JPH03183376A - 振動波モータ - Google Patents
振動波モータInfo
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- JPH03183376A JPH03183376A JP1320127A JP32012789A JPH03183376A JP H03183376 A JPH03183376 A JP H03183376A JP 1320127 A JP1320127 A JP 1320127A JP 32012789 A JP32012789 A JP 32012789A JP H03183376 A JPH03183376 A JP H03183376A
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- Japan
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Links
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- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 12
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- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/08—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
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、進行性振動波の形成される弾性体を長円環形
状、所謂トラック型に形成した振動波モータに関するも
のである。
状、所謂トラック型に形成した振動波モータに関するも
のである。
［従来の技術］
直線部と円弧部からなる長円形状の金属製弾性体に進行
性振動波を形成する振動波モータにおいて、例えば該弾
性体を移動体としてその直線部を固定側のレール状固定
子に圧接させ、弾性体を前記レール状固定子の上を直線
移動させる振動波モータが提案されている。
性振動波を形成する振動波モータにおいて、例えば該弾
性体を移動体としてその直線部を固定側のレール状固定
子に圧接させ、弾性体を前記レール状固定子の上を直線
移動させる振動波モータが提案されている。
第５図、第６図は、その振動波モータの構成を示したも
のである。１は摺動面側に設けられた突起１ａを有する
弾性体で、弾性体１に進行性振動波を形成するための圧
電素子２がその上面に接合されている。８は弾性体１と
摩擦接触するレール状固定子（被駆動体）で、振動絶縁
材５（例えばフェルト）を介して加圧バネ３によって弾
性体１と圧接している。
のである。１は摺動面側に設けられた突起１ａを有する
弾性体で、弾性体１に進行性振動波を形成するための圧
電素子２がその上面に接合されている。８は弾性体１と
摩擦接触するレール状固定子（被駆動体）で、振動絶縁
材５（例えばフェルト）を介して加圧バネ３によって弾
性体１と圧接している。
６はくし歯状の移動止めで、そのくし歯部６ａがレール
状固定子８と接触していない部分の弾性体１のスリット
に差し込まれており、該くし歯部６ａによりスリットの
底部に配置されたフェルト７を介して弾性体１を支持し
ている。
状固定子８と接触していない部分の弾性体１のスリット
に差し込まれており、該くし歯部６ａによりスリットの
底部に配置されたフェルト７を介して弾性体１を支持し
ている。
弾性体１は、移動止め６．加圧バネ３等を介して置載台
４に支持されており、置載台４は予定移動方向であるＢ
Ｙ方向以外の変位を拘束する拘束部材９によって支持さ
れている。
４に支持されており、置載台４は予定移動方向であるＢ
Ｙ方向以外の変位を拘束する拘束部材９によって支持さ
れている。
弾性保工に位相的および時間的に９０”ずれた２つの定
在波によって進行性振動波が形成されると、レール状固
定子８と弾性体１との摩擦力により、弾性体１がレール
状固定子８の上を移動し、それに伴って置載台４及びそ
の他の部材（３，５，６，７）も拘束部材９に沿ってＢ
Ｙ方向に移動する。その際、発生する摩擦駆動力は弾性
体１の一部に作用しそれが支持部とずれているため、弾
性体１にモーメントが働き、Ｂｘ、Ｂｙ方向にずれよう
とする。
在波によって進行性振動波が形成されると、レール状固
定子８と弾性体１との摩擦力により、弾性体１がレール
状固定子８の上を移動し、それに伴って置載台４及びそ
の他の部材（３，５，６，７）も拘束部材９に沿ってＢ
Ｙ方向に移動する。その際、発生する摩擦駆動力は弾性
体１の一部に作用しそれが支持部とずれているため、弾
性体１にモーメントが働き、Ｂｘ、Ｂｙ方向にずれよう
とする。
移動止め６のくし歯部６ａは第６図に示す様に弾性体１
のスリット部に差し込まれており、弾性体１のＢＹ方向
に変位を拘束すると共に、弾性体１の自重をフェルト７
を介して支えている。拘束部６ｂ、６ｃは弾性体１のＢ
Ｘ方向の変位を拘束しており、拘束部材６ｄは加圧部側
の弾性体１のＢｙ方向に変位を拘束している。
のスリット部に差し込まれており、弾性体１のＢＹ方向
に変位を拘束すると共に、弾性体１の自重をフェルト７
を介して支えている。拘束部６ｂ、６ｃは弾性体１のＢ
Ｘ方向の変位を拘束しており、拘束部材６ｄは加圧部側
の弾性体１のＢｙ方向に変位を拘束している。
これら部材６ａ〜６ｄにより弾性体１はガタつくことな
く、置載台４と共にスムーズに直線運動が可能となる。
く、置載台４と共にスムーズに直線運動が可能となる。
第７図は、圧電素子２が接合された前記弾性体１の斜視
図であり、第８図、第９図はその、有限要素法による固
有値解析によって求めた共振周波数の等しい位置的に９
０”ずれた２つの定在波モードの圧電素子の面の変位の
等高線図である。変位は圧電素子の面に垂直な方向の成
分で、変位量は最大を「１」としている。
図であり、第８図、第９図はその、有限要素法による固
有値解析によって求めた共振周波数の等しい位置的に９
０”ずれた２つの定在波モードの圧電素子の面の変位の
等高線図である。変位は圧電素子の面に垂直な方向の成
分で、変位量は最大を「１」としている。
この振動体は、全周で１５波の波が発生し、駆動に用い
る直線部には、約５つの波が発生する。したがって、レ
ール状固定子８と弾性体１とは５つの波の腹で接触して
いる。
る直線部には、約５つの波が発生する。したがって、レ
ール状固定子８と弾性体１とは５つの波の腹で接触して
いる。
［発明が解決しようとしている課題］
ところで、一般に弾性体１に生じる進行性振動波は、弾
性体１や圧電素子２の面のそりや材料不均一性のため、
場所によって振幅の大きさにムラがある。このため、弾
性体１とレール状固定子８が多数の彼の腹で接触してい
る場合、個々の波での接触状態が異なっており、極端な
場合は接触したり、しなかったりする所がある。この接
触のムラによって、摺動面でのすべり損失が大きくなり
、モータの効率が低下し、また騒音が発生していた。
性体１や圧電素子２の面のそりや材料不均一性のため、
場所によって振幅の大きさにムラがある。このため、弾
性体１とレール状固定子８が多数の彼の腹で接触してい
る場合、個々の波での接触状態が異なっており、極端な
場合は接触したり、しなかったりする所がある。この接
触のムラによって、摺動面でのすべり損失が大きくなり
、モータの効率が低下し、また騒音が発生していた。
本発明の目的は、弾性体をレール状固定子に安定した接
触状態を保持して駆動させることができ、モータの効率
低下や騒音発生を防止できる振動波モータを提供するこ
とにある。
触状態を保持して駆動させることができ、モータの効率
低下や騒音発生を防止できる振動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］
本発明の目的を達成するための要旨とするところは、直
線部と円弧部とから形成される長円形状の弾性体の片面
に電気−機械エネルギー変換素子を固着した振動体と、
該弾性体の他面側と圧接する部材とを有し、該電気−機
械エネルギー変換素子の２相に分けられた駆動相に時間
的に９０度の位相差を有する交流電圧を印加することに
より該弾性体に進行性振動波を励起し、以て該振動体と
、該振動体と圧接する部材とを相対させる振動波モータ
において、該電気−機械エネルギー変換素子の２相の駆
動相は、該弾性体の直線部に１波の進行波のみが形成さ
れるように夫々分極処理がなされていることを特徴とす
る振動波モータにある。
線部と円弧部とから形成される長円形状の弾性体の片面
に電気−機械エネルギー変換素子を固着した振動体と、
該弾性体の他面側と圧接する部材とを有し、該電気−機
械エネルギー変換素子の２相に分けられた駆動相に時間
的に９０度の位相差を有する交流電圧を印加することに
より該弾性体に進行性振動波を励起し、以て該振動体と
、該振動体と圧接する部材とを相対させる振動波モータ
において、該電気−機械エネルギー変換素子の２相の駆
動相は、該弾性体の直線部に１波の進行波のみが形成さ
れるように夫々分極処理がなされていることを特徴とす
る振動波モータにある。
［作 用］
上記した構成の振動波モータは、弾性体の直線部と、該
直線部に圧接する部材とは、常に離れることなく１つの
進行波の腹で接触する。
直線部に圧接する部材とは、常に離れることなく１つの
進行波の腹で接触する。
［実 施 例］
第１図乃至第４図は本発明による振動波モータの一実施
例を示す。
例を示す。
第１図は、長円環形状に形成した弾性体１およびその片
面に圧電素子２を接着した振動体の斜視図を示している
。本実施例は弾性体１に全周６波の進行性振動波を形成
するようにしたもので圧電素子２の分極パターンを第４
図に示ず。２ａ、、２ａ２は夫々（＋）極性、（−）極
性に分８ｉｉ処理された一方の駆動相（以下Ａ相と称す
）の圧電素子で圧電素子２ａ＋ と２ａ２は位置的に入
／２の位相差を有して図示の如く配置されている。２ｂ
、、２ｂ２は夫々（＋）極性、（−） ｇ！性に分極処
理された他方の駆動相（以下Ｂ相と称す）の圧電素子で
、圧電素子２ ｂ ＋ と２ｂ２は位置的にλ／２の位
置的位相差を有して図示の如く配置されている。そして
、Ａ相とＢ相とは位置的にλ／４のずれを有して配置さ
れている。第４図に示す分極パターンは、弾性体１の直
線部に対し、Ａ相は一組の圧電素子２ａ＋ 、２ａ２の
みを配置し、又Ｂ相も一組の圧電素子２ｂ＋ 、２ｂ２
のみを配置することによって、全周６波の進行波のうち
、直線部には１波の進行波のみが形成されるようにして
いる。進行波はＡ相とＢ相に夫々共振周波数の等しい時
間的に９０°の位相がずれた交流電圧を印加することに
より弾性体１に形成されることになるが、Ａ相駆動時の
定在波モードを第２図に、Ｂ相駆動時の定在波モードを
第３図に示す。
面に圧電素子２を接着した振動体の斜視図を示している
。本実施例は弾性体１に全周６波の進行性振動波を形成
するようにしたもので圧電素子２の分極パターンを第４
図に示ず。２ａ、、２ａ２は夫々（＋）極性、（−）極
性に分８ｉｉ処理された一方の駆動相（以下Ａ相と称す
）の圧電素子で圧電素子２ａ＋ と２ａ２は位置的に入
／２の位相差を有して図示の如く配置されている。２ｂ
、、２ｂ２は夫々（＋）極性、（−） ｇ！性に分極処
理された他方の駆動相（以下Ｂ相と称す）の圧電素子で
、圧電素子２ ｂ ＋ と２ｂ２は位置的にλ／２の位
置的位相差を有して図示の如く配置されている。そして
、Ａ相とＢ相とは位置的にλ／４のずれを有して配置さ
れている。第４図に示す分極パターンは、弾性体１の直
線部に対し、Ａ相は一組の圧電素子２ａ＋ 、２ａ２の
みを配置し、又Ｂ相も一組の圧電素子２ｂ＋ 、２ｂ２
のみを配置することによって、全周６波の進行波のうち
、直線部には１波の進行波のみが形成されるようにして
いる。進行波はＡ相とＢ相に夫々共振周波数の等しい時
間的に９０°の位相がずれた交流電圧を印加することに
より弾性体１に形成されることになるが、Ａ相駆動時の
定在波モードを第２図に、Ｂ相駆動時の定在波モードを
第３図に示す。
第２図、第３図は定在波モードの変位を等高線図で示し
ており、第８図及び第９図と同様の方法で示している。
ており、第８図及び第９図と同様の方法で示している。
なお、第２図及び第３図に示す振動モードを得るために
、本実施例では直線部の長さ（Ｌ）を７ｍｍ、円弧部の
平均半径（外周半径と内周半径の平均）（Ｒ）を５ｍｍ
としており、本発明者等の実験によれば、円弧部の平均
半径（Ｒ） と直線部の長さ（Ｌ）の比 （Ｒ／Ｌ）が
馬以上であると、弾性体１の直線部における定在波の最
大振幅の位置は、２つの振動モードとも内周側又は外周
側のいずれか一方にのみ存在し、進行波にしたときに直
線部において常に外周側又は内周側のいずれか一方の振
幅が高くなることが判明した。本実施例では、弾性体１
の直線部に形成される１波の進行波は、外周側の振幅が
高くなっている。このことから、例えば第５図に示すよ
うな場合には、レール状固定子８に弾性体１の外周側を
圧接することにより、効率よく駆動することができる。
、本実施例では直線部の長さ（Ｌ）を７ｍｍ、円弧部の
平均半径（外周半径と内周半径の平均）（Ｒ）を５ｍｍ
としており、本発明者等の実験によれば、円弧部の平均
半径（Ｒ） と直線部の長さ（Ｌ）の比 （Ｒ／Ｌ）が
馬以上であると、弾性体１の直線部における定在波の最
大振幅の位置は、２つの振動モードとも内周側又は外周
側のいずれか一方にのみ存在し、進行波にしたときに直
線部において常に外周側又は内周側のいずれか一方の振
幅が高くなることが判明した。本実施例では、弾性体１
の直線部に形成される１波の進行波は、外周側の振幅が
高くなっている。このことから、例えば第５図に示すよ
うな場合には、レール状固定子８に弾性体１の外周側を
圧接することにより、効率よく駆動することができる。
このように、弾性体１に形成される進行波は、直線部に
おいて１波のみ形成されるので、第５図に示す装置に通
用すると、弾性体１とレール状固定子８は一つの波の腹
で常に離れることなく接触するので、摺動面でのすべり
損失によるモータの効率低下を減少させ、同時に騒音の
発生も防止することができる。
おいて１波のみ形成されるので、第５図に示す装置に通
用すると、弾性体１とレール状固定子８は一つの波の腹
で常に離れることなく接触するので、摺動面でのすべり
損失によるモータの効率低下を減少させ、同時に騒音の
発生も防止することができる。
第１０図およびび第１１図は本発明の他の実施例を示す
弾性体１の２つの定在波モードの変位の等高線図である
。これは、全周７波で、駆動に用いる直線部はほぼ１つ
の波が発生する。
弾性体１の２つの定在波モードの変位の等高線図である
。これは、全周７波で、駆動に用いる直線部はほぼ１つ
の波が発生する。
この他にも、全周か何波であっても、駆動に用いる直線
部がほぼ１彼ならばよい。
部がほぼ１彼ならばよい。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、駆動に用いる振
動体の直線部にほぼ１つの波が生しるような進行性振動
波を発生させ、振動体と、該振動体が圧接する部材とを
常にはなれることなく１つの波の腹で接触させることに
よって、モータの効率をよくし、また騒音を防止するこ
とができるようになった。
動体の直線部にほぼ１つの波が生しるような進行性振動
波を発生させ、振動体と、該振動体が圧接する部材とを
常にはなれることなく１つの波の腹で接触させることに
よって、モータの効率をよくし、また騒音を防止するこ
とができるようになった。
第１図乃至第４図は本発明による振動波モータの一実施
例を示し、第１図は振動体の斜視図、第２図、第３図は
有限要素法による定在波モードの変位の等高線図、第４
図はその圧電素子の分極パターンを示す図、第５図及び
第６図は従来の振動波モータの側面図及び平面図、第７
図は従来の振動体の斜視図、第８図、第９図は第７図の
弾性体に励起される２つの定在波モートの変位の等高線
図、第１０図及び第１１図は他の実施例の定在波モード
の変位の等高線図である。 １・・・弾性体 ２・・・圧電素子８・・・
レール状固定子 １０・・・底板第 １ 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 ８ 図 第 図 第 ０ 図
例を示し、第１図は振動体の斜視図、第２図、第３図は
有限要素法による定在波モードの変位の等高線図、第４
図はその圧電素子の分極パターンを示す図、第５図及び
第６図は従来の振動波モータの側面図及び平面図、第７
図は従来の振動体の斜視図、第８図、第９図は第７図の
弾性体に励起される２つの定在波モートの変位の等高線
図、第１０図及び第１１図は他の実施例の定在波モード
の変位の等高線図である。 １・・・弾性体 ２・・・圧電素子８・・・
レール状固定子 １０・・・底板第 １ 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 ８ 図 第 図 第 ０ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直線部と円弧部とから形成される長円形状の弾性体
の片面に電気−機械エネルギー変換素子を固着した振動
体と、該弾性体の他面側と圧接する部材とを有し、該電
気−機械エネルギー変換素子の２相に分けられた駆動相
に時間的に９０度の位相差を有する交流電圧を印加する
ことにより該弾性体に進行性振動波を励起し、以て該振
動体と、該振動体と圧接する部材とを相対させる振動波
モータにおいて、 該電気−機械エネルギー変換素子の２相の駆動相は、該
弾性体の直線部に１波の進行波のみが形成されるように
夫々分極処理がなされていることを特徴とする振動波モ
ータ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320127A JPH03183376A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 振動波モータ |
| EP94200301A EP0598710B1 (en) | 1989-12-08 | 1990-12-07 | Vibration driven apparatus and thermal jet type printer incorporating the same |
| DE69023752T DE69023752T2 (de) | 1989-12-08 | 1990-12-07 | Vibrationswellengetriebener Motor und thermischer Tintenspritzdrucker mit einem solchen Motor. |
| US07/623,571 US5155407A (en) | 1989-12-08 | 1990-12-07 | Vibration driven apparatus |
| DE69032138T DE69032138T2 (de) | 1989-12-08 | 1990-12-07 | Scwingungswellengetriebene Vorrichtung und Strahldrucker mit eine solchen Vorrichtung |
| EP90313324A EP0435496B1 (en) | 1989-12-08 | 1990-12-07 | A vibration driven motor and thermal jet type printer using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320127A JPH03183376A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 振動波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183376A true JPH03183376A (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=18118003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320127A Pending JPH03183376A (ja) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | 振動波モータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5155407A (ja) |
| EP (2) | EP0598710B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03183376A (ja) |
| DE (2) | DE69023752T2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03183381A (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-09 | Canon Inc | 振動波モータ |
| US5428260A (en) * | 1990-08-03 | 1995-06-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration driven motor |
| JPH0564467A (ja) * | 1991-09-05 | 1993-03-12 | Canon Inc | 振動波リニアモーター |
| JPH05116788A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-14 | Canon Inc | シート送り装置 |
| JPH066986A (ja) * | 1992-06-17 | 1994-01-14 | Canon Inc | 振動波モーター及びその製造方法 |
| JPH06178560A (ja) * | 1992-12-03 | 1994-06-24 | Canon Inc | 振動波モータおよびプリンタ装置 |
| IL104349A (en) * | 1993-01-08 | 1997-01-10 | Mul T Lock Ltd | Locking apparatus |
| JP3155109B2 (ja) * | 1993-01-22 | 2001-04-09 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置およびプリンタ装置 |
| US6628046B2 (en) | 1997-05-27 | 2003-09-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration type actuator |
| US6404104B1 (en) | 1997-11-27 | 2002-06-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration type actuator and vibration type driving apparatus |
| JP4328412B2 (ja) | 1999-05-14 | 2009-09-09 | キヤノン株式会社 | 振動型アクチュエータおよび振動型駆動装置 |
| JP4726167B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2011-07-20 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置 |
| JP4731723B2 (ja) * | 2001-05-24 | 2011-07-27 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置の製造方法 |
| JP4027090B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2007-12-26 | キヤノン株式会社 | 振動体および振動波駆動装置 |
| JP4756916B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2011-08-24 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
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