JPH0398474A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH0398474A JPH0398474A JP1235055A JP23505589A JPH0398474A JP H0398474 A JPH0398474 A JP H0398474A JP 1235055 A JP1235055 A JP 1235055A JP 23505589 A JP23505589 A JP 23505589A JP H0398474 A JPH0398474 A JP H0398474A
- Authority
- JP
- Japan
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- vibrating body
- section
- oscillating body
- center
- holes
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- 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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- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 3
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive 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
本発明（上 圧電体により励振した弾性振動を駆動力と
する超音波モータに関する。
する超音波モータに関する。
従来の技術
近毛 圧電セラミック等の圧電体により構或した振動体
に弾性振動を励振し これを駆動力とした超音波モータ
が注目されていも 以下、図面を参照しながら超音波モータの従来技術につ
いて説明を行う。
に弾性振動を励振し これを駆動力とした超音波モータ
が注目されていも 以下、図面を参照しながら超音波モータの従来技術につ
いて説明を行う。
第４図は超音波モータの斜視図であり、円板形の弾性体
１の主面の一方＆へ 圧電体として円板形の圧電体２を
貼り合わせて振動体３を構戊していも また 弾性体ｌ
の他の主面に（よ 機械出力取り出し用の突起体４が構
或されている。５は耐摩耗性材料の摩擦材、 ６は弾性
体であり、互いに貼合わせられて移動体７を構戊してい
る。移動体７：友 摩擦材５を介して、振動体３に設置
された突起体４と加圧接触していも 圧電体２に電界を
印加すると振動体３の周方向に曲げ振動の進行波が励振
され 移動体７を摩擦力により駆動する。移動体７は回
転軸８を中心に回転運動を始める。
１の主面の一方＆へ 圧電体として円板形の圧電体２を
貼り合わせて振動体３を構戊していも また 弾性体ｌ
の他の主面に（よ 機械出力取り出し用の突起体４が構
或されている。５は耐摩耗性材料の摩擦材、 ６は弾性
体であり、互いに貼合わせられて移動体７を構戊してい
る。移動体７：友 摩擦材５を介して、振動体３に設置
された突起体４と加圧接触していも 圧電体２に電界を
印加すると振動体３の周方向に曲げ振動の進行波が励振
され 移動体７を摩擦力により駆動する。移動体７は回
転軸８を中心に回転運動を始める。
以上のように構或された超音波モータの圧電体２に１よ
互いに 位置的に４分の１波長（−９０度）の位相差
を持った電極が構戊されており、この電極に ■＋ ＝ Ｖ＠ ｓｉｎ（ωｔ ）
−−−（１）Ｖ ｅ ＝ Ｖｓ ｃｏｓ（ωｔ
） −−−（２）ただＬＶ嘗：電圧の
瞬時値 ω ；角周波数 ｔ ：時間 で表される電圧ｖ１及びｖ２をそれぞれ印加すれば振動
体３には ξ ＝ ξｓ （ｃｏｓ（ωｔ ） ｃｏｓ（ｋ ｘ
）＋ ｓｉｎ（ωｔ ） ｓｉｎ（ ｋ ｘ ））ξ−
ｃｏｓ（ωｔ − ｋ ｘ ） −−−（３）た
だし ξ ：曲げ振動の振幅値 ξ＠：曲げ振動の瞬時値 ｋ ：波数（２π／λ） λ ：波長 Ｘ ：位置 で表せム 円周方向に進行する曲げ振動の進行波が励起
される。
互いに 位置的に４分の１波長（−９０度）の位相差
を持った電極が構戊されており、この電極に ■＋ ＝ Ｖ＠ ｓｉｎ（ωｔ ）
−−−（１）Ｖ ｅ ＝ Ｖｓ ｃｏｓ（ωｔ
） −−−（２）ただＬＶ嘗：電圧の
瞬時値 ω ；角周波数 ｔ ：時間 で表される電圧ｖ１及びｖ２をそれぞれ印加すれば振動
体３には ξ ＝ ξｓ （ｃｏｓ（ωｔ ） ｃｏｓ（ｋ ｘ
）＋ ｓｉｎ（ωｔ ） ｓｉｎ（ ｋ ｘ ））ξ−
ｃｏｓ（ωｔ − ｋ ｘ ） −−−（３）た
だし ξ ：曲げ振動の振幅値 ξ＠：曲げ振動の瞬時値 ｋ ：波数（２π／λ） λ ：波長 Ｘ ：位置 で表せム 円周方向に進行する曲げ振動の進行波が励起
される。
第５図は振動休３の表面のＡ点が進行波の励起によって
、長軸２Ｗ、短軸２ｕの楕円運動をし振動体３上に加圧
して設置された移動体７！Ｊ＜．楕円の頂点近傍で接触
することにより、摩擦力により波の進行方向とは逆方向
にＶ＝ωＵの速度で運動する様子を示していも 発明が解決しようとする課題 超音波モータ（よ 振動体の振動エネルギーを、移動体
に伝達することにより、駆動力として取り出していも
従って、振動体の振動を妨げないよう服 しかも確実な
支持固定することが課題となっていも 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、振動の機械
的損失を小さくし 確実な位置固定ができる支持固定に
よって、駆動効率のよい安定な超音波モータを提供する
ことを目的としていも課題を解決するための手段 振動体として円板形の振動体を用い、 振動モードとし
て径方向２次、周方向３次以上の曲げ振動を用Ｌ％
かつ振動体を上記振動モードの節円部近傍において、振
動体の厚みの中心近傍のみを介して支持固定すも 作用 上記の構或によれば 振動体を上記振動モードの節円部
近傍において、振動体の厚みの中心近傍のみを介して支
持固定することにより、振動振幅の極めて小さい中性面
近傍での支持固定ができるので、振動の機械的損失を小
さくできるた△ 超音波モータを効率よく安定に駆動す
ることができる。
、長軸２Ｗ、短軸２ｕの楕円運動をし振動体３上に加圧
して設置された移動体７！Ｊ＜．楕円の頂点近傍で接触
することにより、摩擦力により波の進行方向とは逆方向
にＶ＝ωＵの速度で運動する様子を示していも 発明が解決しようとする課題 超音波モータ（よ 振動体の振動エネルギーを、移動体
に伝達することにより、駆動力として取り出していも
従って、振動体の振動を妨げないよう服 しかも確実な
支持固定することが課題となっていも 本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、振動の機械
的損失を小さくし 確実な位置固定ができる支持固定に
よって、駆動効率のよい安定な超音波モータを提供する
ことを目的としていも課題を解決するための手段 振動体として円板形の振動体を用い、 振動モードとし
て径方向２次、周方向３次以上の曲げ振動を用Ｌ％
かつ振動体を上記振動モードの節円部近傍において、振
動体の厚みの中心近傍のみを介して支持固定すも 作用 上記の構或によれば 振動体を上記振動モードの節円部
近傍において、振動体の厚みの中心近傍のみを介して支
持固定することにより、振動振幅の極めて小さい中性面
近傍での支持固定ができるので、振動の機械的損失を小
さくできるた△ 超音波モータを効率よく安定に駆動す
ることができる。
実施例
以下、図面に従って本発明の実施例について詳細な説明
を行う。
を行う。
第１図は本発明の超音波モータの構戒を示す切り欠き斜
視図である。円板形の弾性体１の主面の一方に 圧電体
として円板形の圧電体２を貼り合わせて振動体３を構或
している。また 弾性体ｌの他の主面に（よ 機械出力
取り出し用の突起体４が構或されている。 ５は耐摩耗
性材料の摩擦材、６は弾性体であり、互いに貼合わせら
れて移動体７を構或していも 移動体７ζよ 摩擦材５
を介して、振動体３に設置された突起体４と加圧接触し
ていも 圧電体２に電界を印加すると振動体３の周方向
に曲げ振動の進行波が励振され 移動体７を摩擦力によ
り駆動すも 移動体７は回転軸８を中心に回転運動を始
めも 第２図は振動体３の支持穴の拡大断面図であも
また 第３図は径方向２次 周方向３次の曲げ振動を励
振した時の振動体３の振動変位状態と変位分布図である
。
視図である。円板形の弾性体１の主面の一方に 圧電体
として円板形の圧電体２を貼り合わせて振動体３を構或
している。また 弾性体ｌの他の主面に（よ 機械出力
取り出し用の突起体４が構或されている。 ５は耐摩耗
性材料の摩擦材、６は弾性体であり、互いに貼合わせら
れて移動体７を構或していも 移動体７ζよ 摩擦材５
を介して、振動体３に設置された突起体４と加圧接触し
ていも 圧電体２に電界を印加すると振動体３の周方向
に曲げ振動の進行波が励振され 移動体７を摩擦力によ
り駆動すも 移動体７は回転軸８を中心に回転運動を始
めも 第２図は振動体３の支持穴の拡大断面図であも
また 第３図は径方向２次 周方向３次の曲げ振動を励
振した時の振動体３の振動変位状態と変位分布図である
。
第３図に示すように 振動体３に励振する振動モードに
ζ上 振動の節円部が存在するの弘 振動体３の上記節
円近傍に 第１図に示すように該節円を３分割するよう
に３点の穴をあＣナ、第２図に示すように 上記３点の
穴各々に上下からザグリを設｛ナ、振動体３の厚さの中
心近傍にのみネジ部を設ける。第ｌ図に示したように支
持基台９の振動体側の上面に 上記振動の節円部に対応
する位置に突起を設１ナ、かつ上記３点の穴に対応する
位置に穴を設（ナ、ビス１０によって振動体３を支持固
定すも この機構によって、振動の振幅が極めて小さい中性面近
傍を介して振動体を支持固定することができるたべ 振
動の機械的損失が少く、しかも確実な支持固定ができる
。
ζ上 振動の節円部が存在するの弘 振動体３の上記節
円近傍に 第１図に示すように該節円を３分割するよう
に３点の穴をあＣナ、第２図に示すように 上記３点の
穴各々に上下からザグリを設｛ナ、振動体３の厚さの中
心近傍にのみネジ部を設ける。第ｌ図に示したように支
持基台９の振動体側の上面に 上記振動の節円部に対応
する位置に突起を設１ナ、かつ上記３点の穴に対応する
位置に穴を設（ナ、ビス１０によって振動体３を支持固
定すも この機構によって、振動の振幅が極めて小さい中性面近
傍を介して振動体を支持固定することができるたべ 振
動の機械的損失が少く、しかも確実な支持固定ができる
。
殊 図面には示していーない力曳 第２図のようなネジ
切りの代わりに ３点の穴の上下からザグリを設け、振
動体３の厚さの中心近傍のみ穴の直径を小さくして、こ
の部分に支持棒を圧大して支持基台９に振動体を支持固
定しても同様の効果が得られる。
切りの代わりに ３点の穴の上下からザグリを設け、振
動体３の厚さの中心近傍のみ穴の直径を小さくして、こ
の部分に支持棒を圧大して支持基台９に振動体を支持固
定しても同様の効果が得られる。
発明の効果
本発明（よ 振動体として円板形の振動体を用も＼振動
モードとして径方向２次 周方向３次以上の曲げ振動を
用〜＼ かつ振動体を上記振動モードの節円部近傍にお
いて、振動体の厚みの中心近傍のみを介して、振動体を
支持固定した超音波モータであるたべ 支持固定による
振動の機械的損失の少（＼ 駆動効率のよい超音波モー
タを提供できも
モードとして径方向２次 周方向３次以上の曲げ振動を
用〜＼ かつ振動体を上記振動モードの節円部近傍にお
いて、振動体の厚みの中心近傍のみを介して、振動体を
支持固定した超音波モータであるたべ 支持固定による
振動の機械的損失の少（＼ 駆動効率のよい超音波モー
タを提供できも
第１図（友 本発明の一実施例の超音波モータの切り欠
き斜視は 第２図は超音波モータの振動体支持穴の拡大
断面は 第３図は振動モードとして径方向２次、周方向
３次の曲げ振動を励振した時の円板形の振動体の振動状
態と径方向の変位分布は 第４図は従来の超音゛波モー
タのきり欠き斜視は 第５図は超音波モータの動作原理
の説明図である。 ｌ・・・・・・弾性休 ２・・・・・・圧電恢 ３・・
・・・・振動体４・・・・・・突起恢 ５・・・・・・
摩擦材、６・・・・・・弾性体７・・・・・・移動体
８・・・・・・回転執 ９・・・・・・支持基台、 ｌ
Ｏ・・・・・・ビ入
き斜視は 第２図は超音波モータの振動体支持穴の拡大
断面は 第３図は振動モードとして径方向２次、周方向
３次の曲げ振動を励振した時の円板形の振動体の振動状
態と径方向の変位分布は 第４図は従来の超音゛波モー
タのきり欠き斜視は 第５図は超音波モータの動作原理
の説明図である。 ｌ・・・・・・弾性休 ２・・・・・・圧電恢 ３・・
・・・・振動体４・・・・・・突起恢 ５・・・・・・
摩擦材、６・・・・・・弾性体７・・・・・・移動体
８・・・・・・回転執 ９・・・・・・支持基台、 ｌ
Ｏ・・・・・・ビ入
Claims (1)
- 圧電体を交流電圧で駆動して、該圧電体と弾性体とから
構成される振動体に弾性進行波を励振することにより、
該振動体上に接触して設置された移動体を移動させる超
音波モータにおいて、該振動体として円板形の振動体を
用い、振動モードとして径方向２次、周方向３次以上の
曲げ振動を用い、かつ該振動体を該振動モードの節円部
近傍において、該振動体の厚みの中心近傍のみを介して
、該振動体を支持固定す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 |
|---|---|---|---|
| JP1235055A JP2507083B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 超音波モ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235055A JP2507083B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 超音波モ―タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0398474A true JPH0398474A (ja) | 1991-04-24 |
| JP2507083B2 JP2507083B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=16980418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235055A Expired - Fee Related JP2507083B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 超音波モ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2507083B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728371B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | 엘지전자 주식회사 | 초소형 압전 리니어 모터 |
| KR100728370B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | 엘지전자 주식회사 | 초소형 압전 리니어 모터 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108696182B (zh) * | 2018-05-30 | 2019-06-07 | 东北大学 | 一种面向多工位精密操作的旋转载物台与控制方法 |
-
1989
- 1989-09-11 JP JP1235055A patent/JP2507083B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728371B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | 엘지전자 주식회사 | 초소형 압전 리니어 모터 |
| KR100728370B1 (ko) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | 엘지전자 주식회사 | 초소형 압전 리니어 모터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2507083B2 (ja) | 1996-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |