JPH0697864B2 - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH0697864B2 JPH0697864B2 JP62233846A JP23384687A JPH0697864B2 JP H0697864 B2 JPH0697864 B2 JP H0697864B2 JP 62233846 A JP62233846 A JP 62233846A JP 23384687 A JP23384687 A JP 23384687A JP H0697864 B2 JPH0697864 B2 JP H0697864B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- rotor
- ultrasonic motor
- piezoelectric ceramic
- mode
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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エネルギーを利用したモータに関す
る。
る。
（従来の技術） 最近、圧電セラミックス円板の面内撓み振動を利用した
超音波モータが提案されている。この圧電セラミック円
板の面内撓み振動に関しては、周知の如く、1963年の電
子通信学会論文誌、第49巻、１号、104〜110頁に「円板
状圧電セラミック振動子の非軸対称振動」と題された論
文に詳細に記載されている。この論文中で（1,1）モー
ドと称される非軸対称モード（面内撓み振動モード）
は、その振動モードが単純なため最もよく超音波モータ
に利用されている。第２図（ａ），（ｂ）は、（1,1）
モードを用いた超音波モータの代表的な例を示すもので
ある。
超音波モータが提案されている。この圧電セラミック円
板の面内撓み振動に関しては、周知の如く、1963年の電
子通信学会論文誌、第49巻、１号、104〜110頁に「円板
状圧電セラミック振動子の非軸対称振動」と題された論
文に詳細に記載されている。この論文中で（1,1）モー
ドと称される非軸対称モード（面内撓み振動モード）
は、その振動モードが単純なため最もよく超音波モータ
に利用されている。第２図（ａ），（ｂ）は、（1,1）
モードを用いた超音波モータの代表的な例を示すもので
ある。
第２図（ａ）において厚電セラミック円板11は厚み方向
に均一に分極されており、その上下面には４分割された
金属電極膜12が対向して施されている。各電極は図示の
ごとく電気的に接続し二組の電極端子15,16を取り出
す。圧電セラミック円板11の円周に外接して絶縁性のリ
ング13がはめ込まれている。電極端子15と16にそれぞれ
円板の共振周波数に相当する交流電気信号を入力し、そ
の位相を90度ずらす。その結果圧電セラミック円板11を
ステータとし、リング13はロータとなり回転する 第２図（ｂ）は第２図（ａ）と同様に構成された圧電セ
ラミック円板に回転自由なロータ21が点接触で外接され
ている。先と同様の方法で圧電セラミック円板に交流信
号を入力すると、ロータ21は回転する。
に均一に分極されており、その上下面には４分割された
金属電極膜12が対向して施されている。各電極は図示の
ごとく電気的に接続し二組の電極端子15,16を取り出
す。圧電セラミック円板11の円周に外接して絶縁性のリ
ング13がはめ込まれている。電極端子15と16にそれぞれ
円板の共振周波数に相当する交流電気信号を入力し、そ
の位相を90度ずらす。その結果圧電セラミック円板11を
ステータとし、リング13はロータとなり回転する 第２図（ｂ）は第２図（ａ）と同様に構成された圧電セ
ラミック円板に回転自由なロータ21が点接触で外接され
ている。先と同様の方法で圧電セラミック円板に交流信
号を入力すると、ロータ21は回転する。
（発明が解決しようとする問題点） しかし上記のようなモータでは圧電円板が振動体であ
り、振動節が存在しないため固定することが不可能であ
る。また適当な場所を固定した場合モータとはなるが、
固定個所から振動エネルギーが外部にもれ、効率の高い
モータを得ることができない。
り、振動節が存在しないため固定することが不可能であ
る。また適当な場所を固定した場合モータとはなるが、
固定個所から振動エネルギーが外部にもれ、効率の高い
モータを得ることができない。
本発明はこのような従来の欠点を除去せしめた超音波モ
ータを提供することにある。
ータを提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、面内撓み（1,1）モードで振動する圧電セラ
ミック円板の中央部に円形の穴をあけ、この穴の周面が
振動しないような寸法、すなわち内径／外径＝0.475±
0.025となるように設定した内径の部分を支持固定して
ステータとし、このステータの外周部分にロータを圧接
したことを特徴とした超音波モータである。
ミック円板の中央部に円形の穴をあけ、この穴の周面が
振動しないような寸法、すなわち内径／外径＝0.475±
0.025となるように設定した内径の部分を支持固定して
ステータとし、このステータの外周部分にロータを圧接
したことを特徴とした超音波モータである。
（作用） 第３図（ａ）に第２図に示した面内撓み（1,1）モード
を利用したステータに使用する圧電セラミック円板の中
央に同心円形の穴をあけ、これに回転自由なロータ31を
接触させたものである。このステータに交流信号を入力
して（1,1）モードの共振周波数で駆動するとロータ31
は回転する。
を利用したステータに使用する圧電セラミック円板の中
央に同心円形の穴をあけ、これに回転自由なロータ31を
接触させたものである。このステータに交流信号を入力
して（1,1）モードの共振周波数で駆動するとロータ31
は回転する。
第３図（ｂ）はステータの外径Ｄを一定とし、穴の直径
ｄを代えた場合のロータ31の回転数を示している。d/D
＝0.475±0.025の範囲ではロータ31は全く回転しなかっ
た。この現象は、上記寸法比をステータに採用した場
合、ステータの内周部分は振動節部になることを示して
いる。
ｄを代えた場合のロータ31の回転数を示している。d/D
＝0.475±0.025の範囲ではロータ31は全く回転しなかっ
た。この現象は、上記寸法比をステータに採用した場
合、ステータの内周部分は振動節部になることを示して
いる。
従って圧電セラミック円板の中央にd/D＝0.475±0.025
となるように穴をあけ、この円周部を支持固定すれば不
動点となるため、ステータの振動を阻害することなく安
定して支持固定ができる。従って、本発明に従えば支持
部分からの振動エネルギーの散逸を極小に抑えることが
でき、しかも（1,1）モード固有の性質から、ステータ
の外周部分では振幅が極大となるため、外周部分にロー
タを圧接することにより高効率の超音波モータを実現す
ることができる。
となるように穴をあけ、この円周部を支持固定すれば不
動点となるため、ステータの振動を阻害することなく安
定して支持固定ができる。従って、本発明に従えば支持
部分からの振動エネルギーの散逸を極小に抑えることが
でき、しかも（1,1）モード固有の性質から、ステータ
の外周部分では振幅が極大となるため、外周部分にロー
タを圧接することにより高効率の超音波モータを実現す
ることができる。
（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１図は本発明の実施例を示す図で、中央部に穴のあい
た圧電セラミック円板11の穴の部分に円柱14をはめ込
み、この円柱の端面を固定したものである。圧電セラミ
ック円板は厚み方向に分極されており、上下面には４分
割（８分割、12分割などでもよい）した金属電極膜が対
向して施されている。円板の周囲にはこれに外接するよ
うにロータ13がはめ込まれている。各電極膜は第２、３
図と同様に電気的に接続し、電極端子15、16にそれぞれ
90度位相の異なった交流電気信号sinωｔ、cosωｔを入
力して、圧電セラミック円板に面内撓みを振動を励振す
る。その結果ロータ13は圧電セラミック円板をステータ
とし回転する。圧電セラミック円板の外径と内径比を内
径／外径＝0.475±0.025の範囲に選んだ場合には支持体
14には振動エネルギーが全く伝わらないので、効率のよ
いモータが実現する。また振動子は直径が数センチ、厚
さが１〜数ミリ程度とすることができる。
た圧電セラミック円板11の穴の部分に円柱14をはめ込
み、この円柱の端面を固定したものである。圧電セラミ
ック円板は厚み方向に分極されており、上下面には４分
割（８分割、12分割などでもよい）した金属電極膜が対
向して施されている。円板の周囲にはこれに外接するよ
うにロータ13がはめ込まれている。各電極膜は第２、３
図と同様に電気的に接続し、電極端子15、16にそれぞれ
90度位相の異なった交流電気信号sinωｔ、cosωｔを入
力して、圧電セラミック円板に面内撓みを振動を励振す
る。その結果ロータ13は圧電セラミック円板をステータ
とし回転する。圧電セラミック円板の外径と内径比を内
径／外径＝0.475±0.025の範囲に選んだ場合には支持体
14には振動エネルギーが全く伝わらないので、効率のよ
いモータが実現する。また振動子は直径が数センチ、厚
さが１〜数ミリ程度とすることができる。
（発明の効果） 本発明によれば、円環の面内撓み振動（1,1）モードを
利用したステータにおいて、内径／外径＝0.475±0.025
とし、内径部分を支持したとき極めて安定した支持固定
が可能であり、しかも（1,1）モードでは外周部分にお
いて振幅が極大となるため、外周部分にロータを圧接す
ることにより高効率のモータを実現することができる。
利用したステータにおいて、内径／外径＝0.475±0.025
とし、内径部分を支持したとき極めて安定した支持固定
が可能であり、しかも（1,1）モードでは外周部分にお
いて振幅が極大となるため、外周部分にロータを圧接す
ることにより高効率のモータを実現することができる。
第１図は本発明の実施例を示す図。第２図は従来の超音
波モータの構成を示す図。第３図は本発明の作用を示す
図。 図中、11……圧電セラミック円板、12……金属電極膜、
13、12、31……ロータ、14……支持体、15、16……電極
端子。
波モータの構成を示す図。第３図は本発明の作用を示す
図。 図中、11……圧電セラミック円板、12……金属電極膜、
13、12、31……ロータ、14……支持体、15、16……電極
端子。
フロントページの続き (72)発明者 大西 修 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 内川 忠保 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気株 式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】圧電セラミックリングをステータとする面
内撓み振動（1,1）モードを利用した超音波モータにお
いて、該ステータの外径と内径の比を、内径／外径＝0.
475±0.025とし、該ステータの内側部分を支持固定し、
該ステータの外周部分にロータを圧接したことを特徴と
する超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62233846A JPH0697864B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62233846A JPH0697864B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6477481A JPS6477481A (en) | 1989-03-23 |
| JPH0697864B2 true JPH0697864B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=16961485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62233846A Expired - Lifetime JPH0697864B2 (ja) | 1987-09-18 | 1987-09-18 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697864B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68917525T2 (de) * | 1988-05-26 | 1995-01-12 | Toda Koji | Antriebsanordnung vom Schwingungstyp. |
| JPH0580192U (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-29 | 株式会社田村電機製作所 | 超音波モータ |
| JPH06233557A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-19 | Nikon Corp | 超音波モータ |
| US6186753B1 (en) * | 1999-05-10 | 2001-02-13 | Scroll Technologies | Apparatus for minimizing oil leakage during reverse running of a scroll compressor |
-
1987
- 1987-09-18 JP JP62233846A patent/JPH0697864B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6477481A (en) | 1989-03-23 |
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