JPH02119584A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH02119584A JPH02119584A JP63271023A JP27102388A JPH02119584A JP H02119584 A JPH02119584 A JP H02119584A JP 63271023 A JP63271023 A JP 63271023A JP 27102388 A JP27102388 A JP 27102388A JP H02119584 A JPH02119584 A JP H02119584A
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- JP
- Japan
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- vibrator
- bearings
- elliptical motion
- ultrasonic motor
- motion
- 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.)
- Granted
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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、電子機器などに用いられる超音波モータに関
し、特にローター直径の小さい小型の超音波モータに関
する。
し、特にローター直径の小さい小型の超音波モータに関
する。
［従来の技術］
超音波モータは従来の電磁モータと比較して、低回転で
高いトルクが得られること、停止保持力を有すること、
電磁ノイズが小さいことなどの利点を有しており、カメ
ラのオートフォーカス用や自動車用パワーモータ等に使
用されている。
高いトルクが得られること、停止保持力を有すること、
電磁ノイズが小さいことなどの利点を有しており、カメ
ラのオートフォーカス用や自動車用パワーモータ等に使
用されている。
第５図及び第６図は従来の超音波モータの構造を示す概
略図であり、リング上の小歯状の突起部を設けた金属板
５１の突起部の形成されている面の裏側に２枚の圧電セ
ラミックス円盤５２．５３を接着した構造のステータの
上に、円盤状ローター５４を圧接した構造となっている
圧電セラミックス円盤５２．５３は、偶数等分に分極の
向きが逆向きとなっており、これら２枚の圧電セラミッ
クス円盤は分割角度の半分の角度だけずらして接着され
ている。
略図であり、リング上の小歯状の突起部を設けた金属板
５１の突起部の形成されている面の裏側に２枚の圧電セ
ラミックス円盤５２．５３を接着した構造のステータの
上に、円盤状ローター５４を圧接した構造となっている
圧電セラミックス円盤５２．５３は、偶数等分に分極の
向きが逆向きとなっており、これら２枚の圧電セラミッ
クス円盤は分割角度の半分の角度だけずらして接着され
ている。
［発明が解決しようとする課題］
第５図から判るように従来の超音波モータにおいては、
ステーターの超音波振動を平面的にローグーに伝達して
いるため、駆動トルクを大きくするには、ステーター及
びローターの直径を大きくする必要がある。その為、従
来の超音波モータの実用的な最小直径は２０〜３０ｍｍ
に限定されていた。
ステーターの超音波振動を平面的にローグーに伝達して
いるため、駆動トルクを大きくするには、ステーター及
びローターの直径を大きくする必要がある。その為、従
来の超音波モータの実用的な最小直径は２０〜３０ｍｍ
に限定されていた。
そこで、本発明の技術的課題は、ローターの直径を小さ
くした小型の超音波モータを提供することにある。
くした小型の超音波モータを提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、ローターの直径として、２
０ｍｍ以下の超音波モータを提供することにある。
０ｍｍ以下の超音波モータを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、端部の断面形状が円形を有し、この端
部が円を含む楕円運動を行う棒状圧電楕円運動振動子と
、この棒状圧電楕円運動振動子の少なくとも一方の端部
に配された楕円運動−回転変換部祠と、この端部間の中
心に対して対称的に位置の振動の節に設けられた支持部
材と、この支持部材を介してこの棒状圧電楕円運動振動
子を支持する外枠と、この楕円運動一回転変換部材内に
挿入される回転軸とを有し、この端部からこの楕円運動
一回転変換部材を介して回転出力を得る超音波モータに
おいて、前記楕円運動一回転変換部材は、この外枠に支
持される外輪と、前記回転軸が挿入される回転自在な内
輪とを有し、楕円運動一回転変換部材は、軸受けを兼ね
ていることを特徴とする超音波モータが得られる。
部が円を含む楕円運動を行う棒状圧電楕円運動振動子と
、この棒状圧電楕円運動振動子の少なくとも一方の端部
に配された楕円運動−回転変換部祠と、この端部間の中
心に対して対称的に位置の振動の節に設けられた支持部
材と、この支持部材を介してこの棒状圧電楕円運動振動
子を支持する外枠と、この楕円運動一回転変換部材内に
挿入される回転軸とを有し、この端部からこの楕円運動
一回転変換部材を介して回転出力を得る超音波モータに
おいて、前記楕円運動一回転変換部材は、この外枠に支
持される外輪と、前記回転軸が挿入される回転自在な内
輪とを有し、楕円運動一回転変換部材は、軸受けを兼ね
ていることを特徴とする超音波モータが得られる。
［作 用］
本発明の超音波モータにおいては、圧電楕円運動振動子
に直流電圧を印加して分極し、更に、予め定められた部
分にこの振動子の共振周波数に等しい交流電圧を印加し
て、軸を含む面内の屈曲振動を発生させる。
に直流電圧を印加して分極し、更に、予め定められた部
分にこの振動子の共振周波数に等しい交流電圧を印加し
て、軸を含む面内の屈曲振動を発生させる。
また、上記と異なる部分に同様にこの圧電楕円運動振動
子の共振周波数に等しい周波数の交流電圧を印加して、
中心軸を含む面内で、先の屈曲振動の方向と交差する屈
曲振動を行わせる。これら、２つの方向の屈曲振動の位
相をずらせる（好ましくは９０″）、具体的には夫々の
交流電圧の位相をずらせる（好ましくは９０ｅ）ことに
より、圧電楕円運動振動子の両端部に、円運動を含む楕
円運動が励起することが可能である。この端面の楕円運
動は少なくとも一端に設けられた内輪を有する軸受は等
の楕円運動一回転変換部材により、この部材からの回転
運動に変換され、回転部材内に一端を挿入した回転軸を
回転させる。
子の共振周波数に等しい周波数の交流電圧を印加して、
中心軸を含む面内で、先の屈曲振動の方向と交差する屈
曲振動を行わせる。これら、２つの方向の屈曲振動の位
相をずらせる（好ましくは９０″）、具体的には夫々の
交流電圧の位相をずらせる（好ましくは９０ｅ）ことに
より、圧電楕円運動振動子の両端部に、円運動を含む楕
円運動が励起することが可能である。この端面の楕円運
動は少なくとも一端に設けられた内輪を有する軸受は等
の楕円運動一回転変換部材により、この部材からの回転
運動に変換され、回転部材内に一端を挿入した回転軸を
回転させる。
［実施例］
以下本発明の超音波モータについて、詳しく説明する。
第１図は本発明の超音波モータの構造例を示す断面図で
ある。この図において、超音波モータは、圧電楕円運動
振動子１０と、支持枠１１．１１″と、軸受け１２．１
２”と、回転軸１３．１１と、外枠１４とを有する。
ある。この図において、超音波モータは、圧電楕円運動
振動子１０と、支持枠１１．１１″と、軸受け１２．１
２”と、回転軸１３．１１と、外枠１４とを有する。
第２図は本発明の超音波モータに用いる圧電楕円運動振
動子１０の構造例を示す図である。この図において、棒
状の圧電楕円運動振動子１０は、端部の断面形状が円形
で、正多角形断面又は円形断面形状を有し、側面に長さ
方向に沿って複数の電極を有する。この棒状の圧電楕円
運動振動子１０の中心に対して対称的な位置にある振動
の節の部分が支持枠１１．１１−で支持されている。
動子１０の構造例を示す図である。この図において、棒
状の圧電楕円運動振動子１０は、端部の断面形状が円形
で、正多角形断面又は円形断面形状を有し、側面に長さ
方向に沿って複数の電極を有する。この棒状の圧電楕円
運動振動子１０の中心に対して対称的な位置にある振動
の節の部分が支持枠１１．１１−で支持されている。
第３図は本発明の超音波モータに用いられる軸受けの斜
視図であり、外輪１２ａ、１２ａ及び内輪１２ｂ、１２
ｂ”を有し、軸受けの内輪１２ｂ。
視図であり、外輪１２ａ、１２ａ及び内輪１２ｂ、１２
ｂ”を有し、軸受けの内輪１２ｂ。
１２ｂ−の直径は、圧電楕円運動振動子１０の端部の直
径より僅かに大きい。
径より僅かに大きい。
第４図は本発明の超音波モータの構成原理の説明図であ
る。この図において、回転運動をする棒状圧電楕円運動
振動子の両端部に軸受け１２，１２゛が軸受けの内輪の
ほぼ中央の位置に振動子の端部に位置するよう装着され
る。
る。この図において、回転運動をする棒状圧電楕円運動
振動子の両端部に軸受け１２，１２゛が軸受けの内輪の
ほぼ中央の位置に振動子の端部に位置するよう装着され
る。
更に、回転軸１３．１３−が軸受け１２．１２′の内輪
１２ｂ、１２ｂ”に固定され、軸受け１２．１２−の外
輪１２ａ、１２ａ−及び振動の節に設けられた支持枠１
１．１１−がこの外枠１４に固定されて、第１図に示す
超音波モータの組み立てが完成する。
１２ｂ、１２ｂ”に固定され、軸受け１２．１２−の外
輪１２ａ、１２ａ−及び振動の節に設けられた支持枠１
１．１１−がこの外枠１４に固定されて、第１図に示す
超音波モータの組み立てが完成する。
本実施例に係る超音波モータは、軸受け１２゜１２′の
内輪内壁と、圧電楕円運動振動子１０の端部が接触する
ため、振動子１０から伝達される回転駆動力は効率良く
軸受は内輪に伝達される。
内輪内壁と、圧電楕円運動振動子１０の端部が接触する
ため、振動子１０から伝達される回転駆動力は効率良く
軸受は内輪に伝達される。
また、外枠１４に支持枠１１．１１＝及び軸受け１２．
１２−の外輪が固定される構造のため、モータの直径は
非常に小さくなる。
１２−の外輪が固定される構造のため、モータの直径は
非常に小さくなる。
以上の説明はローターを楕円運動振動子の両端部に設け
た場合について、行ったが、ローターを一方の端部にだ
け設けた場合も、同様にモーターを構成することができ
る。
た場合について、行ったが、ローターを一方の端部にだ
け設けた場合も、同様にモーターを構成することができ
る。
［発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、圧電楕円運動振
動子端部の接触圧力を軸受は内部で受は止めているため
回転速度及びトルクの安定な超音波モータが得られる。
動子端部の接触圧力を軸受は内部で受は止めているため
回転速度及びトルクの安定な超音波モータが得られる。
更に、本発明の超音波モータにおいては、駆動力を発生
させるための振動子の形状が単純で、回転あるいは、楕
円運動振動を発生させるための２つの振動モードが同じ
屈曲振動であることから、構造が簡単になる。また、楕
円運動振動子として、棒状の振動子を使用しているため
、ローグーの直径を小さくすることが容易で、ローター
直径の小さい超音波モータを得ることができる。この超
音波モータの直径は、必要なトルクによって変わるが、
原理的には、１０ｍｍ以下も可能である。
させるための振動子の形状が単純で、回転あるいは、楕
円運動振動を発生させるための２つの振動モードが同じ
屈曲振動であることから、構造が簡単になる。また、楕
円運動振動子として、棒状の振動子を使用しているため
、ローグーの直径を小さくすることが容易で、ローター
直径の小さい超音波モータを得ることができる。この超
音波モータの直径は、必要なトルクによって変わるが、
原理的には、１０ｍｍ以下も可能である。
第１図は本発明の超音波モータの構造例を示す断面図、
第２図は本発明の超音波モータに用いる圧電楕円運動振
動子の構造例を示す図、第３図は本発明の超音波モータ
の軸受の一例を示す図、第４図は本発明の超音波モータ
の構成原理の説明図、第５図及び第６図は従来の超音波
モータの構成例を示す図である。 図中、１０は圧電楕円運動振動子、１１．１１−は支持
枠、１２．１２−は軸受、１２ａ、１．２ａ−は外輪、
１２ｂ、１２ｂ−は内輪、１３，１３′は回転軸、１４
は外枠、５１は金属円板、５２．５３は圧電セラミック
円盤、５４はローターである。 第１図 第２図 ｎ 第５図 手心セ辛市正也＝（１１発） 第６図 昭和６ｅ年／Ω月Ω 日
第２図は本発明の超音波モータに用いる圧電楕円運動振
動子の構造例を示す図、第３図は本発明の超音波モータ
の軸受の一例を示す図、第４図は本発明の超音波モータ
の構成原理の説明図、第５図及び第６図は従来の超音波
モータの構成例を示す図である。 図中、１０は圧電楕円運動振動子、１１．１１−は支持
枠、１２．１２−は軸受、１２ａ、１．２ａ−は外輪、
１２ｂ、１２ｂ−は内輪、１３，１３′は回転軸、１４
は外枠、５１は金属円板、５２．５３は圧電セラミック
円盤、５４はローターである。 第１図 第２図 ｎ 第５図 手心セ辛市正也＝（１１発） 第６図 昭和６ｅ年／Ω月Ω 日
Claims (1)
- １．端部の断面形状が円形を有し、該端部が円を含む楕
円運動を行う棒状圧電楕円運動振動子と、該棒状圧電楕
円運動振動子の少なくとも一方の端部に配された楕円運
動−回転変換部材と、該端部間の中心に対して対称的に
位置の振動の節に設けられた支持部材と、該支持部材を
介して該棒状圧電楕円運動振動子を支持する外枠と、該
楕円運動−回転変換部材内に挿入される回転軸とを有し
、該端部から該楕円運動−回転変換部材を介して回転出
力を得る超音波モータにおいて、前記楕円運動−回転変
換部材は、該外枠に支持される外輪と、前記回転軸が挿
入される回転自在な内輪とを有し、楕円運動−回転変換
部材は、軸受けを兼ねていることを特徴とする超音波モ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271023A JP2724731B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271023A JP2724731B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119584A true JPH02119584A (ja) | 1990-05-07 |
| JP2724731B2 JP2724731B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=17494330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63271023A Expired - Lifetime JP2724731B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724731B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218258A (en) * | 1990-09-04 | 1993-06-08 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor and laser beam welding apparatus using the same |
| JPH05311191A (ja) * | 1990-05-09 | 1993-11-22 | Sanyo Chem Ind Ltd | 食用油凝固剤 |
| EP0635930A1 (en) * | 1993-02-05 | 1995-01-25 | Oki Electric Industry Company, Limited | Ultrasonic motor and ultrasonic wave carrier |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63271023A patent/JP2724731B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05311191A (ja) * | 1990-05-09 | 1993-11-22 | Sanyo Chem Ind Ltd | 食用油凝固剤 |
| US5218258A (en) * | 1990-09-04 | 1993-06-08 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor and laser beam welding apparatus using the same |
| EP0635930A1 (en) * | 1993-02-05 | 1995-01-25 | Oki Electric Industry Company, Limited | Ultrasonic motor and ultrasonic wave carrier |
| EP0635930A4 (en) * | 1993-02-05 | 1997-07-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | ULTRASONIC MOTOR AND ULTRASONIC SHAFT BEAM. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2724731B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071205 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081205 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |