JPS59188381A - 超音波モータ - Google Patents

超音波モータ

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JPS59188381A
JPS59188381A JP58060526A JP6052683A JPS59188381A JP S59188381 A JPS59188381 A JP S59188381A JP 58060526 A JP58060526 A JP 58060526A JP 6052683 A JP6052683 A JP 6052683A JP S59188381 A JPS59188381 A JP S59188381A
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JP
Japan
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rotor
mover
slider
surface wave
waves
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JP58060526A
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English (en)
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JPH0532991B2 (ja
Inventor
Toshio Sashita
年生 指田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinsei Industries Co Ltd
Shinsei Kogyo KK
Original Assignee
Shinsei Industries Co Ltd
Shinsei Kogyo KK
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Publication date
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Publication of JPS59188381A publication Critical patent/JPS59188381A/ja
Publication of JPH0532991B2 publication Critical patent/JPH0532991B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005Mechanical details, e.g. housings
    • H02N2/0065Friction interface

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。

Description

【発明の詳細な説明】 に関するものである。
従来から広く用いられている各種モータ装置は、その駆
動源として電磁力を応用したものが大部分であり、各種
用途に使われている。しかしこれら装置の大きさ、重量
及び回転力などは用いられる材料によって一定の制限を
受けるものである。何故ならば、これらの因子は用いら
れる材料の磁気的特性等によって決められるものであり
、これらの特性を超えた装置は回転駆動を行うことが不
可能となるためである。
一方、これらの各種モータ装置に代替する装置として、
本出願人によって超音波撮動を利用l−だモータ装置即
ち、超音波振動子の表面において励振される表面波を、
相互に加圧接触する位置に配置した動体の一方向運動に
変換する如き装置が開示されている。
これら発明によって超音波の持つ強力な振動エネルギー
を回転又は直進運動に変換することによって小型にして
軽量なモータ装置を実現したものである。
一般に、切削又は研削加工された部品の平面Ku約o、
oo1γm −0,1mm程度の誤差がある。このよう
な平面をもった固定子表面に剛体に近い素材の回転子/
移動子の表面を加圧接触はせても、ミクロ的にみれば各
部品の面粗さが、第1図における横振幅aと近但し、均
一な圧力で接触することが出来ず、駆動力の伝達効率が
非常に損なわれることとなる。従って、従来では固定子
表面は回転子表面と共に超精密平面仕上げすることが必
要であった。
本発明は一般的加工による不完全な平面を有する固定子
表面に、可撓性を具備したスライダーをスプリングまた
はゴムなどの弾性体で、均一に加圧接触し、駆動させる
ことにより、これらの欠点を除去し、高効率化t(よる
強い駆動力の発生及び超精密加工作業の不要化を図るよ
うにした表面波モータ装置を提供するものである。
以下図面を参照して本発明に係るモータ装置の動作原理
と実施例に関し詳細な説明を行う。
〈1〉動作原理について 第1図は動作原理を説明するだめの一部拡大斜視図であ
る。、1は金属等弾性体であり、その表面la上に横振
動と縦振動が合成された表面波が形成された状態を拡大
して示している。
第1図は表面波の伝搬状態(振動源は図示せず)のみを
示している。即ち、質点BVC@目すると、横振巾a(
上下方向)と縦振巾b(左右方向)との合成された橢円
Q上を矢印Mの方向に運動しており、その表面波は音速
Uのスピードで移動している。この運動は弾性体表面上
1aのどの点であっても同様であって、この状態下でフ
リーな動体2の表面を弾性体1の表面上に加圧接触させ
ると、この動体2は弾性体1の表面波の頂点A及びA′
の部分でのみ接触しており、かつこれら頂点A、A′は
振動速度v=2−fb(ただし干は振動数)で矢印Mの
方向に運動しているのであるから、フリーな動体2は弾
性体1との摩擦力によって矢印Nの方向に駆動されるこ
とになる。
そこで、振動子への電気人力を一定として動体2の機械
的駆動力(回転力または推進力)をより上げるには、先
ず加圧接触を上げ摩擦力を増大させ、同時に表面波の多
数の頂点が動体面と均一な圧力で接触する必要がある。
また、動体面には弾性体1の表面から高い周波数の振動
圧力を受け、法線方向と接線方向に弾性変形による振動
変位が生じる。%に、動体2の接線方向の振動変位は動
体速度を大きく低下させてしまう。
従がって、動体2の具備すべき条件として考えられるこ
とは、不完全な平面を有する弾性体表面に常に追従し、
高周波振動帯域では十分な慣性抵抗を有する質量を持ち
、法線方向の弾性率に対して接線方向の弾性率を大きく
することである。
このような観点から、本発明は動体2にスライダーなる
ものを介在させて、このスライダーに、動体2としての
具備すべき条件を満足させ、回転子/移動子として一体
化させたものである。
〈2〉小さく分割されたスライダーについて第2図にお
いて固定子に相当する弾性体1の表面は不完全な平面I
Aを有している。この平面IAに十分追従するようにl
F−さく分割されたスライダー5とこのスライダー5に
圧力を加えるゴム状弾性体3と支持体4により回転子ま
たは移動子として、一体的に構成されている。スライダ
ー5け高周波帯域で十分な慣性抵抗を有する質量を持っ
ている。
〈3〉異方性を持たせたスライダーについて第3図にお
いて固定子に相当する弾性体1の表面は不完全な平面I
Aを示している。この面IAに支持体4とスライダー5
で、一体的に構成された回転子が加圧接触している。ス
ライダー5は低弾性率の部材5Nの内部に高弾性率の繊
維5Bを接線方向に埋め込んで弾性率に異方性を持たせ
たものである。特に、繊維としてピアノ線を用いると大
きな慣性質量を持し、極めて効果的である。
〈4〉可撓性を有するスライダーについて第4図におい
て固定子に相当する弾性体1の表面は不完全々平面法を
有している。この面IAに支持体4と可撓性を有する板
状部材6、たとえばスチール板等の高弾性率の板との間
に低弾性率の弾性体3を配置し、回転子として一体的に
構成した実・施例である。
〈5〉 回転型モータの実施例について第5図は回転型
モータの断面図を示(2、スライダー2とスプリング8
と軸9f回転子とした回転型表面波モータの実施例であ
って、不完全な平面を有する固定子7に円周方向に小さ
く分割されたスライダー2が加圧接触している。個々の
スライダー2はそれぞれ複数のスプリング8により保持
され、スプリング8は軸9に固定されている。
〈6〉本発明の効果について 本発明は以上説明したように、不完全な平面を有する固
定子表面に、均一な圧力で接触する回転子/移動子を採
用することにより、高い効率を得て、さらに強い駆動力
の発生を図るという点で、極めて有用である。
さらに、固定子の表面の平面加工精度が超精密加工を必
要とせず、一般的な加工条件で充分であり、大きな費用
負担を回避することが出来るという副次的々効果をも併
せ有する極めて有用な発明というべきものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は表面波モータの動作原理の一部拡大斜視図、第
2〜5図は本発明の実施例を示す説明図である。 1・・・弾性体(固定子)、2・・・動体(回転子/移
動子)、3・・・ゴム状弾性体、4・・・支持体、5・
・・スライダー、5A・・・低弾性率部材、5B・・・
高弾性率部材、6・・・板状部材(スライダー )

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 横波と縦波の合成された表面波を生じている固定子
    の表面に加圧接触する回転子/移動子において、 複数のスライダーを弾性体で支持し、 これらのスライダー及び弾性体を一体の回転子/移動子
    と17で構成したことを特徴とする表面波モータの回転
    子/移動子の改良っ2、横波と縦波の合成された表面波
    を生じている固定子の表面に加圧接触する回転子/移動
    子において、 回転子/移動子を構成1〜でいる摺動体の弾性率がスラ
    イダー表面の接線方向と法線方向とに異方向性を有して
    力ることを特徴とする表面波モータの回転子/移動子の
    改良。 \ 3、横波と縦波の合成された表面波を生じている固定子
    の表面に加圧接触する回転子/移動子において、 回転子/移動子を構成するスライダーが可撓性を有する
    棒状または板状であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の表面波モ〜りの回転子/移動子の改良。 4 横波と縦波の合成された表面波を生じている固定子
    の表面に加圧接触する回転子/移動子において、 回転子/移動子を構成するスライダーに付加質量部材を
    備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
    および第3項記載の表面波モータの回転子/移動子の改
    良。 5、 横波と縦波の合成された表面波を生じている固定
    子の表面に加圧接触する回転子/移動子において、 この回転子を移動子と1〜で直進運動させることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項および第
    4項記載の表面波モータの回転子/移動子の改良。
JP58060526A 1983-04-06 1983-04-06 超音波モータ Granted JPS59188381A (ja)

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JPS59188381A true JPS59188381A (ja) 1984-10-25
JPH0532991B2 JPH0532991B2 (ja) 1993-05-18

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