JP2958539B2 - 長円形超音波モータ - Google Patents
長円形超音波モータInfo
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- JP2958539B2 JP2958539B2 JP3039490A JP3949091A JP2958539B2 JP 2958539 B2 JP2958539 B2 JP 2958539B2 JP 3039490 A JP3039490 A JP 3039490A JP 3949091 A JP3949091 A JP 3949091A JP 2958539 B2 JP2958539 B2 JP 2958539B2
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- ultrasonic
- ultrasonic conduction
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波モータに関し、特
に、リニアモータとして用いるに好適な超音波モータに
関する。
に、リニアモータとして用いるに好適な超音波モータに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ロータリー型の超音波モータとして、特
公平１−１７３５４号には、平板リング状弾性体板体に
位相差を持つように複数個の電歪素子を配置し、位相の
異なる高周波電圧を印加して平板リング状弾性体板体に
超音波進行波を発生せしめ、平板リング状弾性体板体の
表面に加圧接触させた平板円形回転子を回転するように
したものが示されている。また、リニア型の超音波モー
タとして、特開昭６１−３５１７７号には、小判形の弾
性体基体の裏面ほぼ全面に位相差を持たせた複数個の圧
電素子を積層し、弾性体基体の全面を励振するように
し、弾性体基体に一体に形成された長円状の振動伝達部
材から超音波進行波を摺動子に伝えるようにしたものが
提案されている。
公平１−１７３５４号には、平板リング状弾性体板体に
位相差を持つように複数個の電歪素子を配置し、位相の
異なる高周波電圧を印加して平板リング状弾性体板体に
超音波進行波を発生せしめ、平板リング状弾性体板体の
表面に加圧接触させた平板円形回転子を回転するように
したものが示されている。また、リニア型の超音波モー
タとして、特開昭６１−３５１７７号には、小判形の弾
性体基体の裏面ほぼ全面に位相差を持たせた複数個の圧
電素子を積層し、弾性体基体の全面を励振するように
し、弾性体基体に一体に形成された長円状の振動伝達部
材から超音波進行波を摺動子に伝えるようにしたものが
提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波モータは円形または長円形の弾性振動板のほ
ぼ全面に渡って圧電素子を配置し弾性振動板の全面に振
動を励起し、振動の節となる部分に超音波モータ固定の
ための軸等を配置するものであった。このため、円弧状
や扇状の形状をした圧電素子が必要になる。圧電素子は
一般にセラミック材料で形成されるため、かかる形状の
精密な圧電素子の製作は、焼成工程での収縮の不均一な
どから、加工性、歩留りが悪く、コストが高くなるとい
う問題点があった。そこで、長円形の超音波モータでは
弾性体基体の裏面全面ではなく、長辺の直線部にのみ圧
電素子を配置することが考えられるが、単純に直線部の
みに圧電素子を配置すると、超音波振動が必ずしも予定
された長円に沿って進行せず、超音波振動がモータを固
定するための部分等に伝わったりして、超音波の進行方
向が乱れ、モータの駆動力が極めて弱くなるという問題
点を発見した。本発明は上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とする所は、製作の容易な長方形の
圧電素子のみを用いた超音波モータを提供することにあ
る。
来の超音波モータは円形または長円形の弾性振動板のほ
ぼ全面に渡って圧電素子を配置し弾性振動板の全面に振
動を励起し、振動の節となる部分に超音波モータ固定の
ための軸等を配置するものであった。このため、円弧状
や扇状の形状をした圧電素子が必要になる。圧電素子は
一般にセラミック材料で形成されるため、かかる形状の
精密な圧電素子の製作は、焼成工程での収縮の不均一な
どから、加工性、歩留りが悪く、コストが高くなるとい
う問題点があった。そこで、長円形の超音波モータでは
弾性体基体の裏面全面ではなく、長辺の直線部にのみ圧
電素子を配置することが考えられるが、単純に直線部の
みに圧電素子を配置すると、超音波振動が必ずしも予定
された長円に沿って進行せず、超音波振動がモータを固
定するための部分等に伝わったりして、超音波の進行方
向が乱れ、モータの駆動力が極めて弱くなるという問題
点を発見した。本発明は上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的とする所は、製作の容易な長方形の
圧電素子のみを用いた超音波モータを提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、図面に例示するように、金属等の弾性
体からなる固定子本体１を備え、固定子本体１には半円
部２、２′と長辺部３、３′とからなる略長円形の閉通
路として構成された超音波伝導通路４と、超音波伝導通
路４を支持固定するための基板５とが一体に形成されて
おり、前記基板５の超音波伝導通路４の長辺部３、３′
に隣接した部分に長孔７、８が設けられ、超音波伝導通
路４の表面には可動子３０が接触されており、前記超音
波伝導通路４の断面形状は略一定形状に形成され、超音
波伝導通路４の長辺部３、３′の底面には圧電素子１
１、１２が各々貼着されており、前記各圧電素子１１、
１２はその厚さ方向に分極され、超音波伝導通路４の整
数分の一の長さλ（λは超音波伝導通路４に発生する定
在波の波長に等しい）の１／２の長さでその分極方向が
交互に異なる様にされており、前記各圧電素子１１、１
２は超音波伝導通路に沿ってλ／４の奇数倍だけ相対的
にずれた位置に配設されており、前記超音波伝導通路４
の幅がλ／４の奇数倍の幅にされていることを特徴とす
る長円形超音波モータが提供される。
め、本発明では、図面に例示するように、金属等の弾性
体からなる固定子本体１を備え、固定子本体１には半円
部２、２′と長辺部３、３′とからなる略長円形の閉通
路として構成された超音波伝導通路４と、超音波伝導通
路４を支持固定するための基板５とが一体に形成されて
おり、前記基板５の超音波伝導通路４の長辺部３、３′
に隣接した部分に長孔７、８が設けられ、超音波伝導通
路４の表面には可動子３０が接触されており、前記超音
波伝導通路４の断面形状は略一定形状に形成され、超音
波伝導通路４の長辺部３、３′の底面には圧電素子１
１、１２が各々貼着されており、前記各圧電素子１１、
１２はその厚さ方向に分極され、超音波伝導通路４の整
数分の一の長さλ（λは超音波伝導通路４に発生する定
在波の波長に等しい）の１／２の長さでその分極方向が
交互に異なる様にされており、前記各圧電素子１１、１
２は超音波伝導通路に沿ってλ／４の奇数倍だけ相対的
にずれた位置に配設されており、前記超音波伝導通路４
の幅がλ／４の奇数倍の幅にされていることを特徴とす
る長円形超音波モータが提供される。
【０００５】
【作用】上記のように構成された長円形超音波モータで
は、圧電素子１１、１２に適切な周波数の高周波電圧を
印加することにより超音波伝導通路４の長辺部３、３′
に超音波伝導通路４の全周の整数分の一の波長λの屈曲
振動が励振される。該振動は横波でありその波長λは超
音波伝導通路４の断面形状によっても規定される。振動
は超音波伝導通路４を長辺部３、３′に沿って長手方向
に伝わろうとするだけではなく側方の基板５にも伝わろ
うとする。しかし、超音波伝導通路４の長辺部３、３′
と基板５とは長孔７、８により分離絶縁されているた
め、長辺部３、３′から基板５には振動が伝わらない。
超音波伝導通路４の半円部２、２′では超音波伝導通路
４と基板５とが連続しているが、実験によれば半円状の
形状の故か超音波振動の進行方向は半円部２、２′に沿
って円周上を進み、基板５に侵入しようとしない。ま
た、超音波伝導通路４の幅方向に伝わろうとする振動成
分は、超音波伝導通路４の幅が波長λの１／４の長さに
形成されているので反共振の関係が生じ減衰される。こ
のため、超音波振動の進行方向が超音波伝導通路４内で
蛇行しなくなる。以上３つの作用により、第１または第
２の一方の圧電素子１１、１２に適切な周波数の高周波
電圧を印加すると超音波伝導通路４の全周に安定した定
在波が発生する。このため、λ／４だけ位置位相がずれ
た第１及び第２の二つの圧電素子１１、１２に時間的位
相が９０°ずれた高周波電圧、例えば、第１の圧電素子
にＡsin(ωt)、第２の圧電素子にＡsin(ωt ±90°) の
電圧を印加することにより、長円形の超音波伝導通路４
の表面に安定した進行波を発生させることが可能にな
る。この進行波により可動子３０が駆動される。
は、圧電素子１１、１２に適切な周波数の高周波電圧を
印加することにより超音波伝導通路４の長辺部３、３′
に超音波伝導通路４の全周の整数分の一の波長λの屈曲
振動が励振される。該振動は横波でありその波長λは超
音波伝導通路４の断面形状によっても規定される。振動
は超音波伝導通路４を長辺部３、３′に沿って長手方向
に伝わろうとするだけではなく側方の基板５にも伝わろ
うとする。しかし、超音波伝導通路４の長辺部３、３′
と基板５とは長孔７、８により分離絶縁されているた
め、長辺部３、３′から基板５には振動が伝わらない。
超音波伝導通路４の半円部２、２′では超音波伝導通路
４と基板５とが連続しているが、実験によれば半円状の
形状の故か超音波振動の進行方向は半円部２、２′に沿
って円周上を進み、基板５に侵入しようとしない。ま
た、超音波伝導通路４の幅方向に伝わろうとする振動成
分は、超音波伝導通路４の幅が波長λの１／４の長さに
形成されているので反共振の関係が生じ減衰される。こ
のため、超音波振動の進行方向が超音波伝導通路４内で
蛇行しなくなる。以上３つの作用により、第１または第
２の一方の圧電素子１１、１２に適切な周波数の高周波
電圧を印加すると超音波伝導通路４の全周に安定した定
在波が発生する。このため、λ／４だけ位置位相がずれ
た第１及び第２の二つの圧電素子１１、１２に時間的位
相が９０°ずれた高周波電圧、例えば、第１の圧電素子
にＡsin(ωt)、第２の圧電素子にＡsin(ωt ±90°) の
電圧を印加することにより、長円形の超音波伝導通路４
の表面に安定した進行波を発生させることが可能にな
る。この進行波により可動子３０が駆動される。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照し説明す
る。図１は超音波モータの固定子部分を示す平面図、図
２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は底面図である。固定
子本体１は銅合金からなる弾性体で形成され、半円部
２、２′と長辺部３、３′とが連続して長円形の閉通路
を構成する超音波伝導通路４と、超音波モータを基台等
に固定するための中央部の基板５とからなり、両者４、
５は一体に形成されている。
る。図１は超音波モータの固定子部分を示す平面図、図
２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は底面図である。固定
子本体１は銅合金からなる弾性体で形成され、半円部
２、２′と長辺部３、３′とが連続して長円形の閉通路
を構成する超音波伝導通路４と、超音波モータを基台等
に固定するための中央部の基板５とからなり、両者４、
５は一体に形成されている。
【０００７】超音波伝導通路４の表面には多数の横溝６
が形成されている。図２に示す様に、横溝底から下の超
音波伝導通路４の断面は長方形の一定形状にされてい
る。図３に示す様に、超音波伝導通路４はその中央部の
周長において、半円部２、２′の１／３の円弧長を１波
長（λ）とし、長辺部が３．５λの長さにされている。
従って、超音波伝導通路４の全周長は１３λである。ま
た、超音波伝導通路４の幅Ｗはλ／４の長さに形成され
ている。そして、超音波伝導通路４の長辺部３、３′に
隣接する基板５には２つの長孔７、８が明けられてい
る。従って、超音波伝導通路４と基板５とは半円部２、
２′において連続し、長辺部３、３′において長孔７、
８により分離されている。基板５の中央部はやや板厚に
形成され、その中心に固定ボルトを挿通するための長孔
９が設けられている。
が形成されている。図２に示す様に、横溝底から下の超
音波伝導通路４の断面は長方形の一定形状にされてい
る。図３に示す様に、超音波伝導通路４はその中央部の
周長において、半円部２、２′の１／３の円弧長を１波
長（λ）とし、長辺部が３．５λの長さにされている。
従って、超音波伝導通路４の全周長は１３λである。ま
た、超音波伝導通路４の幅Ｗはλ／４の長さに形成され
ている。そして、超音波伝導通路４の長辺部３、３′に
隣接する基板５には２つの長孔７、８が明けられてい
る。従って、超音波伝導通路４と基板５とは半円部２、
２′において連続し、長辺部３、３′において長孔７、
８により分離されている。基板５の中央部はやや板厚に
形成され、その中心に固定ボルトを挿通するための長孔
９が設けられている。
【０００８】超音波伝導通路４の長辺部３、３′の底面
には３つの圧電素子１１、１２、１３が貼着されてい
る。各圧電素子１１、１２、１３は厚さが０．５ｍｍ程
度の板状のセラミック分極材料の両面に電極を設けたも
のであり、第１及び第２の圧電素子１１、１２は３λの
長さに形成され、それぞれλ／２毎に分極方向が交代す
るように厚さ方向に分極処理されている。図中において
斜線を施した部分が分極されている部分であり、斜線の
方向が異なる部分は互いに分極方向が異なる。第２の圧
電素子１２は第１の圧電素子１１から３．２５λだけ離
れた位置に、即ち、λ／４だけ位置位相がずれる位置に
固着されている。第３の圧電素子１３はλ／４の長さを
有し、第１の圧電素子１１からλ／４だけ離れた位置に
固着されている。第１及び第２の圧電素子１１、１２は
超音波の励振用に用いられ、第３の圧電素子１３は励振
振幅のフィードバック信号検出用に用いられる。
には３つの圧電素子１１、１２、１３が貼着されてい
る。各圧電素子１１、１２、１３は厚さが０．５ｍｍ程
度の板状のセラミック分極材料の両面に電極を設けたも
のであり、第１及び第２の圧電素子１１、１２は３λの
長さに形成され、それぞれλ／２毎に分極方向が交代す
るように厚さ方向に分極処理されている。図中において
斜線を施した部分が分極されている部分であり、斜線の
方向が異なる部分は互いに分極方向が異なる。第２の圧
電素子１２は第１の圧電素子１１から３．２５λだけ離
れた位置に、即ち、λ／４だけ位置位相がずれる位置に
固着されている。第３の圧電素子１３はλ／４の長さを
有し、第１の圧電素子１１からλ／４だけ離れた位置に
固着されている。第１及び第２の圧電素子１１、１２は
超音波の励振用に用いられ、第３の圧電素子１３は励振
振幅のフィードバック信号検出用に用いられる。
【０００９】第１の圧電素子１１及び第２の圧電素子１
２は発振器２１、２２に接続され、第１の圧電素子にＡ
sin(ωt)、第２の圧電素子にＡsin(ωt ±90°) の時間
的位相が±９０°ずれた約３２ＫＨｚの高周波電圧を厚
さ方向に印加する。これにより、長円形の超音波伝導通
路４の表面に超音波進行波が発生し超音波伝導通路４を
循環する。超音波振動の振幅は第３の圧電素子１３によ
り検出され、発振器２１、２２にフィードバックされ印
加電圧を適切に制御する。なお、印加する高周波電圧の
周波数は、超音波伝導通路４を伝わる横波の超音波の速
度が超音波伝導通路４の断面形状、材質及び温度により
決定されることから、超音波の波長が前記波長λ（超音
波伝導通路４の全周の１／１３）と一致する周波数に選
択される。
２は発振器２１、２２に接続され、第１の圧電素子にＡ
sin(ωt)、第２の圧電素子にＡsin(ωt ±90°) の時間
的位相が±９０°ずれた約３２ＫＨｚの高周波電圧を厚
さ方向に印加する。これにより、長円形の超音波伝導通
路４の表面に超音波進行波が発生し超音波伝導通路４を
循環する。超音波振動の振幅は第３の圧電素子１３によ
り検出され、発振器２１、２２にフィードバックされ印
加電圧を適切に制御する。なお、印加する高周波電圧の
周波数は、超音波伝導通路４を伝わる横波の超音波の速
度が超音波伝導通路４の断面形状、材質及び温度により
決定されることから、超音波の波長が前記波長λ（超音
波伝導通路４の全周の１／１３）と一致する周波数に選
択される。
【００１０】図４は上記の固定子１を用いたリニア型超
音波モータを示す断面図である。固定子１は基板５中央
の長孔９に挿通された固定ボルト２３により基台２４に
締着固定する。図面右側の長辺部３′の両側にはボルト
２５、２６が立設され、そのボルト２５、２６に水平軸
２７が固定される。水平軸２７にはローラ２８が回転自
在に支承され、ローラ２８が長辺部３′に当接するよう
にされている。そのローラ２８に当接して断面がＬ字形
をしたレール状の可動子３０が載置されている。可動子
３０はローラ２８に当接すると共に、図面左側の長辺部
３の表面に直接当接する。可動子３０は図示しない案内
に案内され図面に垂直な方向に移動可能である。長辺部
３、３′の底面に位置位相を１／４波長だけずらせて固
着された第１及び第２の圧電素子１１、１２に時間的位
相が±９０°ずれた高周波電圧を印加すると、長円形の
超音波伝導通路４の表面に超音波進行波が発生する。上
下に屈曲する横波の超音波進行波により、横溝６が切ら
れた長辺部３の表面に直接当接する可動子３０に、摩擦
により超音波進行波の進行方向と逆方向に駆動力が伝え
られて可動子３０が直線駆動される。図面右側の長辺部
３′ではローラ２８により駆動方向が反転され、左側の
長辺部３と同一方向の駆動力が可動子３０に伝達され
る。
音波モータを示す断面図である。固定子１は基板５中央
の長孔９に挿通された固定ボルト２３により基台２４に
締着固定する。図面右側の長辺部３′の両側にはボルト
２５、２６が立設され、そのボルト２５、２６に水平軸
２７が固定される。水平軸２７にはローラ２８が回転自
在に支承され、ローラ２８が長辺部３′に当接するよう
にされている。そのローラ２８に当接して断面がＬ字形
をしたレール状の可動子３０が載置されている。可動子
３０はローラ２８に当接すると共に、図面左側の長辺部
３の表面に直接当接する。可動子３０は図示しない案内
に案内され図面に垂直な方向に移動可能である。長辺部
３、３′の底面に位置位相を１／４波長だけずらせて固
着された第１及び第２の圧電素子１１、１２に時間的位
相が±９０°ずれた高周波電圧を印加すると、長円形の
超音波伝導通路４の表面に超音波進行波が発生する。上
下に屈曲する横波の超音波進行波により、横溝６が切ら
れた長辺部３の表面に直接当接する可動子３０に、摩擦
により超音波進行波の進行方向と逆方向に駆動力が伝え
られて可動子３０が直線駆動される。図面右側の長辺部
３′ではローラ２８により駆動方向が反転され、左側の
長辺部３と同一方向の駆動力が可動子３０に伝達され
る。
【００１１】長円形の超音波伝導通路４に安定した超音
波進行波を発生させるのに、基板５に長孔７、８を設け
ること及び超音波伝導通路４の幅Ｗを波長λの１／４の
奇数倍とすることが極めて有効であることについて説明
する。安定した超音波進行波が発生するためには、一方
の圧電素子１１だけを励振したときにその振動が超音波
伝導通路４に沿って対向する長辺部３′に伝導し、長円
形の超音波伝導通路４に安定した定在波を発生するよう
でなければならない。図５、図６、図７は第１の圧電素
子１１のみを励振したときの定在波振動のパターンを示
すクラードニ図形であり、固定子１の裏面にアルミナ粉
末を散布して観察した図形である。太い線で描かれてい
るのがアルミナ粉末が集まった部分であり振動の節線を
示している。
波進行波を発生させるのに、基板５に長孔７、８を設け
ること及び超音波伝導通路４の幅Ｗを波長λの１／４の
奇数倍とすることが極めて有効であることについて説明
する。安定した超音波進行波が発生するためには、一方
の圧電素子１１だけを励振したときにその振動が超音波
伝導通路４に沿って対向する長辺部３′に伝導し、長円
形の超音波伝導通路４に安定した定在波を発生するよう
でなければならない。図５、図６、図７は第１の圧電素
子１１のみを励振したときの定在波振動のパターンを示
すクラードニ図形であり、固定子１の裏面にアルミナ粉
末を散布して観察した図形である。太い線で描かれてい
るのがアルミナ粉末が集まった部分であり振動の節線を
示している。
【００１２】図６は超音波伝導通路４の幅Ｗ′をλ／４
より５０％程度大きくし、かつ基板５にボルト挿通用の
孔４１、４２を設けたのみで長辺部３、３′に隣接した
長孔７、８を設けなかった場合である。この場合、クラ
ードニ図形は長辺部３、３′で長手方向に垂直になら
ず、また、長辺部３、３′から基板５にまで延びてい
る。これは振動が蛇行しながら超音波伝導通路４から外
れ基板５まで侵入していることを示している。さらに、
図面では示せないが、アルミナ粉末が集まった太線の部
分が静止せず絶えず動き回り変化していた。これは定在
波が不安定であることを示している。この状態で第１及
び第２の圧電素子１１、１２を励振しても、長辺部３、
３′において安定した進行波を発生させることができ
ず、場所によっては逆方向に進む進行波も発生し、可動
子３０に極めて弱い駆動力しか与えることができなかっ
た。
より５０％程度大きくし、かつ基板５にボルト挿通用の
孔４１、４２を設けたのみで長辺部３、３′に隣接した
長孔７、８を設けなかった場合である。この場合、クラ
ードニ図形は長辺部３、３′で長手方向に垂直になら
ず、また、長辺部３、３′から基板５にまで延びてい
る。これは振動が蛇行しながら超音波伝導通路４から外
れ基板５まで侵入していることを示している。さらに、
図面では示せないが、アルミナ粉末が集まった太線の部
分が静止せず絶えず動き回り変化していた。これは定在
波が不安定であることを示している。この状態で第１及
び第２の圧電素子１１、１２を励振しても、長辺部３、
３′において安定した進行波を発生させることができ
ず、場所によっては逆方向に進む進行波も発生し、可動
子３０に極めて弱い駆動力しか与えることができなかっ
た。
【００１３】図７は基板５に長辺部３、３′に隣接した
長孔７、８を設けたが超音波伝導通路４の幅Ｗ′はλ／
４より５０％程度大きくしたままの場合である。この場
合、クラードニ図形は超音波伝導通路４の上にのみ現
れ、比較的静止していた。しかし、長辺部３、３′で長
手方向に垂直にならず、振動が長辺部３、３′で蛇行し
ながら進んでいることを示している。この状態で第１及
び第２の圧電素子１１、１２を励振すると、長辺部３、
３′の中央における進行波が弱くなり、可動子３０に与
える駆動力はやや弱いものであった。
長孔７、８を設けたが超音波伝導通路４の幅Ｗ′はλ／
４より５０％程度大きくしたままの場合である。この場
合、クラードニ図形は超音波伝導通路４の上にのみ現
れ、比較的静止していた。しかし、長辺部３、３′で長
手方向に垂直にならず、振動が長辺部３、３′で蛇行し
ながら進んでいることを示している。この状態で第１及
び第２の圧電素子１１、１２を励振すると、長辺部３、
３′の中央における進行波が弱くなり、可動子３０に与
える駆動力はやや弱いものであった。
【００１４】図５は長辺部３、３′に隣接した長孔７、
８を設け超音波伝導通路４の幅Ｗをλ／４とした本実施
例の場合である。この場合、クラードニ図形は長辺部
３、３′で長手方向に垂直な形状を示し、超音波伝導通
路４の上にのみ現れ、静止して安定しており、超音波伝
導通路４の全周を２６分割した形状を示した。これは一
方の圧電素子１１を励振することにより長円形の超音波
伝導通路４の全周に安定した定在波が発生することを示
している。この状態で第１及び第２の圧電素子１１、１
２を励振すると、λ／４位置位相がずれた定在波が互い
に干渉し合い、超音波伝導通路４を循環走行する安定し
た進行波を発生させることができ、可動子３０に強い駆
動力を与えることができた。
８を設け超音波伝導通路４の幅Ｗをλ／４とした本実施
例の場合である。この場合、クラードニ図形は長辺部
３、３′で長手方向に垂直な形状を示し、超音波伝導通
路４の上にのみ現れ、静止して安定しており、超音波伝
導通路４の全周を２６分割した形状を示した。これは一
方の圧電素子１１を励振することにより長円形の超音波
伝導通路４の全周に安定した定在波が発生することを示
している。この状態で第１及び第２の圧電素子１１、１
２を励振すると、λ／４位置位相がずれた定在波が互い
に干渉し合い、超音波伝導通路４を循環走行する安定し
た進行波を発生させることができ、可動子３０に強い駆
動力を与えることができた。
【００１５】以上説明した実施例では超音波伝導通路４
の長辺部３、３′に可動子３０を接触せしめ、直線方向
の駆動力を得るようにしたが、超音波伝導通路４の半円
部２または２′に円板状の可動子を接触せしめ、回転力
を得るようにしてもよい。また、ローラ２８を用いず、
いずれか一方の長辺部３にのみ可動子を接触せしめ、直
線方向の駆動力を得るようにしてもよい。
の長辺部３、３′に可動子３０を接触せしめ、直線方向
の駆動力を得るようにしたが、超音波伝導通路４の半円
部２または２′に円板状の可動子を接触せしめ、回転力
を得るようにしてもよい。また、ローラ２８を用いず、
いずれか一方の長辺部３にのみ可動子を接触せしめ、直
線方向の駆動力を得るようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を有し超音波伝導
通路の幅を波長λの１／４の奇数倍とし、長辺部に隣接
した基板に長孔を設けたものであるから、加工の容易な
長方形の板状の圧電素子のみを用いて長円形の固定子に
安定した超音波進行波を発生させることができるという
優れた効果がある。このため、安価なリニア型超音波モ
ータを提供することができる。
通路の幅を波長λの１／４の奇数倍とし、長辺部に隣接
した基板に長孔を設けたものであるから、加工の容易な
長方形の板状の圧電素子のみを用いて長円形の固定子に
安定した超音波進行波を発生させることができるという
優れた効果がある。このため、安価なリニア型超音波モ
ータを提供することができる。
【図１】 超音波モータの固定子を示す平面図、
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図、
【図３】 固定子の底面図、
【図４】 超音波モータを示す断面図、
【図５】 実施例でのクラードニ図形を示す底面図、
【図６】 他の例でのクラードニ図形を示す底面図、
【図７】 他の例でのクラードニ図形を示す底面図であ
る。
る。
１．．固定子、 ２、２′．．半円部、 ３、３′．．
長辺部、 ４．．超音波伝導通路、 ５．．基板、
７、８．．長孔、 １１、１２．．圧電素子、３０．．
可動子。
長辺部、 ４．．超音波伝導通路、 ５．．基板、
７、８．．長孔、 １１、１２．．圧電素子、３０．．
可動子。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−28279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281773（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−183381（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−102031（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−198390（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02N 2/00
Claims (1)
- 【請求項１】 金属等の弾性体からなる固定子本体を備
え、固定子本体には半円部と長辺部とからなる略長円形
の閉通路として構成された超音波伝導通路と、超音波伝
導通路を支持固定するための基板とが一体に形成されて
おり、前記基板の超音波伝導通路の長辺部に隣接した部
分に長孔が設けられ、超音波伝導通路の表面には可動子
が接触されており、前記超音波伝導通路の断面形状は略
一定形状に形成され、超音波伝導通路の長辺部の底面に
は圧電素子が各々貼着されており、前記各圧電素子はそ
の厚さ方向に分極され、超音波伝導通路の整数分の一の
長さλ（λは超音波伝導通路に発生する定在波の波長に
等しい）の１／２の長さでその分極方向が交互に異なる
様にされており、前記各圧電素子は超音波伝導通路に沿
ってλ／４の奇数倍だけ相対的にずれた位置に配設され
ており、前記超音波伝導通路の幅がλ／４の奇数倍の幅
にされていることを特徴とする長円形超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039490A JP2958539B2 (ja) | 1991-02-09 | 1991-02-09 | 長円形超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039490A JP2958539B2 (ja) | 1991-02-09 | 1991-02-09 | 長円形超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053685A JPH053685A (ja) | 1993-01-08 |
| JP2958539B2 true JP2958539B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=12554495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3039490A Expired - Fee Related JP2958539B2 (ja) | 1991-02-09 | 1991-02-09 | 長円形超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958539B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4212749A4 (en) | 2020-09-14 | 2024-03-06 | Nsk Ltd | DETECTION METHOD OF THE STATE OF A STORAGE DEVICE, DETECTION DEVICE AND PROGRAM |
-
1991
- 1991-02-09 JP JP3039490A patent/JP2958539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053685A (ja) | 1993-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |