JP3089323B2 - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
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- JP3089323B2 JP3089323B2 JP02296411A JP29641190A JP3089323B2 JP 3089323 B2 JP3089323 B2 JP 3089323B2 JP 02296411 A JP02296411 A JP 02296411A JP 29641190 A JP29641190 A JP 29641190A JP 3089323 B2 JP3089323 B2 JP 3089323B2
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- Japan
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- stator
- ultrasonic motor
- resonance frequency
- rotor
- protrusion
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はステータに発生する振動を駆動源とした超音
波モータに関するものである。
波モータに関するものである。
（従来の技術） 従来よりステータに発生する振動エネルギーを利用し
てロータを回転させる超音波モータが知られている。こ
の種の超音波モータでは、ステータに接着された圧電セ
ラミクスに所定周波数の交流電力を供給し、ステータ上
に進行波を発生させている。
てロータを回転させる超音波モータが知られている。こ
の種の超音波モータでは、ステータに接着された圧電セ
ラミクスに所定周波数の交流電力を供給し、ステータ上
に進行波を発生させている。
ステータ上に発生した進行波は、ステータとロータの
間に作用する摩擦力によつてロータに回転モーメントを
与え、ロータを回転させる。
間に作用する摩擦力によつてロータに回転モーメントを
与え、ロータを回転させる。
このような構成の超音波モータは、例えば特開昭63−
73887号公報等に提案されたものがある。
73887号公報等に提案されたものがある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の超音波モータでは、ステータの
加工精度のばらつきやステータと圧電セラミクスの間の
接着状態のばらつきのために、ステータの共振周波数が
ばらついてしまう問題点があつた。このため、駆動回路
から圧電セラミクスに供給される交流電力の周波数とス
テータの共振周波数とのマツチングが取れなくなつた
り、異音等が発生して所期の駆動トルクが得られなくな
る等の問題点が発生する。
加工精度のばらつきやステータと圧電セラミクスの間の
接着状態のばらつきのために、ステータの共振周波数が
ばらついてしまう問題点があつた。このため、駆動回路
から圧電セラミクスに供給される交流電力の周波数とス
テータの共振周波数とのマツチングが取れなくなつた
り、異音等が発生して所期の駆動トルクが得られなくな
る等の問題点が発生する。
本発明は、このような従来装置の問題点を解消するた
めになされたもので、ステータの共振周波数を同一特性
に調整することを技術的課題とする。
めになされたもので、ステータの共振周波数を同一特性
に調整することを技術的課題とする。
（課題を解決するための手段） 前述した技術的課題を達成するために講じた技術的手
段は、ステータの共振周波数を調整するための突起をス
テータの曲げ剛性に影響を与えない部位に、ステータと
一体に形成したことである。
段は、ステータの共振周波数を調整するための突起をス
テータの曲げ剛性に影響を与えない部位に、ステータと
一体に形成したことである。
（作用） 前述した技術的手段によれば、突起を削り込むことに
よつてステータの共振周波数を調整することができるの
で、所期の技術的課題が達成できる。
よつてステータの共振周波数を調整することができるの
で、所期の技術的課題が達成できる。
（実施例） 以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい一実施
例装置について、説明する。
例装置について、説明する。
第１図は超音波モータ100の断面図である。超音波モ
ータ100は、ベース11と、ベース11に固定されたハウジ
ング15と、ベース11とハウジング15に対して回転自在に
支承された転軸22とを備える。
ータ100は、ベース11と、ベース11に固定されたハウジ
ング15と、ベース11とハウジング15に対して回転自在に
支承された転軸22とを備える。
ベース11にはリング状のステータ12の内孔が嵌合し、
皿ねじ13を介してステータの内周側が振動不可能とるよ
うに固着されている。ステータ12の一面にはリング状の
圧電セラミクス14が振動を伝えるように接着されてい
る。ステータ12の表面には、ステータ12に発生した進行
波の振幅を拡大するために多数の櫛歯12aが形成されて
いる。
皿ねじ13を介してステータの内周側が振動不可能とるよ
うに固着されている。ステータ12の一面にはリング状の
圧電セラミクス14が振動を伝えるように接着されてい
る。ステータ12の表面には、ステータ12に発生した進行
波の振幅を拡大するために多数の櫛歯12aが形成されて
いる。
圧電セラミクス14は、ステータ12上に進行波を発生さ
せるための公知の振動子である。圧電セラミクス14に互
いに位相が異なる一対の交流電力を印加することによ
り、圧電セラミクス14が伸縮し、ステータ12に進行波振
動生起される。
せるための公知の振動子である。圧電セラミクス14に互
いに位相が異なる一対の交流電力を印加することによ
り、圧電セラミクス14が伸縮し、ステータ12に進行波振
動生起される。
ロータ16は皿バネ17の加圧力によりステータ12に常時
圧接されている。ロータ16と皿バネ17の間には異音の発
生を防止するためのゴムシート18が挟まれている。ま
た、ステータ12とロータ16の間に作用する摩擦力を増大
させ、しかもステータ12とロータ16の摩耗を低減するた
めに、ロータ16には摩擦材フイルム16aが接着されてい
る。従つて、ロータ16は摩擦材フイルム16aを介してス
テータ12に当接する。
圧接されている。ロータ16と皿バネ17の間には異音の発
生を防止するためのゴムシート18が挟まれている。ま
た、ステータ12とロータ16の間に作用する摩擦力を増大
させ、しかもステータ12とロータ16の摩耗を低減するた
めに、ロータ16には摩擦材フイルム16aが接着されてい
る。従つて、ロータ16は摩擦材フイルム16aを介してス
テータ12に当接する。
皿バネ17は、回転軸22と一体に形成されたホルダ20に
より保持されている。ロータ16の駆動力は皿バネ17、ホ
ルダ20を通して回転軸22に伝達される。回転軸22はベー
ス11に固定されたメタル軸受23とハウジング15に固定さ
れたボールベアリング19によつて回転自在に支持され
る。
より保持されている。ロータ16の駆動力は皿バネ17、ホ
ルダ20を通して回転軸22に伝達される。回転軸22はベー
ス11に固定されたメタル軸受23とハウジング15に固定さ
れたボールベアリング19によつて回転自在に支持され
る。
ハウジング15と回転軸22の間には、調整ネジ21が配設
されている。調整ネジ21はハウジング15に係合してい
る。調整ネジ21を回転軸22の周りに回転させると、調整
ネジ21が回転軸22の軸方向に移動し、ボールベアリング
19およびホルダ20をベース11側へ向かつて、あるいは、
その反対側へ向かつて移動させる。この結果、皿バネ17
の加圧力は、調整ネジ21を回転させることによつて増減
できる。
されている。調整ネジ21はハウジング15に係合してい
る。調整ネジ21を回転軸22の周りに回転させると、調整
ネジ21が回転軸22の軸方向に移動し、ボールベアリング
19およびホルダ20をベース11側へ向かつて、あるいは、
その反対側へ向かつて移動させる。この結果、皿バネ17
の加圧力は、調整ネジ21を回転させることによつて増減
できる。
本発明のステータ12には、ステータ12の共振周波数を
調節するための突起12bが一体に形成されている。突起1
2bはステータ12の外周面からステータ12の半径方向に突
出している。突起12bはステータ８の外周を一周する環
状の突起で、突起12bはステータ12の曲げ剛性は変えな
いように、ステータ12の曲げ中立面の延長面内にある。
突起12bはステータ12外周部の単位長さ当たりの質量を
変えるので、ステータ12の共振周波数が変化する。
調節するための突起12bが一体に形成されている。突起1
2bはステータ12の外周面からステータ12の半径方向に突
出している。突起12bはステータ８の外周を一周する環
状の突起で、突起12bはステータ12の曲げ剛性は変えな
いように、ステータ12の曲げ中立面の延長面内にある。
突起12bはステータ12外周部の単位長さ当たりの質量を
変えるので、ステータ12の共振周波数が変化する。
第２図のグラフは、突起12bの削り込み量に対してス
テータ12の共振周波数がどのように変化するかを示す。
このグラフは、厚みが0.8mmで突出長が1.0mmの突起12b
を形成した直径60mmの円環状ステータ12をりん青銅で製
作し、突起12bを0.1mmずつ削り込むことによつて測定さ
れた。このグラフから、突起12bを削り込むことによつ
て、ステータ12の共振周波数が約700Hzの範囲内で調整
できることが判る。
テータ12の共振周波数がどのように変化するかを示す。
このグラフは、厚みが0.8mmで突出長が1.0mmの突起12b
を形成した直径60mmの円環状ステータ12をりん青銅で製
作し、突起12bを0.1mmずつ削り込むことによつて測定さ
れた。このグラフから、突起12bを削り込むことによつ
て、ステータ12の共振周波数が約700Hzの範囲内で調整
できることが判る。
突起12bによつて調節できる周波数範囲は、突起12bの
寸法により適当に設定できる。突起12bを厚くしたり、
突起12bがステータ12の外周面から大きく突出するよう
にすれば、共振周波数の調節範囲は大きくできる。
寸法により適当に設定できる。突起12bを厚くしたり、
突起12bがステータ12の外周面から大きく突出するよう
にすれば、共振周波数の調節範囲は大きくできる。
ステータ12の共振周波数は、ステータ12自身の形状、
剛性、質量のばらつきのために、あるいは、ステータ12
と圧電セラミクス14接着条件等のばらつき等のために、
設計とは違つた値になることが多い。しかしながら、本
発明が適用されたステータ12では、製造後に突起12bを
削り込むことによつてステータ12の共振周波数を調整で
きるので、設計通りの共振周波数を有するステータ12が
大量に、しかも容易に製造できる。
剛性、質量のばらつきのために、あるいは、ステータ12
と圧電セラミクス14接着条件等のばらつき等のために、
設計とは違つた値になることが多い。しかしながら、本
発明が適用されたステータ12では、製造後に突起12bを
削り込むことによつてステータ12の共振周波数を調整で
きるので、設計通りの共振周波数を有するステータ12が
大量に、しかも容易に製造できる。
前述した実施例では、突起12bをステータ12の曲げ中
立面の延長面内にある例を説明したが、突起12bはステ
ータ12の厚さよりも薄く、ステータ12の曲げ剛性を影響
を与えない形状であれば様々な位置に配置できる。
立面の延長面内にある例を説明したが、突起12bはステ
ータ12の厚さよりも薄く、ステータ12の曲げ剛性を影響
を与えない形状であれば様々な位置に配置できる。
第３図と第４図は、突起12bをステータ12の曲げ中立
面よりも櫛歯12a側に配置した例である。また、第５図
は突起12bをステータ12の曲げ中立面よりも圧電セラミ
クス14側に配置した例である。さらに、第６図は、突起
12bを櫛歯12に配置した例である。このような位置に突
起12bを配設してもステータ12の共振周波数が調整でき
る。
面よりも櫛歯12a側に配置した例である。また、第５図
は突起12bをステータ12の曲げ中立面よりも圧電セラミ
クス14側に配置した例である。さらに、第６図は、突起
12bを櫛歯12に配置した例である。このような位置に突
起12bを配設してもステータ12の共振周波数が調整でき
る。
特に第４図に示した位置に突起12bを形成すれば、ス
テータ12の直径が小さくできるので、超音波モータ100
小型化できる。また、特に第６図に示した位置に突起12
bを形成すれば、ステータ12の曲げ剛さをほとんど変え
るとなく、ステータ12の共振周波数のみを調整できる。
テータ12の直径が小さくできるので、超音波モータ100
小型化できる。また、特に第６図に示した位置に突起12
bを形成すれば、ステータ12の曲げ剛さをほとんど変え
るとなく、ステータ12の共振周波数のみを調整できる。
また、以上に説明した実施例では、突起12bが全て環
状である例のみを示したが、突起12bは必ずしも環状で
ある必要はない。例えば、第７図に示すように、複数の
突起12cをステータ12に形成しても良い。
状である例のみを示したが、突起12bは必ずしも環状で
ある必要はない。例えば、第７図に示すように、複数の
突起12cをステータ12に形成しても良い。
さらに、前述した実施例では、突起12b,12cを全周に
わたつて均一に削り込んだ例のみを示したが、突起12b,
12cの一部分のみを削り込むことによつても、ステータ1
2の共振周波数が調整できる。特に、第７図に示した例
では、一部の突起12cのみを削り込むことにより、ステ
ータ12のアンバランス等の調整が容易に行える。さら
に、第１図での実施例では、突起12cを全周にわたつて
均一に削つたが、部分的に削るものとしてもよい。
わたつて均一に削り込んだ例のみを示したが、突起12b,
12cの一部分のみを削り込むことによつても、ステータ1
2の共振周波数が調整できる。特に、第７図に示した例
では、一部の突起12cのみを削り込むことにより、ステ
ータ12のアンバランス等の調整が容易に行える。さら
に、第１図での実施例では、突起12cを全周にわたつて
均一に削つたが、部分的に削るものとしてもよい。
本発明によれば、ステータに一つまたは複数の突起が
形成されるので、突起を削り込むことによつて進行波の
振幅に影響を与えることなく、ステータの共振周波数が
調整できる。それゆえに、性能のバラツキが抑えられ、
均一な特性の超音波モータが大量に生産できる。
形成されるので、突起を削り込むことによつて進行波の
振幅に影響を与えることなく、ステータの共振周波数が
調整できる。それゆえに、性能のバラツキが抑えられ、
均一な特性の超音波モータが大量に生産できる。
また、ステータの共振周波数のばらつきを減らすこと
ができるので、駆動回路とステータのマツチングが非常
に良い超音波モータを大量に生産できる。
ができるので、駆動回路とステータのマツチングが非常
に良い超音波モータを大量に生産できる。
第１図は超音波モータの断面図である。 第２図はステータに形成された突起を削り込んでいつた
時の共振周波数の変化を示すグラフである。 第３図〜第７図は本発明が適用された別の実施例を描い
たステータの断面図である。 100……超音波モータ、11……ベース、 12……ステータ、12a……櫛歯、 12b、12c……突起、13……皿ねじ、 14……圧電セラミクス、15……ハウジング、 16……ロータ、17……皿バネ、 18……ゴムシート、19……ボールベアリング、 22……回転軸、20……ホルダ、21……調整ネジ、 22……回転軸、23……メタル軸受。
時の共振周波数の変化を示すグラフである。 第３図〜第７図は本発明が適用された別の実施例を描い
たステータの断面図である。 100……超音波モータ、11……ベース、 12……ステータ、12a……櫛歯、 12b、12c……突起、13……皿ねじ、 14……圧電セラミクス、15……ハウジング、 16……ロータ、17……皿バネ、 18……ゴムシート、19……ボールベアリング、 22……回転軸、20……ホルダ、21……調整ネジ、 22……回転軸、23……メタル軸受。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 下原 浩嗣 (56)参考文献 特開 昭63−87183（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−214477（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219475（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−34893（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02N 2/00
Claims (1)
- 【請求項１】圧電セラミクスが固定されたステータと、 ステータ上に発生した進行波により回転するロータと、 該ロータを前記ステータに圧接させる皿バネと、 前記ロータを回転自在に支持する回転軸と、 前記ステータに一体に形成され、 前記ステータの曲げ剛性に影響を与えない部位に設けた
突起と、 を備えた超音波モータであって、 前記突起の切削により、前記ステータの共振周波数の調
節を可能とした超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02296411A JP3089323B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02296411A JP3089323B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04168986A JPH04168986A (ja) | 1992-06-17 |
| JP3089323B2 true JP3089323B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=17833199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02296411A Expired - Fee Related JP3089323B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3089323B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101098663B1 (ko) * | 2010-04-08 | 2011-12-23 | 박영필 | 쓰레기 압축 장치 |
| KR101933526B1 (ko) * | 2016-11-29 | 2018-12-31 | 강소연 | 일회용 쓰레기봉투 거치대 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07274559A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-20 | Fanuc Ltd | 圧電式リニアアクチュエータ |
| JP4910381B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2012-04-04 | コニカミノルタオプト株式会社 | 駆動装置、駆動システム及び駆動方法 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP02296411A patent/JP3089323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101098663B1 (ko) * | 2010-04-08 | 2011-12-23 | 박영필 | 쓰레기 압축 장치 |
| KR101933526B1 (ko) * | 2016-11-29 | 2018-12-31 | 강소연 | 일회용 쓰레기봉투 거치대 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04168986A (ja) | 1992-06-17 |
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Legal Events
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