JPH0279782A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH0279782A JPH0279782A JP63228044A JP22804488A JPH0279782A JP H0279782 A JPH0279782 A JP H0279782A JP 63228044 A JP63228044 A JP 63228044A JP 22804488 A JP22804488 A JP 22804488A JP H0279782 A JPH0279782 A JP H0279782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- stator
- ultrasonic motor
- porosity
- moving piece
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect 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
圧電体の超音波振動を利用する超音波モータ及び表面波
モータ装置。
モータ装置。
従来の技術
圧電体の屈曲振動を利用する超音波モータ及び表面波モ
ータについては、例えば特開昭６１−２０３８７２号公
報などに開示されているが、この内容は推進力を発生す
る固定子と、この推進力を受（すて移動する回転体や移
動子との間に、低弾性あるいは高摩ｍｖｈ数あるいは可
撓性を有する１が動材を用いることにより、振動や騒音
を減少させ、かつモータ効率または性能または品位など
を改善することが試みられている。
ータについては、例えば特開昭６１−２０３８７２号公
報などに開示されているが、この内容は推進力を発生す
る固定子と、この推進力を受（すて移動する回転体や移
動子との間に、低弾性あるいは高摩ｍｖｈ数あるいは可
撓性を有する１が動材を用いることにより、振動や騒音
を減少させ、かつモータ効率または性能または品位など
を改善することが試みられている。
発明が解決しようとする課題
しかし、これまでの電磁力によるモータは非接触のエネ
ルギー伝達であり、芯ずれなどによる微少な撮動がワウ
やジッターにおよぼす影響を問題にしているのに比べて
、超音波モータは■進行する振動波を回転の原理とする
ので、高いレベルの振動・騒音を発生する。■固定子（
圧電体を固着）のＩ辰勤を加圧・接触により推進力とし
て移動子に取り出すので、構成物質の摩擦・摩耗によっ
てモータ性能が変化するなどの問題を有していた。
ルギー伝達であり、芯ずれなどによる微少な撮動がワウ
やジッターにおよぼす影響を問題にしているのに比べて
、超音波モータは■進行する振動波を回転の原理とする
ので、高いレベルの振動・騒音を発生する。■固定子（
圧電体を固着）のＩ辰勤を加圧・接触により推進力とし
て移動子に取り出すので、構成物質の摩擦・摩耗によっ
てモータ性能が変化するなどの問題を有していた。
そこで本発明は、振動・騒音の原因となる振動エネルギ
ーを熱エネルギーに変換あるいは超音波モータ内に閏じ
こめることと併せて、従来から問題となっている低弾性
あるいは可撓性を有する摺動材料に起因する、モータ性
能の低下及びその経年による劣化なとの改善を計ろうと
するものである。
ーを熱エネルギーに変換あるいは超音波モータ内に閏じ
こめることと併せて、従来から問題となっている低弾性
あるいは可撓性を有する摺動材料に起因する、モータ性
能の低下及びその経年による劣化なとの改善を計ろうと
するものである。
課題を解決するための手段
超音波モータを構成する基幹材料である摺動材料に金属
あるいはセラミックなどと同等の硬度を有する材料を用
いて、その空孔率を５〜４０パ一セント程度に調整する
ことにより、振動・騒音を吸収あるいはミス・マツチン
グにより閉じ込めてモータ外への騒音を皆無とする。ま
た、この材料を構造材料として使用し、その空孔率を５
〜８０パ一セント程度に調整することで、モータ系の振
動・騒音のエネルギーを熱エネルギーに変換することに
より、モータ外への１辰動・騒音を皆無とする。
あるいはセラミックなどと同等の硬度を有する材料を用
いて、その空孔率を５〜４０パ一セント程度に調整する
ことにより、振動・騒音を吸収あるいはミス・マツチン
グにより閉じ込めてモータ外への騒音を皆無とする。ま
た、この材料を構造材料として使用し、その空孔率を５
〜８０パ一セント程度に調整することで、モータ系の振
動・騒音のエネルギーを熱エネルギーに変換することに
より、モータ外への１辰動・騒音を皆無とする。
作用
本構成では、超音波モータ及び表面波モータに用いると
ころの構成部材の空孔率を５〜７１０パ一セント程度に
任意に選ぶことにより、推進力としての進行する振動波
を減衰させることなく、不要な振動・騒音を熱エネルギ
ーに変換・吸収、あるいは機械争音響インピーダンスを
ミス・マツチングさせることにより、振動エネルギーを
完全にモータ内に閉じ込めることができる。このことと
併せてこれらの技術によって、高硬度の耐摩耗性材料を
得ることができるので、材料の変形・変質などがなくな
り、信頼性及び実用性が改善された。
ころの構成部材の空孔率を５〜７１０パ一セント程度に
任意に選ぶことにより、推進力としての進行する振動波
を減衰させることなく、不要な振動・騒音を熱エネルギ
ーに変換・吸収、あるいは機械争音響インピーダンスを
ミス・マツチングさせることにより、振動エネルギーを
完全にモータ内に閉じ込めることができる。このことと
併せてこれらの技術によって、高硬度の耐摩耗性材料を
得ることができるので、材料の変形・変質などがなくな
り、信頼性及び実用性が改善された。
実施例
そこで図面を参照しながら本発明に係る原理及びその効
果について、以下に説明する。
果について、以下に説明する。
第４図は、従来の超音波モータ及び表面波モータの動作
原理を説明するもので、横波と縦波が合成された進行す
る振動波が固定子ｌの表面に形成され、伝播している状
態を示している。その固定子ｌの表面１ａの各質点は、
一般に知られるように楕円運動をしており、その振動波
（表面波）は物体の音速Ｕ（駆動周波数）のスピードで
移動している。また回転子あるいは移動子２を構成する
摺動体３は、弾性体３Ａと固着されている。この移動子
２は固定子ｌの表面１ａに形成された前記進行する１辰
動波（表面波）と接触しながら、摩擦力により矢印Ｎの
移動方向に駆動される。つまり摺動体３の高摩擦係数と
弾性変化によって駆動力（摩擦力）が発生している。し
かしこのような構造の超音波モータは、振動・騒音を主
に前記摺動体３のバネ性により吸収しているので、モー
タの制御性は極めて悪いものである。
原理を説明するもので、横波と縦波が合成された進行す
る振動波が固定子ｌの表面に形成され、伝播している状
態を示している。その固定子ｌの表面１ａの各質点は、
一般に知られるように楕円運動をしており、その振動波
（表面波）は物体の音速Ｕ（駆動周波数）のスピードで
移動している。また回転子あるいは移動子２を構成する
摺動体３は、弾性体３Ａと固着されている。この移動子
２は固定子ｌの表面１ａに形成された前記進行する１辰
動波（表面波）と接触しながら、摩擦力により矢印Ｎの
移動方向に駆動される。つまり摺動体３の高摩擦係数と
弾性変化によって駆動力（摩擦力）が発生している。し
かしこのような構造の超音波モータは、振動・騒音を主
に前記摺動体３のバネ性により吸収しているので、モー
タの制御性は極めて悪いものである。
第１図に従来の超音波モータの伝達特性を示した。制御
の応答性をあげようとしても高周波帯には機械共振かあ
るので、低周波数帯にしか制御可能な領域がない。した
がってＶＴＲなどのセットに組み込んだモータを高速・
高応答で制御することは、極めて困難である。
の応答性をあげようとしても高周波帯には機械共振かあ
るので、低周波数帯にしか制御可能な領域がない。した
がってＶＴＲなどのセットに組み込んだモータを高速・
高応答で制御することは、極めて困難である。
次に本発明の超音波モータを、図面を用いて説明する。
第２図において、固定子７に生じている進行する振動波
は、第４図と同様に、物体の音速Ｕ（駆動周波数）のス
と一ドで移動している。ここで移動子４を次のように改
良する。ステンレスなどからなる高剛性の弾性体６に、
■空孔率が５〜４０パーセントの摺動体５を固着する。
は、第４図と同様に、物体の音速Ｕ（駆動周波数）のス
と一ドで移動している。ここで移動子４を次のように改
良する。ステンレスなどからなる高剛性の弾性体６に、
■空孔率が５〜４０パーセントの摺動体５を固着する。
あるいは■焼結体のセラミックス、または■金属とセラ
ミックスの複合された焼結体や■粉末合金、■自然石な
どから構成された摺動体５を固着して移動子４を得る。
ミックスの複合された焼結体や■粉末合金、■自然石な
どから構成された摺動体５を固着して移動子４を得る。
前記のそれぞれの摺動体５は硬度が高いので、ドライブ
状態において固定子７の表面７ａと摺動体５の表面は、
第２図における楕円軌跡の頂部７ｂでのみ接触するので
、従来の低弾性あるいは可撓性材料の摺動材料が有した
進行波による弾性変形のエネルギー損失が本発明では著
しく減少した。また従来の超音波モータは、モータの効
率を向上するために、固定子７の移動子４との接触部に
は、多数に分割された突起を有する構造が採用されてい
るが（図示せず）、この分割によって生した溝部に、負
荷あるいは時間経過などにより、従来の低弾性あるいは
可撓性材料では変形・隆起が生じるために、回転方向と
は直行する垂直方向の揺動が１回転につき前記突起数に
等しい回数だけ引き起こされる。このために回転ムラを
生じて、数〜十数パーセント程度のワウやジッターとな
って観測された。また変形が大きい場合には、モータは
起動不可能となった。
状態において固定子７の表面７ａと摺動体５の表面は、
第２図における楕円軌跡の頂部７ｂでのみ接触するので
、従来の低弾性あるいは可撓性材料の摺動材料が有した
進行波による弾性変形のエネルギー損失が本発明では著
しく減少した。また従来の超音波モータは、モータの効
率を向上するために、固定子７の移動子４との接触部に
は、多数に分割された突起を有する構造が採用されてい
るが（図示せず）、この分割によって生した溝部に、負
荷あるいは時間経過などにより、従来の低弾性あるいは
可撓性材料では変形・隆起が生じるために、回転方向と
は直行する垂直方向の揺動が１回転につき前記突起数に
等しい回数だけ引き起こされる。このために回転ムラを
生じて、数〜十数パーセント程度のワウやジッターとな
って観測された。また変形が大きい場合には、モータは
起動不可能となった。
第３図に本発明の一実施例を示す。超音波モータの構成
部材に■空孔率が５〜４０パーセントの物質、あるいは
■焼結体のセラミックス、または■金属とセラミックス
の複合された焼結体や■粉末合金、■自然石などを用い
て超音波モータを構成している。従来の超音波モータで
は、長時間放置後や高温・多湿環境において起動不能と
いう致命的な欠陥が発生したが、本発明では皆無となフ
た。
部材に■空孔率が５〜４０パーセントの物質、あるいは
■焼結体のセラミックス、または■金属とセラミックス
の複合された焼結体や■粉末合金、■自然石などを用い
て超音波モータを構成している。従来の超音波モータで
は、長時間放置後や高温・多湿環境において起動不能と
いう致命的な欠陥が発生したが、本発明では皆無となフ
た。
また第２図ではステンレスなどから成る高剛性の弾性体
６に、各種の材料からなるＩＨ動体５を固着した構成に
ついて説明したが、第３図では前記ステンレスなどの弾
性体を用いることなく■空孔率が５〜４０パーセントの
物質のみて、あるいは■焼結体のみで、または■粉末合
金や■自然石のみで、移動子１３を構成している。これ
ら単一の材料からなる移動子１３の場合も同様の機能・
効果を共に得ることが確認できた。
６に、各種の材料からなるＩＨ動体５を固着した構成に
ついて説明したが、第３図では前記ステンレスなどの弾
性体を用いることなく■空孔率が５〜４０パーセントの
物質のみて、あるいは■焼結体のみで、または■粉末合
金や■自然石のみで、移動子１３を構成している。これ
ら単一の材料からなる移動子１３の場合も同様の機能・
効果を共に得ることが確認できた。
第３図における固定子８の一端面に固着された圧電体９
に高周波電圧を印加すると、固定子８は屈曲扇動を起こ
し、進行する振動波による推進力を摺動体１１に伝える
。ＩＨ動体１１は一体のハリ部１２を介してシャフト１
／Ｌに圧入されている。
に高周波電圧を印加すると、固定子８は屈曲扇動を起こ
し、進行する振動波による推進力を摺動体１１に伝える
。ＩＨ動体１１は一体のハリ部１２を介してシャフト１
／Ｌに圧入されている。
フレーム１６は、モータ系での振動・騒音のエネルギー
を熱エネルギーに変換して共鳴ｆＪｆｆｉ象を抑制する
ために、同様に空孔率が５〜４０パーセントの物質で構
成されている。また前記固定子８は、その下部に配置さ
れた空孔率が５〜８０パーセントの物質からなる緩衝材
料１０により支持されている。
を熱エネルギーに変換して共鳴ｆＪｆｆｉ象を抑制する
ために、同様に空孔率が５〜４０パーセントの物質で構
成されている。また前記固定子８は、その下部に配置さ
れた空孔率が５〜８０パーセントの物質からなる緩衝材
料１０により支持されている。
前記摺動体１１に伝えられた推進力は、前記移動子１３
により下部のベアリング１５に回動自由に挿入されたシ
ャフト１４に伝達される。空孔率が５〜４０パーセント
の物質から成るカバー１７は、ネジ１８及びネジ１９に
より前記フレーム１６に締結されＣいる。
により下部のベアリング１５に回動自由に挿入されたシ
ャフト１４に伝達される。空孔率が５〜４０パーセント
の物質から成るカバー１７は、ネジ１８及びネジ１９に
より前記フレーム１６に締結されＣいる。
以りの構成から成る本発明モータでは、不要な振動エネ
ルギーが任意の空孔率を有する移動子、及び５〜８０パ
ーセントの空孔率から成るフレームや支持体あるいはカ
バーなどの各部材において、熱エネルギーへの変換・吸
収あるいは機械・音響インピーダンス差によるミス・マ
ツチングなどによって完全にモータ内に閉じ込められる
結果、扇動・騒音がモータから外部へ伝播する問題が皆
無となった。
ルギーが任意の空孔率を有する移動子、及び５〜８０パ
ーセントの空孔率から成るフレームや支持体あるいはカ
バーなどの各部材において、熱エネルギーへの変換・吸
収あるいは機械・音響インピーダンス差によるミス・マ
ツチングなどによって完全にモータ内に閉じ込められる
結果、扇動・騒音がモータから外部へ伝播する問題が皆
無となった。
発明の効果
本発明により、超音波モータを構成する基幹材料である
ｍ動材料の変形や変質または経時変化などによる特性の
劣化が皆無となった。
ｍ動材料の変形や変質または経時変化などによる特性の
劣化が皆無となった。
また超音波モータ特有の高い振動・騒音が著しく減少し
、かつ超音波モータから漏洩する振動がセットや外部の
機器に及ぼす悪影響も皆無となり、実用性の高い商品の
提供が可能となった。
、かつ超音波モータから漏洩する振動がセットや外部の
機器に及ぼす悪影響も皆無となり、実用性の高い商品の
提供が可能となった。
第１図は従来の超音波モータの伝達特性、第２図は本発
明の一実施例における超音波モータの動作原理図、第３
図は本発明の一実施例における超音波モータの断面図、
第４図は従来の超音波モータの動作原理図である。 ８・・・・固定子、 ９・−・・圧電体、 １０・
・・・緩衝材料、 １１・・・・摺動体、 １３・
・・・移動子、１４・・・・シャフト、 １６・・・
・フレーム、 １７・・・・カバー
明の一実施例における超音波モータの動作原理図、第３
図は本発明の一実施例における超音波モータの断面図、
第４図は従来の超音波モータの動作原理図である。 ８・・・・固定子、 ９・−・・圧電体、 １０・
・・・緩衝材料、 １１・・・・摺動体、 １３・
・・・移動子、１４・・・・シャフト、 １６・・・
・フレーム、 １７・・・・カバー
Claims (4)
- （１）横波と縦波が合成された進行する振動波を用いて
推進力を得る超音波モータの構成部材が、空孔率５〜４
０パーセントの物質から成ることを特徴とする超音波モ
ータ。 - （２）進行する振動波を生じている固定子の表面に加圧
接触する移動子において、この移動子が空孔率５〜４０
パーセントの物質から成ることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の超音波モータ。 - （３）進行する振動波を生じている固定子の表面に加圧
接触する移動子において、該移動子の固定子との接触面
にもうけられた摺動材料が、空孔率５〜４０パーセント
の物質から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超音波モータ。 - （４）横波と縦波が合成された進行する振動波を用いて
推進力を得る超音波モータの構成部材が、焼結体，粉末
合金，自然石より選択される材料から成ることを特徴と
する超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228044A JPH0279782A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228044A JPH0279782A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279782A true JPH0279782A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=16870321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63228044A Pending JPH0279782A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0279782A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297282A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Kyocera Corp | 振動波モータ |
| JPH04109878A (ja) * | 1990-08-28 | 1992-04-10 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
| US5164629A (en) * | 1990-03-01 | 1992-11-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
-
1988
- 1988-09-12 JP JP63228044A patent/JPH0279782A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297282A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Kyocera Corp | 振動波モータ |
| US5164629A (en) * | 1990-03-01 | 1992-11-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| JPH04109878A (ja) * | 1990-08-28 | 1992-04-10 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS61224881A (ja) | 振動波モ−タ | |
| JPS58192474A (ja) | 圧電モ−タ | |
| JPH0117353B2 (ja) | ||
| JPH0117354B2 (ja) | ||
| JP2925272B2 (ja) | 振動波モータ | |
| JPS6022479A (ja) | 超音波モータ | |
| JPH0532991B2 (ja) | ||
| JPH0279782A (ja) | 超音波モータ | |
| JP2001286165A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JPS6311073A (ja) | 振動波により駆動される振動波モータ | |
| JPH0636673B2 (ja) | 駆動装置 | |
| US6628045B2 (en) | Ring-type piezoelectric ultrasonic motor | |
| JP2006238677A (ja) | 駆動装置 | |
| JPH0588073B2 (ja) | ||
| JPS61173683A (ja) | 超音波駆動モ−タ | |
| JP2975072B2 (ja) | アクチュエータの駆動方法及びこの駆動方法を実現した超音波アクチュエータ | |
| JPS61102177A (ja) | 表面波駆動モ−タ− | |
| KR100443639B1 (ko) | 소형 압전/전왜 초음파 리니어모터 | |
| JPS61277383A (ja) | 超音波モ−タ | |
| JP2808573B2 (ja) | 超音波モータ | |
| Schöner | Piezoelectric motors and their applications | |
| JPH01190270A (ja) | 超音波モータ | |
| Cheng et al. | An Intriguing Feature of Linear Motors Driven by Surface Acoustic Waves | |
| JP2001057787A (ja) | 振動アクチュエータ装置 | |
| JPS60183982A (ja) | 圧電モ−タ |