JP2563325B2 - 振動波駆動装置 - Google Patents
振動波駆動装置Info
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Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
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- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
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- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0065—Friction interface
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は振動波モータ等の振動波駆動装置に関する。
［発明の背景］ 始めに、曲げ振動の進行波を利用した振動波モータの
原理を第２図およびその下面図である第３図により説明
する。同図に示すように、弾性体（例えば金属）よりな
るリング板状の振動体２の下面に第１群の電気−機械エ
ネルギー変換素子1aおよび第２群の電気−機械エネルギ
ー変換素子1bが配列固着されている。これら電気−機械
エネルギー変換素子としては圧電素子、電歪素子、又は
磁歪素子などを用いることができるが、以下では圧電素
子で代表する。
原理を第２図およびその下面図である第３図により説明
する。同図に示すように、弾性体（例えば金属）よりな
るリング板状の振動体２の下面に第１群の電気−機械エ
ネルギー変換素子1aおよび第２群の電気−機械エネルギ
ー変換素子1bが配列固着されている。これら電気−機械
エネルギー変換素子としては圧電素子、電歪素子、又は
磁歪素子などを用いることができるが、以下では圧電素
子で代表する。
先ず第１群圧電素子1aについて述べると、その全ての
圧電素子1aの上下面に電極膜（不図示）が設けられてお
り、これら電極は不図示の電気接続手段で上面電極同士
および下面電極同士が電気的に並列接続されていて、各
圧電素子1aに同時に電圧が印加されるようになってお
り、この電圧印加により各圧電素子は周方向に伸縮する
ように構成されている。そして各圧電素子1aは、隣り合
うものが互いに逆の極性であるように（すなわち、一方
のものが伸びるとき他方のものが縮むように）、且つ、
λ/2のピッチを以て周方向に配列されている。
圧電素子1aの上下面に電極膜（不図示）が設けられてお
り、これら電極は不図示の電気接続手段で上面電極同士
および下面電極同士が電気的に並列接続されていて、各
圧電素子1aに同時に電圧が印加されるようになってお
り、この電圧印加により各圧電素子は周方向に伸縮する
ように構成されている。そして各圧電素子1aは、隣り合
うものが互いに逆の極性であるように（すなわち、一方
のものが伸びるとき他方のものが縮むように）、且つ、
λ/2のピッチを以て周方向に配列されている。
第２群圧電素子1bの構成および配列についても同様で
ある。
ある。
第１群1aと第２群1bとはλ/4の奇数倍だけずらせて配
置されている。また振動の２の全周の長さはλの整数倍
であるとする。なお、第１群1aと第２群1bとの間の部分
１′は電圧の印加がなく積極的に伸縮作用をしない領域
である。
置されている。また振動の２の全周の長さはλの整数倍
であるとする。なお、第１群1aと第２群1bとの間の部分
１′は電圧の印加がなく積極的に伸縮作用をしない領域
である。
このような構成・配列において、第１群圧電素子1aの
みに交流電圧を印加すると、振動体２は、伸びる圧電素
子1aの部分では下方に凸に、縮む圧電素子1aの部分では
上方に凸になるような曲げ変形をする結果、振動体２の
全周に亙り曲げ振動の定在波（波長λ）が発生する。こ
の場合、各圧電素子1aの間の中間位置およびそこからλ
/2おきの各位置が節になる。第２群圧電素子1bのみに交
流電圧が印加したときも同様に波長λの定在波が発生す
るが、その節の位置は前記の定在波のそれに比べてλ/4
だけずれたものとなる。
みに交流電圧を印加すると、振動体２は、伸びる圧電素
子1aの部分では下方に凸に、縮む圧電素子1aの部分では
上方に凸になるような曲げ変形をする結果、振動体２の
全周に亙り曲げ振動の定在波（波長λ）が発生する。こ
の場合、各圧電素子1aの間の中間位置およびそこからλ
/2おきの各位置が節になる。第２群圧電素子1bのみに交
流電圧が印加したときも同様に波長λの定在波が発生す
るが、その節の位置は前記の定在波のそれに比べてλ/4
だけずれたものとなる。
第１群圧電素子1aに交流電圧を印加すると同時に、そ
れとは電気的に90゜の位相差を持つ交流電圧に第２群電
圧素子1bに印加すれば、両者による定在波の合成の結
果、振動体２には周方向に進む曲げ振動の進行波が発生
し、その進行方向は上記印加電圧の位相差の正負によっ
て決まる。この曲げ振動の進行波においては、振動体２
の厚さの中立面（曲げ応力がかからない面）上の点は上
下方向振動をするだけであるが、振動体２の上面および
下面上の点は上下方向振動および周方向振動の合成され
た一種の楕円運動をする。従って、第２図において振動
体２を回転しないように適宜支持しておき、その上面に
リング板状の移動体３（不図示）を加圧接触させておけ
ば、該移動体は振動体２の上記楕円運動よる摩擦力によ
り駆動されて回転し、その回転方向は圧電素子群1a,1b
の印加電圧の位相差の正負によって選択できる。以上が
曲げ振動進行波を利用した振動波モータの原理である。
れとは電気的に90゜の位相差を持つ交流電圧に第２群電
圧素子1bに印加すれば、両者による定在波の合成の結
果、振動体２には周方向に進む曲げ振動の進行波が発生
し、その進行方向は上記印加電圧の位相差の正負によっ
て決まる。この曲げ振動の進行波においては、振動体２
の厚さの中立面（曲げ応力がかからない面）上の点は上
下方向振動をするだけであるが、振動体２の上面および
下面上の点は上下方向振動および周方向振動の合成され
た一種の楕円運動をする。従って、第２図において振動
体２を回転しないように適宜支持しておき、その上面に
リング板状の移動体３（不図示）を加圧接触させておけ
ば、該移動体は振動体２の上記楕円運動よる摩擦力によ
り駆動されて回転し、その回転方向は圧電素子群1a,1b
の印加電圧の位相差の正負によって選択できる。以上が
曲げ振動進行波を利用した振動波モータの原理である。
ところで、このような振動波モータにおいて、移動体
３の移動速度を高め、更にまた駆動効率を高める目的
で、第４図のように、振動体２の移動体３と対面する側
に多数の半径方向の溝2bを形成する提案がなされてい
る。第５図はこのような振動体を側方から見た図であ
る。振動体２と移動体３の接触部分には、耐磨耗性を持
ちかつ摩擦係数が大きくなるような材料の組合せ（例え
ばタングステンカーバイトWCとアルマイト）が用いられ
るが、互いに硬度に差があるため、第５図のような形状
の振動体だと第６図の様に振動体２の突部2aのエッヂが
移動体３に切り込むアブレシブ摩耗が生じ易く、十分な
耐久性が得られないという欠点があった。
３の移動速度を高め、更にまた駆動効率を高める目的
で、第４図のように、振動体２の移動体３と対面する側
に多数の半径方向の溝2bを形成する提案がなされてい
る。第５図はこのような振動体を側方から見た図であ
る。振動体２と移動体３の接触部分には、耐磨耗性を持
ちかつ摩擦係数が大きくなるような材料の組合せ（例え
ばタングステンカーバイトWCとアルマイト）が用いられ
るが、互いに硬度に差があるため、第５図のような形状
の振動体だと第６図の様に振動体２の突部2aのエッヂが
移動体３に切り込むアブレシブ摩耗が生じ易く、十分な
耐久性が得られないという欠点があった。
［発明の目的］ 本発明は従来の上記欠点に鑑みてなされたものであっ
て、振動体に多数の溝を有する振動波モータ等の振動波
駆動装置においてアブレシブ摩耗を防止することにあ
る。
て、振動体に多数の溝を有する振動波モータ等の振動波
駆動装置においてアブレシブ摩耗を防止することにあ
る。
［発明の概要］ 本発明は、振動体に発生させた振動波によって該振動
体に接触する接触体を前記振動体と相対的に摩擦駆動す
る振動波駆動装置であって、前記振動体は前記接触体と
対面する側に突部を有し、該突部のエッジ部が該接触体
と直接接触しないように、該突部上に該突部の幅より幅
広い耐磨耗性の部材を付設したことを特徴とするもので
ある。
体に接触する接触体を前記振動体と相対的に摩擦駆動す
る振動波駆動装置であって、前記振動体は前記接触体と
対面する側に突部を有し、該突部のエッジ部が該接触体
と直接接触しないように、該突部上に該突部の幅より幅
広い耐磨耗性の部材を付設したことを特徴とするもので
ある。
［発明の実施例］ 第１図は本発明の前提となる一例で、第４図に示すよ
うにリング状振動体２の全周に亙り、移動体と接触する
側の面に半径方向に多数の溝2bを形成してあるような振
動波モータの振動体２において、その突部2aのエッヂ部
に丸味を持たせたものである。第１図は第４図の振動体
２を側方から見た部分拡大図であり、図示の如く多数の
半径方向の溝2bと突部2aを有し、突部2aのエッヂ部は丸
味を持っている。このようにすると、第７図に示すよう
に、振動体２に進行性曲げ振動波が生じたとき、上記突
部2aにて振動体２に圧接する移動体３にアブレシブ摩耗
が生ぜず、摩耗量は十分小さくなり、耐久性が向上す
る。更に、振動体２をこのような形状とすることは、鍛
造による振動体の加工を容易にする。
うにリング状振動体２の全周に亙り、移動体と接触する
側の面に半径方向に多数の溝2bを形成してあるような振
動波モータの振動体２において、その突部2aのエッヂ部
に丸味を持たせたものである。第１図は第４図の振動体
２を側方から見た部分拡大図であり、図示の如く多数の
半径方向の溝2bと突部2aを有し、突部2aのエッヂ部は丸
味を持っている。このようにすると、第７図に示すよう
に、振動体２に進行性曲げ振動波が生じたとき、上記突
部2aにて振動体２に圧接する移動体３にアブレシブ摩耗
が生ぜず、摩耗量は十分小さくなり、耐久性が向上す
る。更に、振動体２をこのような形状とすることは、鍛
造による振動体の加工を容易にする。
本発明の前提となる他の一例としては第８図に示すも
のがあり、これは振動体２の突部2aのエッヂ部を丸味で
なく面取りしたものである。このようにしても第１図に
示す場合と同様の効果が得られる。
のがあり、これは振動体２の突部2aのエッヂ部を丸味で
なく面取りしたものである。このようにしても第１図に
示す場合と同様の効果が得られる。
第９図は本発明の一実施例を示すもので、駆動体２の
突部2aのエッヂ部は丸味付けや面取りを行わず、そのま
まとし、図に示すように、突部2aの上に、突部の幅（駆
動方向の幅）より幅広となる耐磨耗性の材料（例えばW
C）製の薄板2cを貼り付けたものであり、これにより振
動体の突部2aのエッヂ部が移動体と直接接触することが
なくなり、高移動速度、高効率を保ちながらアブレシブ
摩耗を防止することができる。
突部2aのエッヂ部は丸味付けや面取りを行わず、そのま
まとし、図に示すように、突部2aの上に、突部の幅（駆
動方向の幅）より幅広となる耐磨耗性の材料（例えばW
C）製の薄板2cを貼り付けたものであり、これにより振
動体の突部2aのエッヂ部が移動体と直接接触することが
なくなり、高移動速度、高効率を保ちながらアブレシブ
摩耗を防止することができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、駆動体の突部のエッジ部と接触体と
の接触を確実に防止できるので、振動体接触体との間の
アブレシブ摩耗を少なくすることができる。
の接触を確実に防止できるので、振動体接触体との間の
アブレシブ摩耗を少なくすることができる。
第１図は本発明の前提となる一例を示す振動波モータの
振動体を側面から見た部分拡大図、第２図および第３図
は振動波モータの原理説明図、第４図は振動波モータの
溝入り振動体の斜視図、第５図および第６図は従来の振
動波モータの溝入り振動体およびそれと移動体の間の磨
耗発生状況を夫々示す図、第７図は第１図の振動体と移
動体の接触状況を示す図、第８図は本発明の前提となる
他の一例の振動体を側方から見た部分拡大図、第９図は
本発明の一実施例の振動波駆動装置の振動体を側方から
見た部分拡大図である。 1a,1b……圧電素子、２……振動体 2a……突部、2b……溝 2c……耐磨耗性薄板、３……移動体。
振動体を側面から見た部分拡大図、第２図および第３図
は振動波モータの原理説明図、第４図は振動波モータの
溝入り振動体の斜視図、第５図および第６図は従来の振
動波モータの溝入り振動体およびそれと移動体の間の磨
耗発生状況を夫々示す図、第７図は第１図の振動体と移
動体の接触状況を示す図、第８図は本発明の前提となる
他の一例の振動体を側方から見た部分拡大図、第９図は
本発明の一実施例の振動波駆動装置の振動体を側方から
見た部分拡大図である。 1a,1b……圧電素子、２……振動体 2a……突部、2b……溝 2c……耐磨耗性薄板、３……移動体。
Claims (1)
- 【請求項１】振動体に発生させた振動波によって該振動
体に接触する接触体を前記振動体と相対的に摩擦駆動す
る振動波駆動装置であって、前記振動体は前記接触体と
対面する側に突部を有し、該突部のエッジ部が該接触体
と直接接触しないように、該突部上に該突部の幅より幅
広い耐磨耗性の部材を付設したことを特徴とする振動波
駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107060A JP2563325B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 振動波駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107060A JP2563325B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 振動波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63277479A JPS63277479A (ja) | 1988-11-15 |
| JP2563325B2 true JP2563325B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14449481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62107060A Expired - Lifetime JP2563325B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | 振動波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563325B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0717276Y2 (ja) * | 1987-10-13 | 1995-04-19 | セイコー電子工業株式会社 | 超音波モータ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140679A (ja) * | 1986-12-02 | 1988-06-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPS63220773A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPS63277478A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62107060A patent/JP2563325B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63277479A (ja) | 1988-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070919 Year of fee payment: 11 |