JP3392005B2 - 超音波モータ及びこれに用いられるロータ - Google Patents
超音波モータ及びこれに用いられるロータInfo
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Description
これに用いられるロータに関し、特に、定在波型の超音
波モータ及びこれに用いられるロータに関する。
に示す縦振動及び図6(A)に示す捩り振動を合成し
て、ステータに楕円振動を発生させてロータを駆動する
ようになっている。なお、図6(A)にはステータが示
されており、このステータは、ブロック101、10
2、103及び圧電素子104、105を含み、ブロッ
ク102にスリット102aが形成されている。また、
図6(A)は、捩り振動における二次共振振動の波形を
示す図であり、図6(B)は、ステータの縦振動におけ
る一次共振振動の波形を示す図である。そして、縦振動
はロータに浮力を与え、捩り振動はロータに回転力を与
える。
70号公報などに開示されるボルト締めランジュバン型
の超音波モータは、ボルト締めによって、縦振動から捩
り振動を発生させ、両振動を合成させて楕円振動を発生
させるようになっている。
に、ステータにスリットを形成する技術が、特開平7−
75353号公報などに開示されている。このスリット
は、図6(A)に示すスリット102aと同様の構成で
ある。
ータでは、縦振動から発生する捩り振動の振幅が小さか
ったため、所望の回転数が得られないことが多かった。
されたもので、その目的は、ロータにも捩り振動を発生
させることで、モータの高効率化を図ることができる超
音波モータ及びこれに用いられるロータを提供すること
にある。
に、請求項1記載の発明は、ステータに筒状のロータを
接触させて、前記ステータに生じる楕円振動によって前
記ロータを回転させる超音波モータにおいて、前記楕円
振動は、縦振動と、該縦振動から変換されて生成される
捩り振動と、が合成されて生成され、前記ロータは、縦
振動を捩り振動に変換するスリットからなる振動変換手
段を有し、前記スリットは、前記ロータの外周面に開口
するとともに、前記ロータの両端面に貫通し、前記ロー
タの内周面は、連続していることを特徴とする。
動が発生し、この縦振動から捩り振動が発生し、縦振動
と捩り振動とが合成されて楕円振動が生じる。そして、
この楕円振動によってロータが回転する。しかも、本発
明によれば、ロータに形成された振動変換手段によっ
て、ロータ自体にも捩り振動が生じる。つまり、ステー
タからロータに伝達された縦振動が、振動変換手段によ
って捩り振動に変換されて、ロータにも捩り振動が発生
する。この捩り振動は縦振動と合成されて、楕円振動が
生じる。こうして、ステータの楕円振動とロータの楕円
振動とが組み合わされて、ロータの高回転化及びモータ
効率の向上が可能になる。
ットは、傾斜することが好ましい。
動から変換されて生成される捩り振動と、が合成された
楕円振動が生じるステータに接触して回転する超音波モ
ータの筒状のロータにおいて、縦振動を捩り振動に変換
するスリットからなる振動変換手段を有し、前記スリッ
トは、前記ロータの外周面に開口するとともに、前記ロ
ータの両端面に貫通し、前記ロータの内周面は、連続し
ていることを特徴とする。
おいて生じた縦振動が伝達されると、振動変換手段によ
ってロータ自体にも捩り振動が生じる。この捩り振動は
縦振動と合成されて楕円振動が生じる。そして、ロータ
の楕円振動とステータの楕円振動とが組み合わせられ
て、ロータの高回転化及びモータ効率の向上が可能にな
る。
ットは、傾斜することが好ましい。
について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の
実施形態に係る超音波モータの全体を示す図である。こ
の超音波モータは、ロータ10及びステータ8を含む。
3、圧電素子4、5及び電極板6、7を有する。これら
は、内部に設けられたボルト(図示せず)によって連結
されている。
て、電圧印加装置から高周波交流電圧を印加するように
なっている。また、圧電素子5に対しては、電極板6か
らブロック1を介し、結合ボルト(図示せず)を経て電
気的に接続されたブロック2の端面が電極板として作用
するため、このブロック2と電極板7とによって所望周
波数の高周波交流電圧が印加される。
7を共通にして、それぞれブロック2又は電極板6から
高周波交流電圧を印加するようにしてある。すなわち、
圧電素子4、5には、それぞれ上下逆の極性で高周波交
流電圧が印加される。
に、分極方向がそれぞれ上下逆になっている。
が上下逆で、印加される電圧の極性も上下逆であること
から、対応する極性は同一となる。そして、一方の圧電
素子5が伸びる場合には他方の圧電素子4も伸び、一方
の圧電素子5が縮む場合には他方の圧電素子4も縮むこ
とになる。これにより、ステータ8全体としての縦方向
(図示しない結合ボルトの長手方向)の振幅値を大きく
設定することができる。
aが形成されている。このスリット2aを形成すること
で、圧電素子4、5の縦振動から捩り振動を生成するこ
とができる。そして、縦振動及び捩り振動が合成されて
生じる楕円振動によって、ロータ10が回転するように
なっている。なお、ロータ10の回転方向は、圧電素子
4、5に印加される交流電圧の周波数や、ステータの材
質及び形状などによって決定される。
ト12が形成されている。詳しくは、ロータ10は、ス
テータ8側にライニング材14が設けられてなり、ライ
ニング材14の面16が、ステータ8の駆動面8aと接
触するようになっている。そして、ロータ10の周面に
スリット12が形成されている。
時計回りに回転する。そして、スリット12は、ロータ
10の周面側からみて、ステータ8側を起点としてロー
タ10の回転方向(反時計回りの方向)に傾斜してい
る。詳しくは、スリット12の対向する内壁面12a
が、ステータ8側を起点として、ロータ10の回転方向
に傾斜している。
で、ロータ10自体にも捩り振動が生じる。つまり、ス
テータ8の縦振動がロータ10に伝達されると、スリッ
ト12によって縦振動から捩り振動が発生するようにな
る。この捩り振動は縦振動と組み合わされて楕円振動を
発生する。こうして、ステータ8の楕円振動とロータ1
0の楕円振動とが組み合わせられて、ロータ10を高速
で回転させることができる。
る。同図に示すように、ロータにスリットを有しない従
来例と比較して、本実施形態では、約4倍の回転数を得
ることができた。
々の変形が可能である。図3(A)〜図4(C)は、上
記実施形態の変形例を示す図である。いずれの変形例に
よっても、上記実施形態のロータ10と同様の効果を得
ることができる。
示すロータ10と同様に、ステータ8(図1参照)側を
起点として回転方向(反時計回りの方向)に傾斜するス
リット22が形成され、ライニング材24が設けられて
いる。ここで、スリット22は、ステータ8(図1参
照)に接触する面26には貫通せず、ロータ20の周面
にのみ形成されている。
示すロータ10と同様に、ステータ8(図1参照)側を
起点として回転方向(反時計回りの方向)に傾斜するス
リット32が形成され、ライニング材34が設けられて
いる。ここで、スリット32は、ステータ8(図1参
照)に接触する面36のみならず、その反対側の面38
にも貫通している。このような上下面に貫通するスリッ
ト32は、形成が容易である。
41及びライニング材44からなる。ブロック41に
は、図1に示すロータ10と同様に、ステータ8(図1
参照)側を起点として回転方向(反時計回りの方向)に
傾斜するスリット42が形成されている。また、スリッ
ト42は、ブロック41にのみ形成され、ライニング材
44には形成されていない。すなわち、スリット42
は、ステータ8(図1参照)に接触する面46には貫通
しない。したがって、ブロック41の一方の端面に貫通
するようにスリット42を形成することが容易に行える
ので、これにライニング材44を取り付けるだけで、ロ
ータ40を得ることができる。
は、ステータ8(図1参照)に接触する面46に貫通し
ないものの、ブロック41の端面には貫通しているの
で、切削加工にて形成することができる。
ロック51、53及びライニング材54からなる。ブロ
ック53は、図3(B)に示すロータ30と同様に、上
下端面に貫通するスリット52が形成されている。この
スリット52も、ロータ50の回転方向(図に矢印で示
す)に傾く形状である。そして、ブロック53の一方の
端面にブロック51が取り付けられ、他方の端面にライ
ニング材54が取り付けられて、ロータ50が構成され
る。
が、ロータ50の上下端面に貫通しないものの、ブロッ
ク53に貫通しているので、切削加工にて容易に形成す
ることができる。
61及びライニング材64からなり、ブロック61にス
リット62が形成されている。このスリット62の形状
は、図3(C)に示すロータ40のスリット42と異な
る。即ち、スリット62は、一方の内壁面62bが、ロ
ータ60の回転方向(図に矢印で示す)に対して直角に
直立しており、他方の内壁面62aが、ステータ8(図
1参照)側を起点として、ロータ60の回転方向に傾く
形状になっている。
イカスト鋳造法等により、ブロック61にスリット62
を形成することができ、低コストで高回転、高出力の効
率の高い超音波モータを得ることができる。
ロック71の一方の端面に接触片72が設けられてな
り、接触片72には、ステータ8(図1参照)側の面に
ライニング材74が取り付けられている。このライニン
グ材74を介して、接触片72がステータ8(図1参
照)の駆動面8aに接触するようになっている。
点として、ロータ70の回転方向(図に矢印で示す)に
傾斜するようになっている。詳しくは、接触片72は板
状をなし、板面72aとその反対側の板面72bとが、
いずれも、ステータ8(図1参照)側を起点として、ロ
ータ70の回転方向に傾斜している。要するに、接触片
72の板面72a、72bは、図1に示すスリット12
の内壁面12aと同様に傾斜している。
70に捩り振動を発生させることができる。そして、高
回転の超音波モータを得ることができる。
施形態の他の変形例を示す図である。図5(A)に示す
ロータ80には、ライニング材84が設けられるととも
にスリット82が形成されている。このスリット82
は、図1に示すロータ10のスリット12と異なり傾斜
していない。このような形態のスリット82であって
も、ロータ80に捩り振動が発生するので、高回転、高
出力の効率の高い超音波モータを得ることができる。
92が形成されている。この接触片92は、図4(C)
に示す接触片72と異なり傾斜していない。このような
形態の接触片92であっても、ロータ92に捩り振動が
生じるので、高回転、高出力の効率の高い超音波モータ
を得ることができる。
の全体を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
例を示す図である。
る縦振動及び捩り振動の波形を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ステータに筒状のロータを接触させて、
前記ステータに生じる楕円振動によって前記ロータを回
転させる超音波モータにおいて、 前記楕円振動は、縦振動と、該縦振動から変換されて生
成される捩り振動と、が合成されて生成され、 前記ロータは、縦振動を捩り振動に変換するスリットか
らなる振動変換手段を有し、 前記スリットは、前記ロータの外周面に開口するととも
に、前記ロータの両端面に貫通し、 前記ロータの内周面は、連続している ことを特徴とする
超音波モータ。 - 【請求項2】 請求項1記載の超音波モータにおいて、 前記スリットは、傾斜していることを特徴とする超音波
モータ。 - 【請求項3】 縦振動と、該縦振動から変換されて生成
される捩り振動と、が合成された楕円振動が生じるステ
ータに接触して回転する超音波モータの筒状のロータに
おいて、 縦振動を捩り振動に変換するスリットからなる振動変換
手段を有し、 前記スリットは、前記ロータの外周面に開口するととも
に、前記ロータの両端面に貫通し、 前記ロータの内周面は、連続している ことを特徴とする
ロータ。 - 【請求項4】 請求項3記載のロータにおいて、 前記スリットは、傾斜していることを特徴とするロー
タ。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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US09/056,594 US6166477A (en) | 1997-04-07 | 1998-04-07 | Ultrasonic motor with rotor converting longitudinal vibrations into torque |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10385197A JP3392005B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 超音波モータ及びこれに用いられるロータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10285964A JPH10285964A (ja) | 1998-10-23 |
JP3392005B2 true JP3392005B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=14364952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10385197A Expired - Fee Related JP3392005B2 (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 超音波モータ及びこれに用いられるロータ |
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---|---|
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002101678A (ja) | 2000-07-21 | 2002-04-05 | Asmo Co Ltd | 超音波モータ |
CN103414375B (zh) * | 2013-08-26 | 2016-01-20 | 苏州科技学院 | 单电信号驱动旋转超声电机 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP10385197A patent/JP3392005B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH10285964A (ja) | 1998-10-23 |
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