JPH0251375A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH0251375A JPH0251375A JP63201606A JP20160688A JPH0251375A JP H0251375 A JPH0251375 A JP H0251375A JP 63201606 A JP63201606 A JP 63201606A JP 20160688 A JP20160688 A JP 20160688A JP H0251375 A JPH0251375 A JP H0251375A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- torsional
- longitudinal
- rotor
- resonance
- 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
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 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）
本発明は超音波振動によりロータを回転して駆動力を発
生させる超音波モータに関するものである。
生させる超音波モータに関するものである。
（従来の技術）
縦−捩り複合圧電振動子をステータ゛とし、ステータの
端面にロータを圧接してロータを回転させる構成の超音
波モータは、例えば上羽等によりジャパニーズ・ジャー
ナル・オブ・アプライドフィジックス（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ目ｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓ）誌Ｖｏ １．２８Ｓｕｐｐ１．２Ｂ−２（１９８７
）、Ｉ）り、１８８−１９０で提案されている。
端面にロータを圧接してロータを回転させる構成の超音
波モータは、例えば上羽等によりジャパニーズ・ジャー
ナル・オブ・アプライドフィジックス（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ目ｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓ）誌Ｖｏ １．２８Ｓｕｐｐ１．２Ｂ−２（１９８７
）、Ｉ）り、１８８−１９０で提案されている。
一般に複合振動子で縦振動半波長共振と捩り振動半波長
共振の周波数を一致させることは困難である。上羽等は
複合振動子の一部をテーバ状構造とし、縦振動半波長共
振と捩り振動１波長共振とを一致させることに成功して
いる。そして、この複合振動子に位相が９０’異なる縦
及び捩り共振を励振し、複合振動子の端面に圧接したロ
ータを回転させた。
共振の周波数を一致させることは困難である。上羽等は
複合振動子の一部をテーバ状構造とし、縦振動半波長共
振と捩り振動１波長共振とを一致させることに成功して
いる。そして、この複合振動子に位相が９０’異なる縦
及び捩り共振を励振し、複合振動子の端面に圧接したロ
ータを回転させた。
（発明が解決しようとする問題点）
一般にモータから回転出力を得るためにはステータを支
持固定しなければならない。しかし超音波モータではス
テータが振動体であるため、振動節点のない場合には支
持固定することは困難である。上記の従来超音波モータ
では縦振動に関して１ケ所、捩り振動に関して２ケ所に
振動節点は存在するが、２つの振動を同時駆動する場合
には共通節点が存在しないため支持固定が困難となる。
持固定しなければならない。しかし超音波モータではス
テータが振動体であるため、振動節点のない場合には支
持固定することは困難である。上記の従来超音波モータ
では縦振動に関して１ケ所、捩り振動に関して２ケ所に
振動節点は存在するが、２つの振動を同時駆動する場合
には共通節点が存在しないため支持固定が困難となる。
振動節点以外の位置を支持固定すると振動モードに乱れ
が生じたり、支持系を介して外部へ振動エネルギーが漏
洩するためにモータの効率は著しく低下してしまう。
が生じたり、支持系を介して外部へ振動エネルギーが漏
洩するためにモータの効率は著しく低下してしまう。
（問題を解決するための手段）
本発明の目的は支持固定の可能な縦−捩り複合圧電振動
子を利用した実用性の高い超音波モータを提供すること
にある。
子を利用した実用性の高い超音波モータを提供すること
にある。
第１図は本発明の原理図である。捩り振動励振用圧電素
子１を円柱状超音波振動体３と４とではさみ、接着剤等
で一体化された振動子と、縦振動励振用圧電素子２を円
柱状超音波振動体５と６とではさみ一体化した振動子と
の間に結合子７をはさみ一体化した複合振動子である。
子１を円柱状超音波振動体３と４とではさみ、接着剤等
で一体化された振動子と、縦振動励振用圧電素子２を円
柱状超音波振動体５と６とではさみ一体化した振動子と
の間に結合子７をはさみ一体化した複合振動子である。
ここで結合子は例えばベアリングの様なもので、超音波
振動体４の回転運動を妨げないものとする。そして１．
３．４から構成される振動子の捩り半波長共振と全体で
構成される振動子の縦１波長共振とが一致するように設
計してお（。
振動体４の回転運動を妨げないものとする。そして１．
３．４から構成される振動子の捩り半波長共振と全体で
構成される振動子の縦１波長共振とが一致するように設
計してお（。
（作用）
上記縦−捩り複合圧電振動子において１に交流電圧を印
加して捩り半波長共振を励振すると、超音波振動体４の
端面（７との接合面）は回転に関する拘束を受けないの
で、１．３．４で構成される振動体のみが捩り半波長共
振を起こす。そしてこの振動節点は中央部付近に生じる
。
加して捩り半波長共振を励振すると、超音波振動体４の
端面（７との接合面）は回転に関する拘束を受けないの
で、１．３．４で構成される振動体のみが捩り半波長共
振を起こす。そしてこの振動節点は中央部付近に生じる
。
圧電素子２に交流電圧を印加した場合には複合振動子全
体が縦振動を行なうことになる。１波長共振を起こさせ
た場合には圧電素子１及び２の付近２ケ所に振動節点を
生じる。
体が縦振動を行なうことになる。１波長共振を起こさせ
た場合には圧電素子１及び２の付近２ケ所に振動節点を
生じる。
圧電素子１と２とを同時駆動すると結合子７の左側部分
は縦−捩り複合振動を起こすが、右側部分は縦振動のみ
を起こす。従って右側部分に生じる縦振動節点を強固に
支持固定することが可能となる。
は縦−捩り複合振動を起こすが、右側部分は縦振動のみ
を起こす。従って右側部分に生じる縦振動節点を強固に
支持固定することが可能となる。
上記複合振動子を用いて９０°の位相差で捩り半波長共
振及び縦１波長共振を励振し、超音波振動体３の端面に
ロータを圧接するとロータは回転することになる。
振及び縦１波長共振を励振し、超音波振動体３の端面に
ロータを圧接するとロータは回転することになる。
（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。
る。
第２図に本発明の実施例を示す。周方向に分極された外
径２０ｍｍ１内径８ｍｍ１厚さ３ｍｍの捩り振動励振用
圧電セラミックリング１が円筒状超音波振動体３及び４
ではさまれている。また厚み方向に分極された外径２０
ｍ ｍ ％内径８ ｍｍｓ厚さ３ｍｍの縦振動駆動用
圧電セラミックリング２は支持板１７を介して円筒状超
音波振動体５及び６ではさまれている。超音波振動体４
と５はスペーサ８とベアリング９で構成される結合子で
結合されている。そして超音波振動体３と６はボルト１
０及びナツト１１により強（締めつけ一体化されステー
タを形成している。
径２０ｍｍ１内径８ｍｍ１厚さ３ｍｍの捩り振動励振用
圧電セラミックリング１が円筒状超音波振動体３及び４
ではさまれている。また厚み方向に分極された外径２０
ｍ ｍ ％内径８ ｍｍｓ厚さ３ｍｍの縦振動駆動用
圧電セラミックリング２は支持板１７を介して円筒状超
音波振動体５及び６ではさまれている。超音波振動体４
と５はスペーサ８とベアリング９で構成される結合子で
結合されている。そして超音波振動体３と６はボルト１
０及びナツト１１により強（締めつけ一体化されステー
タを形成している。
超音波振動体３の中心部にボルト１５がねじ止めされて
おり、これにロータ１２がはめ込まれる。そしてロータ
はベアリング１３、弾性体１４を介してナンド１６によ
り超音波振動体３の端面に圧接されている。
おり、これにロータ１２がはめ込まれる。そしてロータ
はベアリング１３、弾性体１４を介してナンド１６によ
り超音波振動体３の端面に圧接されている。
ステータの直径は２０ ｍｍ％全長は１２４ｍｍ１０−
夕の直径は２０ ｍ ｍ ｓ厚さは８ｍｍである。
夕の直径は２０ ｍ ｍ ｓ厚さは８ｍｍである。
支持板１７をバイスを用いて強固に固定した後捩り振動
励振用圧電セラミックス１と縦振動励振用圧電セラミッ
クス２とに独立に１５０Ｖ、２８ｋＨｚの交流電圧を印
加し、９０°の位相差を与えたところロータは回転した
。
励振用圧電セラミックス１と縦振動励振用圧電セラミッ
クス２とに独立に１５０Ｖ、２８ｋＨｚの交流電圧を印
加し、９０°の位相差を与えたところロータは回転した
。
ロータの無負荷時回転速度は２３Ｏｒ、り。
ｍ１起動トルクは５．３ｋｇｆ＠ｃｍであった。
（発明の効果）
本発明になる超音波モータは縦−捩り複合圧電振動子を
ステータとしてこれに半波長捩り共振と１波長縦共振を
励振して、ステータ端面に圧接されたロータを回転させ
るものである。この場合縦振動はステータ全体に生じる
が、捩り振動はステークの一部にしか生じない。そして
捩り振動の生じないステータの部分には縦振動の振動節
点が存在し、この部分を強固に支持固定してモータが形
成されている。従って振動を何ら妨害することなく強固
に支持固定することが可能となり、効率の高い実用的な
超音波モータが提供できる。
ステータとしてこれに半波長捩り共振と１波長縦共振を
励振して、ステータ端面に圧接されたロータを回転させ
るものである。この場合縦振動はステータ全体に生じる
が、捩り振動はステークの一部にしか生じない。そして
捩り振動の生じないステータの部分には縦振動の振動節
点が存在し、この部分を強固に支持固定してモータが形
成されている。従って振動を何ら妨害することなく強固
に支持固定することが可能となり、効率の高い実用的な
超音波モータが提供できる。
第１図は本発明の原理を示す図。第２図は本発明実施例
を示す図。図中１．２・・・圧電素子、３．４．５．６
・・・超音波振動体、７・・・結合子、８・・・スペー
サ、９．１３・・・ベアリング、１０．１５・・・ボル
ト、１１．１６・・・ナツト、１２・・・ロータ、１４
・・・弾性体、１７・・・支持板、をそれぞれ示してい
る。
を示す図。図中１．２・・・圧電素子、３．４．５．６
・・・超音波振動体、７・・・結合子、８・・・スペー
サ、９．１３・・・ベアリング、１０．１５・・・ボル
ト、１１．１６・・・ナツト、１２・・・ロータ、１４
・・・弾性体、１７・・・支持板、をそれぞれ示してい
る。
Claims (1)
- 縦−捩り複合圧電振動子をステータとし、ステータ端
面にロータを圧接してこれを回転させる超音波モータに
おいて、前記振動子の捩り振動部分の捩り半波長共振と
前記振動子全体の縦１波長共振とを一致させたことを特
徴とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201606A JP2682035B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201606A JP2682035B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251375A true JPH0251375A (ja) | 1990-02-21 |
| JP2682035B2 JP2682035B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=16443843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63201606A Expired - Lifetime JP2682035B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2682035B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376418B1 (ko) * | 2000-10-17 | 2003-03-19 | 김민기 | 낱말학습기구 |
| JP2007212552A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Shinobu Ito | 算数教育用教具 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238101A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Taga Electric Co Ltd | 超音波振動子とその駆動制御方法 |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP63201606A patent/JP2682035B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62238101A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Taga Electric Co Ltd | 超音波振動子とその駆動制御方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376418B1 (ko) * | 2000-10-17 | 2003-03-19 | 김민기 | 낱말학습기구 |
| JP2007212552A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Shinobu Ito | 算数教育用教具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2682035B2 (ja) | 1997-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4812697A (en) | Ultrasonic vibrator and a method of controllingly driving same | |
| JP4119903B2 (ja) | 平板型圧電超音波モーター | |
| US6952072B2 (en) | Ultrasonic motor and electronic apparatus utilizing ultrasonic motor | |
| JPH099656A (ja) | 超音波振動子および超音波モータ | |
| JP4261894B2 (ja) | 振動型駆動装置 | |
| JPH0251375A (ja) | 超音波モータ | |
| JPH0217877A (ja) | 振動子及び該振動子を用いた超音波モータ | |
| JP3297211B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPH0619337Y2 (ja) | 超音波圧電モ−タ | |
| JPH0514512B2 (ja) | ||
| JPH0744856B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPH0150196B2 (ja) | ||
| JP2000324861A (ja) | 振動型アクチュエータおよび振動波駆動装置 | |
| JPS6152164A (ja) | 片持梁状超音波楕円振動子 | |
| JPH0632792Y2 (ja) | 電歪モ−タ | |
| JPH0251377A (ja) | 超音波モータ | |
| JPH02119584A (ja) | 超音波モータ | |
| JP2615953B2 (ja) | 超音波モータとその駆動方法 | |
| JP2779415B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JP2638943B2 (ja) | 超音波モータおよびその駆動方法 | |
| JPH0522966A (ja) | 超音波モータ | |
| JPH08163879A (ja) | 超音波振動子および超音波モータ | |
| JPH02228275A (ja) | 超音波モータとその駆動方法 | |
| JP2779416B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPH01278270A (ja) | 振動子及び該振動子を用いた超音波モータ |