JPH01315277A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH01315277A JPH01315277A JP63147257A JP14725788A JPH01315277A JP H01315277 A JPH01315277 A JP H01315277A JP 63147257 A JP63147257 A JP 63147257A JP 14725788 A JP14725788 A JP 14725788A JP H01315277 A JPH01315277 A JP H01315277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- roller
- piezoelectric ceramic
- actuator
- flat plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超音波振動エネルギーを利用した超音波モー
タに関する。
タに関する。
（従来の技術）
従来、矩形状平板振動子を利用した超音波モーターとし
て、第６図に示すように各種多重振動モード、例えば縦
振動と屈曲振動の多重モードを利用した平板状振動子１
にローラー３を圧接した構成が提案されている。
て、第６図に示すように各種多重振動モード、例えば縦
振動と屈曲振動の多重モードを利用した平板状振動子１
にローラー３を圧接した構成が提案されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の平板状振動子を利用した超音波モ
ーターは縦振動と屈曲振動の多重モードを利用している
ため、ローラーを振動子に強く圧接すると屈曲振動の振
動振幅が抑制され、またローラー圧接位置が平板状振動
子の端であるため、振動子の振動モードが不安定となり
、その結果、十分なローラー駆動力が得られなかった。
ーターは縦振動と屈曲振動の多重モードを利用している
ため、ローラーを振動子に強く圧接すると屈曲振動の振
動振幅が抑制され、またローラー圧接位置が平板状振動
子の端であるため、振動子の振動モードが不安定となり
、その結果、十分なローラー駆動力が得られなかった。
本発明は、従来の超音波モータの問題点を解決して、高
駆動力の超音波モータを提供することにある。
駆動力の超音波モータを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、従来の超音波モータの問題点を解決して、高
駆動力の超音波モータを得るための手段として、第１図
に示すように、二次縦振動モードで動作する矩形状平板
振動子１の中央平面部上部に非共振で伸縮可能なたとえ
ば積層圧電セラミックアクチュエータ２が位置するよう
に配置させ、積層圧電アクチュエータ２を矩形状平板振
動子１の平面に静的な一定圧力で押し付ける方向に該矩
形状平板振動子１の上部をローラー３で圧接し、該矩形
状平板振動子１の二次縦振動と積層圧電セラミックアク
チュエータ２の振動変位を全く独立して同一周波数で励
振させることによって前記ローラーを所望の方向に回転
させることを特徴とする超音波モータである。
駆動力の超音波モータを得るための手段として、第１図
に示すように、二次縦振動モードで動作する矩形状平板
振動子１の中央平面部上部に非共振で伸縮可能なたとえ
ば積層圧電セラミックアクチュエータ２が位置するよう
に配置させ、積層圧電アクチュエータ２を矩形状平板振
動子１の平面に静的な一定圧力で押し付ける方向に該矩
形状平板振動子１の上部をローラー３で圧接し、該矩形
状平板振動子１の二次縦振動と積層圧電セラミックアク
チュエータ２の振動変位を全く独立して同一周波数で励
振させることによって前記ローラーを所望の方向に回転
させることを特徴とする超音波モータである。
（作用）
上記のような本発明の超音波モータは、第２図に主要部
を拡大して示すように平板状振動子１の中央部Ｃが長手
方向に矢印ａ、ｂの両方向に振動し、ローラー３は振動
子１の振動方向に従って矢印ｃ、ｄの方向に回転する。
を拡大して示すように平板状振動子１の中央部Ｃが長手
方向に矢印ａ、ｂの両方向に振動し、ローラー３は振動
子１の振動方向に従って矢印ｃ、ｄの方向に回転する。
従って、ローラー３はどちらの方向にも回転せずに静止
している。しかしながら、振動子１の振動が矢印ａの方
向の時、該振動とは独立して同一周波数で積層圧電セラ
ミックアクチュエータ２の変位を矢印ｅの方向に与えて
積層圧電セラミックアクチュエータ２とローラー３の圧
接力を強くすると、ローラー３は矢印Ｃの方向に回転す
る。−方、振動子の振動が矢印すの方向の時、該振動と
は独立して同一周波数で積層圧電セラミックアクチュエ
ータ２の変位を矢印ｆの方向に与えて積層圧電セラミッ
クアクチュエータ２とローラー３の圧接力を弱くすると
、ローラー３は回転しない。その結果、ローラー３は矢
印Ｃの一方向に回転する。ローラー３を矢印ｄ方向に回
転させるためには、振動子１の振動が矢印すの方向の時
、積層圧電セラミックアクチュエータ２の変位の矢印ｅ
の方向に与えてやればよいことが上記の説明から容易に
理解できる。即ち、平板状振動子１の二次縦振動と積層
圧電セラミックアクチュエータ２の変位の位相差を１８
０度変換することでローラー９の回転方向を反転するこ
とが可能である。
している。しかしながら、振動子１の振動が矢印ａの方
向の時、該振動とは独立して同一周波数で積層圧電セラ
ミックアクチュエータ２の変位を矢印ｅの方向に与えて
積層圧電セラミックアクチュエータ２とローラー３の圧
接力を強くすると、ローラー３は矢印Ｃの方向に回転す
る。−方、振動子の振動が矢印すの方向の時、該振動と
は独立して同一周波数で積層圧電セラミックアクチュエ
ータ２の変位を矢印ｆの方向に与えて積層圧電セラミッ
クアクチュエータ２とローラー３の圧接力を弱くすると
、ローラー３は回転しない。その結果、ローラー３は矢
印Ｃの一方向に回転する。ローラー３を矢印ｄ方向に回
転させるためには、振動子１の振動が矢印すの方向の時
、積層圧電セラミックアクチュエータ２の変位の矢印ｅ
の方向に与えてやればよいことが上記の説明から容易に
理解できる。即ち、平板状振動子１の二次縦振動と積層
圧電セラミックアクチュエータ２の変位の位相差を１８
０度変換することでローラー９の回転方向を反転するこ
とが可能である。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第３図は本発明の具体例であり、（ａ）は平面図、（ｂ
）は正面図を示す。ステンレス鋼から成る振動板５の両
手面に振動板の長手方向に２５ｋＨｚ程度の周波数の二
次縦振動が励振されるように圧電セラミック板４を接着
して矩形状平板振動子が構成されている。部材７の平面
に該部材平面に垂直な方向に変位そ生しることが可能な
積層圧電セラミックアクチュエータ２が接着されて固定
配置されている前記矩形状平板振動子の中央平面部に前
記積層圧電セラミックアクチュエータ２が位置するよう
に矩形状平板振動子を配置して矩形状平板振動子平面を
積層圧電セラミックアクチュエータ２に押し付ける方向
に金属製ローラ３で圧接している。振動子はシリコンラ
バー６上に置かれ振動子の二次縦振動振幅が抑制されな
いようにされている。圧電セラミック板４と積層圧電セ
ラミックアクチュエータ２に独立して同一周波数の電圧
を印加した。銅製のローラー（直径１５ｍｍ）３を１０
ｋｇｆの加重で積層圧電セラミックアクチュエータ２に
圧接し、圧電セラミック４及び積層圧電セラミックアク
チュエータ２に約２５ｋＨｚの周波数で約７０Ｖｒｍｓ
の電圧を印加すると、ローラーが低速で回転した。圧電
セラミック４及び圧電セラミックアクチュエータ２の位
相差を１８０度変換するとローラーの回転方向が直ちに
反転した。
）は正面図を示す。ステンレス鋼から成る振動板５の両
手面に振動板の長手方向に２５ｋＨｚ程度の周波数の二
次縦振動が励振されるように圧電セラミック板４を接着
して矩形状平板振動子が構成されている。部材７の平面
に該部材平面に垂直な方向に変位そ生しることが可能な
積層圧電セラミックアクチュエータ２が接着されて固定
配置されている前記矩形状平板振動子の中央平面部に前
記積層圧電セラミックアクチュエータ２が位置するよう
に矩形状平板振動子を配置して矩形状平板振動子平面を
積層圧電セラミックアクチュエータ２に押し付ける方向
に金属製ローラ３で圧接している。振動子はシリコンラ
バー６上に置かれ振動子の二次縦振動振幅が抑制されな
いようにされている。圧電セラミック板４と積層圧電セ
ラミックアクチュエータ２に独立して同一周波数の電圧
を印加した。銅製のローラー（直径１５ｍｍ）３を１０
ｋｇｆの加重で積層圧電セラミックアクチュエータ２に
圧接し、圧電セラミック４及び積層圧電セラミックアク
チュエータ２に約２５ｋＨｚの周波数で約７０Ｖｒｍｓ
の電圧を印加すると、ローラーが低速で回転した。圧電
セラミック４及び圧電セラミックアクチュエータ２の位
相差を１８０度変換するとローラーの回転方向が直ちに
反転した。
次に、第４図に示すように積層圧電セラミックアクチュ
エータ２の上部に通常市販されている繊維強化プラスチ
ックあるいは芳香族ポリエステル樹脂をポリテトラフル
オロエチレンに充填した摺動材９を接着して配置し、ま
た、第５図に示すようにローラー３で圧接されている矩
形状平板振動子の中央部平面に市販されている繊維強化
プラスチックあるいは芳香族ポリエステル樹脂をポリテ
トラフルオロエチレンに充填した耐磨耗材８を接着して
配置した。ローラー圧接力を２０ｋｇｆとして上記と同
様に駆動した結果、最大駆動トルク１．５ｋｇｆ−ｃｍ
（ローラー回転速度は毎分約５回転）が得られた。また
、銅製ローラーの代わりにステンレス銅製ローラーを使
用してもほぼ同様の結果が得られた。
エータ２の上部に通常市販されている繊維強化プラスチ
ックあるいは芳香族ポリエステル樹脂をポリテトラフル
オロエチレンに充填した摺動材９を接着して配置し、ま
た、第５図に示すようにローラー３で圧接されている矩
形状平板振動子の中央部平面に市販されている繊維強化
プラスチックあるいは芳香族ポリエステル樹脂をポリテ
トラフルオロエチレンに充填した耐磨耗材８を接着して
配置した。ローラー圧接力を２０ｋｇｆとして上記と同
様に駆動した結果、最大駆動トルク１．５ｋｇｆ−ｃｍ
（ローラー回転速度は毎分約５回転）が得られた。また
、銅製ローラーの代わりにステンレス銅製ローラーを使
用してもほぼ同様の結果が得られた。
（発明の効果）
本発明の超音波モータは低速、高駆動力であり、ＯＡ機
器等に利用することが可能である。
器等に利用することが可能である。
第１図は本発明の超音波モータの基本概念図、第２図は
本発明の超音波モータの駆動原理を説明するための主要
部の拡大図、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の実施例
に使用した超音波モータの構成図、第４図はアクチュエ
ータと振動平板部分の構成れいを示す図、第５図はロー
ラー圧接部の構成例を示す図、第６図Ｕは矩形状平板振
動子を用いた従来の超音波モータの構成図を示す。図中
、１は二次縦振動する振動子、２はアクチュエータ、３
は金属製のはローラー、４は振動子１に二次縦振動を励
振させるための圧電セラミック板、５は金属製振動板、
６はシリコンラバー、７は固定部材、８は耐磨耗材、９
は摺動材、１０は振動子の二次縦振動の変位分布を示す
。
本発明の超音波モータの駆動原理を説明するための主要
部の拡大図、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の実施例
に使用した超音波モータの構成図、第４図はアクチュエ
ータと振動平板部分の構成れいを示す図、第５図はロー
ラー圧接部の構成例を示す図、第６図Ｕは矩形状平板振
動子を用いた従来の超音波モータの構成図を示す。図中
、１は二次縦振動する振動子、２はアクチュエータ、３
は金属製のはローラー、４は振動子１に二次縦振動を励
振させるための圧電セラミック板、５は金属製振動板、
６はシリコンラバー、７は固定部材、８は耐磨耗材、９
は摺動材、１０は振動子の二次縦振動の変位分布を示す
。
Claims (1)
- 二次縦振動モードで動作可能な振動子の中央部に非共
振で伸縮可能なアクチュエータが位置するように配置さ
せ、該アクチュエータに振動子を介して静的な一定圧力
を加えるように振動子に接してローラー配置したことを
特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147257A JPH01315277A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63147257A JPH01315277A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01315277A true JPH01315277A (ja) | 1989-12-20 |
Family
ID=15426141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63147257A Pending JPH01315277A (ja) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01315277A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200665A (en) * | 1990-11-21 | 1993-04-06 | Nisca Corporation | Ultrasonic actuator |
| KR100692631B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2007-03-13 | 전자부품연구원 | 초음파 모터 및 이를 구비한 이송장치 |
| CN112857668A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-05-28 | 华中科技大学 | 一种压电陶瓷驱动器固定装置 |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP63147257A patent/JPH01315277A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200665A (en) * | 1990-11-21 | 1993-04-06 | Nisca Corporation | Ultrasonic actuator |
| KR100692631B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2007-03-13 | 전자부품연구원 | 초음파 모터 및 이를 구비한 이송장치 |
| CN112857668A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-05-28 | 华中科技大学 | 一种压电陶瓷驱动器固定装置 |
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