JPS5930912B2 - 超音波振動を利用したモ−タ−装置 - Google Patents
超音波振動を利用したモ−タ−装置Info
- Publication number
- JPS5930912B2 JPS5930912B2 JP55040656A JP4065680A JPS5930912B2 JP S5930912 B2 JPS5930912 B2 JP S5930912B2 JP 55040656 A JP55040656 A JP 55040656A JP 4065680 A JP4065680 A JP 4065680A JP S5930912 B2 JPS5930912 B2 JP S5930912B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating shaft
- ultrasonic transducers
- vibrator
- vibrating piece
- ultrasonic
- 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
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- Jigging Conveyors (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波装置を利用して、動体の往復運動を一方
向運動に変換するモーター装置に関するものである。
向運動に変換するモーター装置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ー装置は、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。
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や重量、回転力等は用いられ
る材料によって一定の制限を受けるものである。
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、上記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、これらの特性を越えた
装置は回転駆動を行う事が不可能となるみである。
によって決められるものであり、これらの特性を越えた
装置は回転駆動を行う事が不可能となるみである。
これら従来の各種モーター装置と異なり、本発明によれ
ば、超音波の強力な振動エネルギーを動体の一方向運動
に変えることによって小形にして軽量なモーター装置を
得ることができるのである。
ば、超音波の強力な振動エネルギーを動体の一方向運動
に変えることによって小形にして軽量なモーター装置を
得ることができるのである。
とくに、本発明の目的はレバー操作によって動体として
の回転軸の正逆方向への回転の切換可能な超音波振動を
利用したモーター装置を得ることにある。
の回転軸の正逆方向への回転の切換可能な超音波振動を
利用したモーター装置を得ることにある。
上記目的を達成する為に、傾斜を有し、その傾斜方向が
互いに逆向きのローター１４ａ。
互いに逆向きのローター１４ａ。
１４ｂを回転軸１１に取付け、該ローター１４ａ。
１４ｂの外周面に対向する位置には、超音波振動子Ａ、
Ｂを配置し、該超音波振動子Ａ、Ｂは回転軸１１の軸方
向に往復移動できるように、その切換レバー１７の操作
に運動する支持部材１６に保持され、更に、該超音波振
動子Ａ、Ｂの一端面には回転軸１１の半径方向に対して
互いに逆方向に適当な角度を持せた板状振動片１５ａ、
１５ｂを一体形成することにより、超音波振動の往復運
動を回転軸の正逆方向の回転運動に変換することを特徴
とする超音波振動を利用したモーター装置を得んとする
ものである。
Ｂを配置し、該超音波振動子Ａ、Ｂは回転軸１１の軸方
向に往復移動できるように、その切換レバー１７の操作
に運動する支持部材１６に保持され、更に、該超音波振
動子Ａ、Ｂの一端面には回転軸１１の半径方向に対して
互いに逆方向に適当な角度を持せた板状振動片１５ａ、
１５ｂを一体形成することにより、超音波振動の往復運
動を回転軸の正逆方向の回転運動に変換することを特徴
とする超音波振動を利用したモーター装置を得んとする
ものである。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明を行う。
第１図は本発明に係るモーター装置の駆動原理を説明す
るための一部拡大図であり、同図Ａに示す如く、振動子
１の一端に設けた振動片２の一端面２ａが動体３の一端
面３ｂに接している最下部をＸ−Ｙ座標の原点とする。
るための一部拡大図であり、同図Ａに示す如く、振動子
１の一端に設けた振動片２の一端面２ａが動体３の一端
面３ｂに接している最下部をＸ−Ｙ座標の原点とする。
この時、振動片２の動面体の法線に対する傾きθは最大
静止摩擦角より小さくしておくことが必要である。
静止摩擦角より小さくしておくことが必要である。
なぜならば、振動片２が動体３から受げる力は第２図に
示すように動体３の法線方向の力ｆｘと接線方向の力ｆ
ｘの成分として表わされるので、振動片２と動体３との
摩擦係数μは最大静止摩擦角θ５＝ｊａｎ １μである
。
示すように動体３の法線方向の力ｆｘと接線方向の力ｆ
ｘの成分として表わされるので、振動片２と動体３との
摩擦係数μは最大静止摩擦角θ５＝ｊａｎ １μである
。
だから、振動片２の一端面１ａがスリップせずに効率よ
く駆動力を受けるには、振動片２の傾きθは最大静止摩
擦角θＳより小さくしておかなければならない。
く駆動力を受けるには、振動片２の傾きθは最大静止摩
擦角θＳより小さくしておかなければならない。
つぎに第１図Ｂに示す如く振動子１が振動を開始するこ
とによりＸ方向に＋△Ｘだげ変位した場合、振動片２の
一端面２ａを＋Ｘ方向に押すが、その際、動体３との間
に第２図に示す傾斜角θとＸ方向の力ｆｘによる分力ｆ
ｘが生じて動体３に対してこれを＋ｙＸ方向押し上げる
力が働き、＋△ｙだげ移動せしめる。
とによりＸ方向に＋△Ｘだげ変位した場合、振動片２の
一端面２ａを＋Ｘ方向に押すが、その際、動体３との間
に第２図に示す傾斜角θとＸ方向の力ｆｘによる分力ｆ
ｘが生じて動体３に対してこれを＋ｙＸ方向押し上げる
力が働き、＋△ｙだげ移動せしめる。
つぎに番１図Ｃの如く振動子１が−Ｘの方向に一△Ｘだ
げ変位した場合には振動片２の一端面２ａと動体３の一
端面３ｂとが離脱して、両者間に摩擦力が働かなくなっ
て２ａ部分は振動片２のたわみ固有振動の周期によって
−ｙＸ方向移動するものであり、かつ、この期間も動体
３は慣性力によって十 方向へ移動する。
げ変位した場合には振動片２の一端面２ａと動体３の一
端面３ｂとが離脱して、両者間に摩擦力が働かなくなっ
て２ａ部分は振動片２のたわみ固有振動の周期によって
−ｙＸ方向移動するものであり、かつ、この期間も動体
３は慣性力によって十 方向へ移動する。
さらに振動子１が振動を継続することによって再びＡの
状態となって前記動作をくり返すことになり、動体３の
移動が継続して行われることになる。
状態となって前記動作をくり返すことになり、動体３の
移動が継続して行われることになる。
なお、上記説明において、振動片２は振動子１と一体形
成されている場合を示しているが逆に動体３と一体形成
された場合も同様に動作することが明らかであり、両者
のどちら側であっても良い。
成されている場合を示しているが逆に動体３と一体形成
された場合も同様に動作することが明らかであり、両者
のどちら側であっても良い。
第３図は第１図の振動片２の一端面２ａの軌跡を示した
ものであるが、軌跡点Ａ−）Ｂまでは動体３と接し、動
体３を矢印にの方向に移動させる。
ものであるが、軌跡点Ａ−）Ｂまでは動体３と接し、動
体３を矢印にの方向に移動させる。
しかしながら、振動片２の一端面２ａは軌跡点Ｂで動体
３より離脱し、軌跡点Ｃ−）Ｄ−）Ｅを通って軌跡点Ａ
に達し、動体３と接する。
３より離脱し、軌跡点Ｃ−）Ｄ−）Ｅを通って軌跡点Ａ
に達し、動体３と接する。
第４図は第３図に示した動作状態を時間ｔを用いてグラ
フ化したものであるが、同図Ａは振動子１の運動を示し
、同図Ｂおよび同図Ｃは振動片２の一端面２ａの運動変
位と速度ｖｙを示したものである。
フ化したものであるが、同図Ａは振動子１の運動を示し
、同図Ｂおよび同図Ｃは振動片２の一端面２ａの運動変
位と速度ｖｙを示したものである。
なお、時間ｔ１〜ｔ２の間は軌跡点Ａ−）Ｂの間に対応
している。
している。
そして、振動片２の一端面２ａと動体３とを接触してお
り、力り動体３を＋ｙＸ方向移動せしめる。
り、力り動体３を＋ｙＸ方向移動せしめる。
時間１２〜ｔ３の間は軌跡点Ｂ＜→Ｄ→Ｅ−＋Ａの間に
対応している。
対応している。
そして振動片２の一端面２ａと動体３とが離脱しており
、動体３は慣性移動しているものである。
、動体３は慣性移動しているものである。
以上説明した動作原理に基づいて本発明に係る超音波振
動を利用したモーター装置が作動するものであるが、実
際の装置に適用した実施例を第５図によって説明する。
動を利用したモーター装置が作動するものであるが、実
際の装置に適用した実施例を第５図によって説明する。
第５図は動体に回転軸１１を採用し、該回転軸の正逆回
転を任意に可能ならしめた実施例である。
転を任意に可能ならしめた実施例である。
第５図Ａは本発明による一実施例を示す縦断面図、第５
図Ｂは第５図ＡのＢ−Ｂ線における断面図、および第５
図Ｃは第５図Ａのｃ−Ｃ線における断面図である。
図Ｂは第５図ＡのＢ−Ｂ線における断面図、および第５
図Ｃは第５図Ａのｃ−Ｃ線における断面図である。
回転軸１１はベアリング等の軸受部１２を介在させてケ
ーシング本体１３に回転自在に装着される。
ーシング本体１３に回転自在に装着される。
１４ａ、１４ｂは端面に互いに逆方向の傾斜を有するロ
ーターであり、回転軸１１と一体的に固着しである。
ーターであり、回転軸１１と一体的に固着しである。
ＡおよびＢはローター１４ａ。１４ｂに接近して設けた
振動子であり、振動片１５ａ、１５ｂがそれぞれ導出ち
れ、ローター１４ａ、１４ｂの傾斜面に対して接触可能
に設定される。
振動子であり、振動片１５ａ、１５ｂがそれぞれ導出ち
れ、ローター１４ａ、１４ｂの傾斜面に対して接触可能
に設定される。
なお、振動片１５ａ 、１５ｂの形状は板状が適当であ
り、かつローターの傾斜面と一致するような互いに逆向
きの傾斜部が設けられている。
り、かつローターの傾斜面と一致するような互いに逆向
きの傾斜部が設けられている。
１６は各振動子Ａ、Ｂを連接せしめる為の振動子支持部
材であり、この部材と切換レバー１７の操作とが連動す
るように結合されている。
材であり、この部材と切換レバー１７の操作とが連動す
るように結合されている。
振動片１５ａ、１５ｂは、第５図Ｂおよび第５図Ｃで示
すように回転軸１１の中心方向に対して適当な角度を持
たせて設けてあり、かつ振動片１５ａ。
すように回転軸１１の中心方向に対して適当な角度を持
たせて設けてあり、かつ振動片１５ａ。
１５ｂとが互いに逆方向になるように設計されている。
すなわち全ての振動片１５ａは同一方向に傾いており、
全ての振動片１５ｂは振動片１５ａと逆方向に傾けて設
けである。
全ての振動片１５ｂは振動片１５ａと逆方向に傾けて設
けである。
さらに第５図Ａに示した状態では超音波振動子Ａから導
出された振動片１５ａのみローター１４ａに接しており
、振動片１５ｂはローター１４ｂから離れた状態にある
。
出された振動片１５ａのみローター１４ａに接しており
、振動片１５ｂはローター１４ｂから離れた状態にある
。
換言すれば、第５図において、振動子の支持部材１６は
軸方向に移動可能に支持（支坤具は図示せず）されてい
る。
軸方向に移動可能に支持（支坤具は図示せず）されてい
る。
この支持部材１６に結合された切換レバー１７の操作に
より、振動子Ａまたは振動子Ｂから導出された振動片１
５ａまたは振動片１５ｂの先端がローター１４ａまたは
ローター１４ｂに接する構造となっている。
より、振動子Ａまたは振動子Ｂから導出された振動片１
５ａまたは振動片１５ｂの先端がローター１４ａまたは
ローター１４ｂに接する構造となっている。
上記の構成において、第５図Ａに示すごとく、切換レバ
ー１７をＷ方向とは反対方向に移動させて固定（固定具
は図示せず）すると、超音波振動子Ａから導出された振
動片１５ａのみローター１４ａに接した状態となり、該
振動子Ａの振動によって振動片１５ａが振動し、前記し
た動作原理に基づいてローター１４ａおよび回転軸１１
を第５図Ｂのイに示した方向へ回転駆動せしめる。
ー１７をＷ方向とは反対方向に移動させて固定（固定具
は図示せず）すると、超音波振動子Ａから導出された振
動片１５ａのみローター１４ａに接した状態となり、該
振動子Ａの振動によって振動片１５ａが振動し、前記し
た動作原理に基づいてローター１４ａおよび回転軸１１
を第５図Ｂのイに示した方向へ回転駆動せしめる。
つぎに回転方向を逆にする場合は切換レバー１７を操作
して矢印Ｗ方向へ移動すると振動片１５ａがローター１
４ａより離脱し、代って振動子Ｂより導出された振動片
１５ｂがローター１４ｂに接する。
して矢印Ｗ方向へ移動すると振動片１５ａがローター１
４ａより離脱し、代って振動子Ｂより導出された振動片
１５ｂがローター１４ｂに接する。
すると振動片１５ｂは第５図Ｃに示すように振動片１５
ａとは逆方向に傾いて設けられている為、回転軸１１は
ローター１４ｂの回転に伴って口に示した方向へ回転駆
動する。
ａとは逆方向に傾いて設けられている為、回転軸１１は
ローター１４ｂの回転に伴って口に示した方向へ回転駆
動する。
本発明は従来の各種モーター装置と異なり、超音波のも
つ強力な振動エネルギーを回転運動に変換するという画
期的手法によってなるものであって、強力な回転力、駆
動力を持ち、カリ回転方向を任意に切換可能なモーター
装置が得られるという大きな効果を有しており、従来の
モーター装置に代えて多くの用途に適用が可能になれと
いう点で極めて有効である。
つ強力な振動エネルギーを回転運動に変換するという画
期的手法によってなるものであって、強力な回転力、駆
動力を持ち、カリ回転方向を任意に切換可能なモーター
装置が得られるという大きな効果を有しており、従来の
モーター装置に代えて多くの用途に適用が可能になれと
いう点で極めて有効である。
第１図は本発明に係るモーター装置の駆動原理を説明す
る為の一部拡大図、第２図は第１図に説明する動作にお
ける傾斜角θと変位ｆｘによる分力ｆｙとの関係を示す
図、第３図は振動片の軌跡を示す説明図、第４図は動作
状態と時間との関係を示すグラフ、第５図Ａは本発明に
よる一実施例を示す縦断面図、第５図Ｂは第５図ＡのＢ
−Ｂ線における断面図、および第５図Ｃは第５図ＡのＣ
−Ｃ線における断面図である。 １・・・・・・振動子、２，１５ａ、１５ｂ・・・・・
・振動片、３・・・・・・動体、１１・・・・・・回転
軸、１２・・・・・・軸受部、１３・・・・・・ケーシ
ング本体、１４ａ、１４ｂ・・・・・・ローター、Ａ、
Ｂ・・・・・・超音波振動子、１６・・・・・・支持部
材、１７・・・・・・切換レバー。
る為の一部拡大図、第２図は第１図に説明する動作にお
ける傾斜角θと変位ｆｘによる分力ｆｙとの関係を示す
図、第３図は振動片の軌跡を示す説明図、第４図は動作
状態と時間との関係を示すグラフ、第５図Ａは本発明に
よる一実施例を示す縦断面図、第５図Ｂは第５図ＡのＢ
−Ｂ線における断面図、および第５図Ｃは第５図ＡのＣ
−Ｃ線における断面図である。 １・・・・・・振動子、２，１５ａ、１５ｂ・・・・・
・振動片、３・・・・・・動体、１１・・・・・・回転
軸、１２・・・・・・軸受部、１３・・・・・・ケーシ
ング本体、１４ａ、１４ｂ・・・・・・ローター、Ａ、
Ｂ・・・・・・超音波振動子、１６・・・・・・支持部
材、１７・・・・・・切換レバー。
Claims (1)
- １ 傾斜を有し、その傾斜方向が互いに逆向きのロータ
ー１４ａ、１４ｂを回転軸１１に取付げ、該ローター１
４ａ、１４ｂの外周面に対向する位置には、超音波振動
子Ａ、Ｂを配置し、該超音波振動子Ａ、Ｂは回転軸１１
の軸方向に往復移動できるように、その切換レバー１γ
の操作に運動する支持部材１６に保持され、更に、該超
音波振動子Ａ、Ｂの一端面には回転軸１１の半径方向に
対して互いに逆方向に適当な角度を持せた板状振動片１
５ａ、１５ｂを一体形成することにより、超音波振動の
往復運動を回転軸の正逆方向の回転運動に変換すること
を特徴とする超音波振動を利用したモーター装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55040656A JPS5930912B2 (ja) | 1980-03-29 | 1980-03-29 | 超音波振動を利用したモ−タ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55040656A JPS5930912B2 (ja) | 1980-03-29 | 1980-03-29 | 超音波振動を利用したモ−タ−装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59065067A Division JPS59194678A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 超音波振動を利用したモ−タ−装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56138469A JPS56138469A (en) | 1981-10-29 |
| JPS5930912B2 true JPS5930912B2 (ja) | 1984-07-30 |
Family
ID=12586582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55040656A Expired JPS5930912B2 (ja) | 1980-03-29 | 1980-03-29 | 超音波振動を利用したモ−タ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930912B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9170577B2 (en) | 2012-05-16 | 2015-10-27 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit and operation method thereof |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62152376A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 圧電モ−タ |
| US5146129A (en) * | 1986-12-01 | 1992-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| US5027028A (en) * | 1989-08-29 | 1991-06-25 | Skipper John D | Piezoelectric motor |
| CN108204350A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-06-26 | 重庆融海超声医学工程研究中心有限公司 | 聚焦超声波驱动的动力装置 |
-
1980
- 1980-03-29 JP JP55040656A patent/JPS5930912B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9170577B2 (en) | 2012-05-16 | 2015-10-27 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit and operation method thereof |
| US9904275B2 (en) | 2012-05-16 | 2018-02-27 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit and operation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56138469A (en) | 1981-10-29 |
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