と同時に接することが可能な範囲で
決まり、従来の凸部幅ではその幅が大きいために移動体
突起部が両側の凸部と同時に接する範囲が大きく移動体
停止位置精度が悪かった。
そこで本考案はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは所望の位置に精度良く移動体を
定めることを実現する波動ステップモータを提供すると
ころにある。
その目的とするところは所望の位置に精度良く移動体を
定めることを実現する波動ステップモータを提供すると
ころにある。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、複数の凸部を設けた振動体に形成される振
動の節を間欠的に移動させることにより、前記凸部の接
触面と接する接触部を備えた移動体をステップ送りする
波動ステップモータにおいて、前記振動体の節を前記凸
部の間の非接触部に形成することにより前記接触部の両
端部がそれぞれ隣合う凸部の接触面上に配置された状態
で位置決めされるように構成し、前記凸部の接触面にお
ける前記移動体の進行方向の接触面幅を、前記非接触部
における前記移動体の進行方向の幅よりも小さくするも
のである。
動の節を間欠的に移動させることにより、前記凸部の接
触面と接する接触部を備えた移動体をステップ送りする
波動ステップモータにおいて、前記振動体の節を前記凸
部の間の非接触部に形成することにより前記接触部の両
端部がそれぞれ隣合う凸部の接触面上に配置された状態
で位置決めされるように構成し、前記凸部の接触面にお
ける前記移動体の進行方向の接触面幅を、前記非接触部
における前記移動体の進行方向の幅よりも小さくするも
のである。
［作用］ 凸部の接触面の幅を隣合う凸部間の非接触幅よりも小
さくすることによって、移動体の接触部の両端部がそれ
ぞれ隣合う凸部の接触面上に配置された状態となる位置
決め範囲が相対的に狭くなるため、移動体の停止幅が狭
められ、移動体の停止位置の精度が向上する。
さくすることによって、移動体の接触部の両端部がそれ
ぞれ隣合う凸部の接触面上に配置された状態となる位置
決め範囲が相対的に狭くなるため、移動体の停止幅が狭
められ、移動体の停止位置の精度が向上する。
［実施例］ 第５図は本考案の実施例における波動ステップモータ
の全容を示す断面図である。円環状の圧電素子３を添付
した振動体１（以下ステータと呼ぶ）は地板５に止めネ
ジ６で固定され、電極パターン12にリード線10を介して
電圧を印加する事によって厚み方向の曲げ振動を誘起し
ている。外部に回転力を取り出すためのピニオン４を装
着した移動体２（以下ロータと呼ぶ）は、突起部22が前
記ステータの円周方向振動変位を拡大するための複数の
凸部11と接するよう、固定ネジ９で固定された受け７に
よて位置決めされ、ステータ１の振動を伝えるための摩
擦力を得るために押圧ばね８によってステータ１に押し
付けられている。
の全容を示す断面図である。円環状の圧電素子３を添付
した振動体１（以下ステータと呼ぶ）は地板５に止めネ
ジ６で固定され、電極パターン12にリード線10を介して
電圧を印加する事によって厚み方向の曲げ振動を誘起し
ている。外部に回転力を取り出すためのピニオン４を装
着した移動体２（以下ロータと呼ぶ）は、突起部22が前
記ステータの円周方向振動変位を拡大するための複数の
凸部11と接するよう、固定ネジ９で固定された受け７に
よて位置決めされ、ステータ１の振動を伝えるための摩
擦力を得るために押圧ばね８によってステータ１に押し
付けられている。
第３図は本考案の実施例を示す波動ステップモータの
ステータ１の上面図であり、２点鎖線はロータ２、破線
は12個の電極パターンの境界を示す。11はステータ１の
円周方向の振動変位を拡大すると共にロータ突起部と接
する凸部である。電極パターンの境は隣合う振動体凸部
の中央に位置する。以上の構成において、12分割したパ
ターンを隣接する３個づつ４組に分け、対向する組は同
位相、隣の組は逆位相で駆動すると２λ（節の数が４
個）の厚み方向の振動を起こす。例えば111、112、11
3、114の境で組分けすると、111、112、113、114に節を
持つ振動が誘起する。
ステータ１の上面図であり、２点鎖線はロータ２、破線
は12個の電極パターンの境界を示す。11はステータ１の
円周方向の振動変位を拡大すると共にロータ突起部と接
する凸部である。電極パターンの境は隣合う振動体凸部
の中央に位置する。以上の構成において、12分割したパ
ターンを隣接する３個づつ４組に分け、対向する組は同
位相、隣の組は逆位相で駆動すると２λ（節の数が４
個）の厚み方向の振動を起こす。例えば111、112、11
3、114の境で組分けすると、111、112、113、114に節を
持つ振動が誘起する。
第４図は本考案の波動ステップモータの動作を示す説
明図であり、円板状のステータ１をリニア型に展開した
図である。１はステータ、３は圧電素子であり、４箇所
のロータの突起部22、23、24、25と、凸部11が接し、４
箇所に振動の節Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4を形成している。即
ち、突起部25及び節Ｎ4で切断し、展開した図である。
破線は実線と逆の振動位相の場合を示している。この様
な構成において、ロータ２は移動し、停止する際慣性が
あるので例えば突起部22は凸部11a、11bから交互に駆動
力100a、100bを受け、力が釣り合って停止する。従って
４箇所の突起部22、23、24、25は、それぞれ節Ｎ1、
Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4の位置に停止する。また、突起部の位置
と節の位置だがずれると、一方向のみの駆動力を受け、
両者の位置が一致するまで移動する。
明図であり、円板状のステータ１をリニア型に展開した
図である。１はステータ、３は圧電素子であり、４箇所
のロータの突起部22、23、24、25と、凸部11が接し、４
箇所に振動の節Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4を形成している。即
ち、突起部25及び節Ｎ4で切断し、展開した図である。
破線は実線と逆の振動位相の場合を示している。この様
な構成において、ロータ２は移動し、停止する際慣性が
あるので例えば突起部22は凸部11a、11bから交互に駆動
力100a、100bを受け、力が釣り合って停止する。従って
４箇所の突起部22、23、24、25は、それぞれ節Ｎ1、
Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4の位置に停止する。また、突起部の位置
と節の位置だがずれると、一方向のみの駆動力を受け、
両者の位置が一致するまで移動する。
第３図においては、節がパターンの境111、112、11
3、114に形成され、それぞれに突起部22、23、24、25が
移動した状態を示した。次に、駆動するパターンの組合
せを１個づつずらして駆動すると、節は121、122、12
3、124に形成され、ロータ２は節のずれた分、ステップ
駆動される。また、駆動するパターンの組合せを逆に、
即ち131、132、133、134にずらすと、ロータ２は逆転す
る。
3、114に形成され、それぞれに突起部22、23、24、25が
移動した状態を示した。次に、駆動するパターンの組合
せを１個づつずらして駆動すると、節は121、122、12
3、124に形成され、ロータ２は節のずれた分、ステップ
駆動される。また、駆動するパターンの組合せを逆に、
即ち131、132、133、134にずらすと、ロータ２は逆転す
る。
第１図で本考案実施例のステータ凸部形状の詳細を説
明する。ステータ凸部11を電極パターンの境111etc.の
左右に配置し、ロータ突起部22、23、24、25をそれぞれ
の幅Ｗを隣合うステータ凸部の隙間ｈより広く、また前
記隣合うステータ凸部からはみ出ない大きさＨ以内にす
る。ステータ１に振動を与えると凸部11の接触面11cと
接するロータ突起部22、23、24、25は駆動力を受け移動
し、振動の節の左右に位置する凸部の変位の釣り合うと
ころで停止する。第４図にも示した通り、ロータ突起部
22は駆動力100a、100bを受けるため、必ずステータ凸部
11a、11bの２つの凸部に接して停止し、片側だけの力を
受けて停止することはない。従って第１図に戻り、ロー
タ突起部の停止可能な範囲を説明すると、ロータ突起部
は必ず振動の節の両隣にある２つのステータ凸部に接し
停止し、突起部が少なくとも片方の凸部からはずれない
範囲、つまりロータ突起部の片端が非接触幅ｈ内に入ら
ない範囲で停止する。ここでロータ突起部幅Ｗを（ｈ＋
ｔ）とするとロータ突起部の両端はそれぞれ接している
ステータ凸部の幅ｔの範囲で停止し、その位置精度は±
t/2となる。従ってステータ凸部幅ｔが小さいほど停止
位置精度は向上する。
明する。ステータ凸部11を電極パターンの境111etc.の
左右に配置し、ロータ突起部22、23、24、25をそれぞれ
の幅Ｗを隣合うステータ凸部の隙間ｈより広く、また前
記隣合うステータ凸部からはみ出ない大きさＨ以内にす
る。ステータ１に振動を与えると凸部11の接触面11cと
接するロータ突起部22、23、24、25は駆動力を受け移動
し、振動の節の左右に位置する凸部の変位の釣り合うと
ころで停止する。第４図にも示した通り、ロータ突起部
22は駆動力100a、100bを受けるため、必ずステータ凸部
11a、11bの２つの凸部に接して停止し、片側だけの力を
受けて停止することはない。従って第１図に戻り、ロー
タ突起部の停止可能な範囲を説明すると、ロータ突起部
は必ず振動の節の両隣にある２つのステータ凸部に接し
停止し、突起部が少なくとも片方の凸部からはずれない
範囲、つまりロータ突起部の片端が非接触幅ｈ内に入ら
ない範囲で停止する。ここでロータ突起部幅Ｗを（ｈ＋
ｔ）とするとロータ突起部の両端はそれぞれ接している
ステータ凸部の幅ｔの範囲で停止し、その位置精度は±
t/2となる。従ってステータ凸部幅ｔが小さいほど停止
位置精度は向上する。
尚本考案の実施例については、回転タイプの波動ステ
ップモータの例を示したが、リニアタイプの波動ステッ
プモータにおいても同様に構成できるし、ステータの節
の位置とロータの突起部の位置が対応するならば、節の
数、突起部の数等、何ら本実施例に限定するものではな
い。また、第２図に示すように、ステータ凸部は凸部幅
全体を均一にする必要はなく、ロータ突起部22、23、2
4、25と接する部分の幅ｔが本考案の凸部幅の大きさに
なれば良く、凸部11の形状は本考案の範囲内でいかなる
形状にしても良い。
ップモータの例を示したが、リニアタイプの波動ステッ
プモータにおいても同様に構成できるし、ステータの節
の位置とロータの突起部の位置が対応するならば、節の
数、突起部の数等、何ら本実施例に限定するものではな
い。また、第２図に示すように、ステータ凸部は凸部幅
全体を均一にする必要はなく、ロータ突起部22、23、2
4、25と接する部分の幅ｔが本考案の凸部幅の大きさに
なれば良く、凸部11の形状は本考案の範囲内でいかなる
形状にしても良い。
［考案の効果］ 以上述べたように本考案によれば振動体凸部幅を隣合
う凸部との隙間よりも小さくしたことにより、移動体の
停止位置精度が良くなり、正確なステップ位置を有する
超音波のステップモータを実現した。
う凸部との隙間よりも小さくしたことにより、移動体の
停止位置精度が良くなり、正確なステップ位置を有する
超音波のステップモータを実現した。
第１図は本考案の実施例を示す波動ステップモータのス
テータ凸部形状の斜視図。 第２図は本考案の他の実施例を示す波動ステップモータ
のステータ凸部形状の斜視図。 第３図は本考案の波動ステップモータのステータ及びロ
ータの上面図。 第４図は本考案の波動ステップモータの原理を示す説明
図。 第５図は本考案の波動ステップモータの断面図。 １……振動体（ステータ） ２……移動体（ロータ） ３……圧電素子 11……ステータ凸部 11c……移動体との接触面 22、23、24、25……ロータ突起部 Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4……節 111、112、113、114、121、122、123、124、131、132、
133、134……パターンの境
テータ凸部形状の斜視図。 第２図は本考案の他の実施例を示す波動ステップモータ
のステータ凸部形状の斜視図。 第３図は本考案の波動ステップモータのステータ及びロ
ータの上面図。 第４図は本考案の波動ステップモータの原理を示す説明
図。 第５図は本考案の波動ステップモータの断面図。 １……振動体（ステータ） ２……移動体（ロータ） ３……圧電素子 11……ステータ凸部 11c……移動体との接触面 22、23、24、25……ロータ突起部 Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3、Ｎ4……節 111、112、113、114、121、122、123、124、131、132、
133、134……パターンの境
Claims (1)
- 【請求項１】複数の凸部を設けた振動体に形成される振
動の節を間欠的に移動させることにより、前記凸部の接
触面と接する接触部を備えた移動体をステップ送りする
波動ステップモータにおいて、前記振動体の節を前記凸
部の間の非接触部に形成することにより前記接触部の両
端部がそれぞれ隣合う前記凸部の接触面上に配置された
状態で位置決めされるように構成し、前記凸部の接触面
における前記移動体の進行方向の幅を、隣合う前記凸部
の間の非接触幅よりも小さくしたことを特徴とする波動
ステップモータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180490U JP2526064Y2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 波動ステップモータ |
| KR1019900016595A KR910008517A (ko) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | 전자 시계 |
| EP90311427A EP0424140B1 (en) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Electronic timepiece |
| DE69009139T DE69009139T2 (de) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Elektronische Uhr. |
| US07/602,457 US5479380A (en) | 1989-10-20 | 1990-10-22 | Ultrasonic motor for driving an analog electronic watch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180490U JP2526064Y2 (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 波動ステップモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434892U JPH0434892U (ja) | 1992-03-24 |
| JP2526064Y2 true JP2526064Y2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=31609165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180490U Expired - Lifetime JP2526064Y2 (ja) | 1989-10-20 | 1990-07-05 | 波動ステップモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526064Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009128385A1 (ja) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | コニカミノルタオプト株式会社 | 超音波アクチュエータ |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP7180490U patent/JP2526064Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009128385A1 (ja) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | コニカミノルタオプト株式会社 | 超音波アクチュエータ |
| JP5353881B2 (ja) * | 2008-04-14 | 2013-11-27 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0434892U (ja) | 1992-03-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |