JPS60148387A - 定在波型圧電モ−タ - Google Patents
定在波型圧電モ−タInfo
- Publication number
- JPS60148387A JPS60148387A JP59002724A JP272484A JPS60148387A JP S60148387 A JPS60148387 A JP S60148387A JP 59002724 A JP59002724 A JP 59002724A JP 272484 A JP272484 A JP 272484A JP S60148387 A JPS60148387 A JP S60148387A
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- JP
- Japan
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- standing wave
- vibrator
- twisting
- ring
- piezoelectric motor
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- Pending
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 244000088401 Pyrus pyrifolia Species 0.000 description 1
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- 208000004188 Tooth Wear Diseases 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
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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
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/103—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
-
- 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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0045—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear modes
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】
〔技術分野・発明の目的〕
本発明は圧電モータの改良に係り、摺動面の摩耗を少く
するため広い摺動面を有し、その摺動面に効率よく楕円
運動の超音波振動を発生させた小型で強力な圧電モータ
を提供することを目的とする０ 〔背景技術〕 移動子を固定子に°圧着し、両者の接触面間に超音波振
動による摺動トルクを発生させこれを駆動力とする圧電
モータには、移動子と固ｋｉｉ子の間に傾斜板を配置し
、これ？伸縮させたとき板の反作用で大きな摺動トルク
を発生させる「キラツギ型」と呼ばれる圧電モータがあ
るが、歯の摩耗が激しいことが欠点であるに の欠点を補った方式のものに、表面波型もしくは進行波
型と呼ばれる圧電モータがある。これは例えば、リング
状の枯動子に厚み屈曲振動の進行波を発生させ、圧着さ
れているロータを同転させる方式で、回転型もリニア型
もあり駆動トルクも大きいが、肝心の進行波を発生する
のが卸しく、反射波を抑圧することからも効率が低いこ
となどの欠点があった。
するため広い摺動面を有し、その摺動面に効率よく楕円
運動の超音波振動を発生させた小型で強力な圧電モータ
を提供することを目的とする０ 〔背景技術〕 移動子を固定子に°圧着し、両者の接触面間に超音波振
動による摺動トルクを発生させこれを駆動力とする圧電
モータには、移動子と固ｋｉｉ子の間に傾斜板を配置し
、これ？伸縮させたとき板の反作用で大きな摺動トルク
を発生させる「キラツギ型」と呼ばれる圧電モータがあ
るが、歯の摩耗が激しいことが欠点であるに の欠点を補った方式のものに、表面波型もしくは進行波
型と呼ばれる圧電モータがある。これは例えば、リング
状の枯動子に厚み屈曲振動の進行波を発生させ、圧着さ
れているロータを同転させる方式で、回転型もリニア型
もあり駆動トルクも大きいが、肝心の進行波を発生する
のが卸しく、反射波を抑圧することからも効率が低いこ
となどの欠点があった。
この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
移動子を固定子に圧着し、両者の接触面間に超音波振動
による摺動トルクを発生させ駆動力とする圧電モータに
おいて、前記摺動トルクが移動子もしくは固定子に発生
する屈曲モードの定在波と辷りモードの振動との同時組
合せによって得られるように構成されていることを特徴
とする定在波型圧電モータによって目的を達成したもの
である。
移動子を固定子に圧着し、両者の接触面間に超音波振動
による摺動トルクを発生させ駆動力とする圧電モータに
おいて、前記摺動トルクが移動子もしくは固定子に発生
する屈曲モードの定在波と辷りモードの振動との同時組
合せによって得られるように構成されていることを特徴
とする定在波型圧電モータによって目的を達成したもの
である。
リング状もしくは棒状の振動子に屈曲モードの進行波を
効率よく発生させるのは難しいが、定在波を励振するの
は極めて容易である。しかし、定在波の腹は振動子ｍ１
に垂直な方向の往復運動をするだけだから、この振動子
面に移動子を圧着しても移動子は駆動トルクを受けない
。しかるに、定在波が立っている振動子に振動子面内の
辷りモードの振動を共存させると、振動の腹は楕円運動
をする結果、圧着されている移動子に駆動トルクが作用
する。以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
効率よく発生させるのは難しいが、定在波を励振するの
は極めて容易である。しかし、定在波の腹は振動子ｍ１
に垂直な方向の往復運動をするだけだから、この振動子
面に移動子を圧着しても移動子は駆動トルクを受けない
。しかるに、定在波が立っている振動子に振動子面内の
辷りモードの振動を共存させると、振動の腹は楕円運動
をする結果、圧着されている移動子に駆動トルクが作用
する。以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
実施例１゜
第５図は本発明の電在波型圧電モータの一実締例に用い
た捻り・屈曲モードの超音波振動子の正面図である。こ
の振動子は本発明者が最近発明し、本発明と銘々同時に
出願したものであるが、その構成が複雑であるから、ま
ずこの振動子の構成を説明する。この振動子は、第１図
、第２図に示したリング状超音波振動子を、第３図、第
４図に示した捻り結合子で励振するものである。すなわ
ち、外ｉａ、ｓ門、内径２１馴、厚さ３゜５酎のアルミ
ニウムのリング１の一方の面に３格分する形で、高さ６
ＩＩＩＩ１．厚さ２１１１１１の支持脚３１．３２およ
び３３が付いており、３本の脚３は外径１５ｍｍ５高さ
６繭で中心Ｋ ８ ｒｒａｔｒのネジ穴２１を有する支
持円筒２とつながってリング状振動子を形成している。
た捻り・屈曲モードの超音波振動子の正面図である。こ
の振動子は本発明者が最近発明し、本発明と銘々同時に
出願したものであるが、その構成が複雑であるから、ま
ずこの振動子の構成を説明する。この振動子は、第１図
、第２図に示したリング状超音波振動子を、第３図、第
４図に示した捻り結合子で励振するものである。すなわ
ち、外ｉａ、ｓ門、内径２１馴、厚さ３゜５酎のアルミ
ニウムのリング１の一方の面に３格分する形で、高さ６
ＩＩＩＩ１．厚さ２１１１１１の支持脚３１．３２およ
び３３が付いており、３本の脚３は外径１５ｍｍ５高さ
６繭で中心Ｋ ８ ｒｒａｔｒのネジ穴２１を有する支
持円筒２とつながってリング状振動子を形成している。
これな励振する捻り結合子は第３図および第４図に示す
ように、外径３５１１１１＋１ ＃内径１５ ｒｍ ａ
厚さ３１１ＩＩのドーナツ状円板４の片面に、厚さ２闘
、高さ７．７園の歯状板５ｔｓ５ｔｅＦＪが円板４を３
等分する形で放射状に付いている。この歯状板５は円板
４面上の法線に対し数度傾いて付いているか、もしくは
法線に沿って円板４面上に垂直に立てた板を円板４の中
心を軸として捻り変形な与えた形状になっている。
ように、外径３５１１１１＋１ ＃内径１５ ｒｍ ａ
厚さ３１１ＩＩのドーナツ状円板４の片面に、厚さ２闘
、高さ７．７園の歯状板５ｔｓ５ｔｅＦＪが円板４を３
等分する形で放射状に付いている。この歯状板５は円板
４面上の法線に対し数度傾いて付いているか、もしくは
法線に沿って円板４面上に垂直に立てた板を円板４の中
心を軸として捻り変形な与えた形状になっている。
前記リング状振動子の支持脚３１ 、３２ 、３１と捻
り結合子の歯状板５１ ＃ ５２ ＊ ５１とが円を６
等分するように６０°ずつずれた配置で組み合わせる。
り結合子の歯状板５１ ＃ ５２ ＊ ５１とが円を６
等分するように６０°ずつずれた配置で組み合わせる。
これに外径３５陥、内径１５１１１１１１ ＋厚さ２間
のドーナツ状圧電振動子６．７の正分極面又は負分極面
同志を対向させ、間に端子板８１を挾んで瓜ね、さらに
外径３５ ｒｒａ ＊内径８閣、厚さ１０ｍｍの座金９
に外径８ｒｎ！ｎ、長さ２５ｒｒｔｍのキャップボルト
１０を通し九組み合わせ、キャップポル）１０をリング
状振動子のネジ穴２ｍに螺挿して締め付けた。このよう
にして組み立てられた捻り・屈曲モードの超音波振動子
の端子板８＋ −８ｔに接続されているリード線１１お
よび１２に２６．４ＫＨ２，１０ポル）のｉＴ：ｉ５＃
姑雷Ｗか印１１１１１ナーシとスー １１５ＩＩ士朋１
如（か節とし、歯状板との接合部を腹とする屈曲振動が
生じると同時にリング全体にリングの中心を軸とする捻
り振動が発生した。その結果リングの歯状板との接合部
は波％ ｎ −３の定在波の腹で、リング面上の法線に
沿って上下に往復連動をするが、このときリング面が捻
れるため、腹部は楕円運動をする。以上が本発明の定在
波型圧電モータに用いる捻り・屈曲モードの超音波振動
子である。
のドーナツ状圧電振動子６．７の正分極面又は負分極面
同志を対向させ、間に端子板８１を挾んで瓜ね、さらに
外径３５ ｒｒａ ＊内径８閣、厚さ１０ｍｍの座金９
に外径８ｒｎ！ｎ、長さ２５ｒｒｔｍのキャップボルト
１０を通し九組み合わせ、キャップポル）１０をリング
状振動子のネジ穴２ｍに螺挿して締め付けた。このよう
にして組み立てられた捻り・屈曲モードの超音波振動子
の端子板８＋ −８ｔに接続されているリード線１１お
よび１２に２６．４ＫＨ２，１０ポル）のｉＴ：ｉ５＃
姑雷Ｗか印１１１１１ナーシとスー １１５ＩＩ士朋１
如（か節とし、歯状板との接合部を腹とする屈曲振動が
生じると同時にリング全体にリングの中心を軸とする捻
り振動が発生した。その結果リングの歯状板との接合部
は波％ ｎ −３の定在波の腹で、リング面上の法線に
沿って上下に往復連動をするが、このときリング面が捻
れるため、腹部は楕円運動をする。以上が本発明の定在
波型圧電モータに用いる捻り・屈曲モードの超音波振動
子である。
モータな構成するには第５商のキャップボルト１０をは
ずして、座金９を除去し、第６図に示すモータケース１
３．に組み込みキャップボルト１０で締め付は固定する
。この捻り・屈曲モードの超音波振動子の振動リングＩ
Ｋ苅同するようにロータ１６を配置する。ロータ１６は
回転軸にバネ１５をはめたのちケースのふた１３２に組
み込まれたボールベアリングの軸受１７に通し、その先
端に出力伝達用歯車１４な固定する０ロータを組み込ん
だケースのふた１３□を、ロータ１６の回転面が、振動
リングの面にバネ１５の力で圧着するようにケース１３
．にセットしネジ止めした。
ずして、座金９を除去し、第６図に示すモータケース１
３．に組み込みキャップボルト１０で締め付は固定する
。この捻り・屈曲モードの超音波振動子の振動リングＩ
Ｋ苅同するようにロータ１６を配置する。ロータ１６は
回転軸にバネ１５をはめたのちケースのふた１３２に組
み込まれたボールベアリングの軸受１７に通し、その先
端に出力伝達用歯車１４な固定する０ロータを組み込ん
だケースのふた１３□を、ロータ１６の回転面が、振動
リングの面にバネ１５の力で圧着するようにケース１３
．にセットしネジ止めした。
このようにしてでき上った定在波型圧電モータのリード
線１０および１１に３８．８ＫＨｚ、１０ボルトの正弦
波電圧を印−加したところ、リングに波数３の定在波が
立ち、楕円振動が生じ、圧着されているロータ７が力強
く回転した。回転数は２〜ａｒｐｓで、回転トルクはギ
ア１４を通して出力できた。
線１０および１１に３８．８ＫＨｚ、１０ボルトの正弦
波電圧を印−加したところ、リングに波数３の定在波が
立ち、楕円振動が生じ、圧着されているロータ７が力強
く回転した。回転数は２〜ａｒｐｓで、回転トルクはギ
ア１４を通して出力できた。
以上説明したよう罠、移動子を固定子に圧着し、両者の
接触面間に超音波振動による摺動トルクを発生させ、駆
動力とする圧電モータにおいて、摺動トルクが、移動子
もしくはし１定子に発生する屈曲モードの定在波と捻り
モードの振動との同時組合せによって得られるように構
成したから、振動子に発生に発生した振動は定在波であ
りながらその振動の腹は楕円運動をするので、振動子面
に圧着された物体との間に強力な回転トルクを発生させ
ることができた。従って、従来知られていた進行波を利
用する場合はこれに伴う反射波の抑止などのために発生
効率が悪かったことと比較して、定在波の発生は簡羊で
あり、発生効率も高いので実用上の利点が大きいが、こ
とに本発明の定在波圧箆モータは駆動電圧が低く、モー
タのザ・ｆズも小型化でき体積あたりの出力を大きくと
れることなどの効果がある。
接触面間に超音波振動による摺動トルクを発生させ、駆
動力とする圧電モータにおいて、摺動トルクが、移動子
もしくはし１定子に発生する屈曲モードの定在波と捻り
モードの振動との同時組合せによって得られるように構
成したから、振動子に発生に発生した振動は定在波であ
りながらその振動の腹は楕円運動をするので、振動子面
に圧着された物体との間に強力な回転トルクを発生させ
ることができた。従って、従来知られていた進行波を利
用する場合はこれに伴う反射波の抑止などのために発生
効率が悪かったことと比較して、定在波の発生は簡羊で
あり、発生効率も高いので実用上の利点が大きいが、こ
とに本発明の定在波圧箆モータは駆動電圧が低く、モー
タのザ・ｆズも小型化でき体積あたりの出力を大きくと
れることなどの効果がある。
図はすべて本発明の実施例に係る電在波型モータを説明
するためのもので、第１図および第２図はそのモータに
用いるリング状趙音波振動子の底面図および正面図、第
３図および第４し１はそのモータに用いろ捻り結合子の
平面Ｕ；４ならびに正面図、第５図はそのモータに用い
る超音波振動子の正面図、第６図はそのモータの一部を
断面にした市面図である。 １・・・・・・リング、３１＋ ３ｔ ＃ ３３・・・
・・・支持脚、４・・・・・・円板、５１．５□、５．
・・・・・・歯状板、６．７・・・・・・圧電振動子。 ｔｒｉ ／ ＩＩ 第４図 笛５図
するためのもので、第１図および第２図はそのモータに
用いるリング状趙音波振動子の底面図および正面図、第
３図および第４し１はそのモータに用いろ捻り結合子の
平面Ｕ；４ならびに正面図、第５図はそのモータに用い
る超音波振動子の正面図、第６図はそのモータの一部を
断面にした市面図である。 １・・・・・・リング、３１＋ ３ｔ ＃ ３３・・・
・・・支持脚、４・・・・・・円板、５１．５□、５．
・・・・・・歯状板、６．７・・・・・・圧電振動子。 ｔｒｉ ／ ＩＩ 第４図 笛５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、 移動子を固定子に圧着し、両者の接触面間に超音
波振動による摺動トルクを発生させ駆動力とする圧電モ
ータにおいて、前記摺動トルクが移動子もしくは固定子
に発生する屈曲モードの定在波と捻りモードの振動との
組合せＫよって得られるように構成されていることを特
徴とする定在波型圧電モータ０ ２８ 特許請求の範囲第１項記載において、前記摺動ト
ルクが、移動子もしくは固定子のうち少なくとも一方は
リング状の振動子であり、その厚み方向に屈曲する振動
の定在波とリングを円内方向に捻じる振動とが共存する
ことな特徴とする定在波型圧電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002724A JPS60148387A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | 定在波型圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59002724A JPS60148387A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | 定在波型圧電モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148387A true JPS60148387A (ja) | 1985-08-05 |
Family
ID=11537255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59002724A Pending JPS60148387A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | 定在波型圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60148387A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885499A (en) * | 1988-02-12 | 1989-12-05 | Ngk Spark Plug Co., Inc. | Ultrasonic driven type motor |
| US4933590A (en) * | 1988-03-11 | 1990-06-12 | Nec Corporation | Ultrasonic motor |
| US5025186A (en) * | 1989-06-26 | 1991-06-18 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
| US5055732A (en) * | 1988-04-05 | 1991-10-08 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor |
| US5099167A (en) * | 1989-03-07 | 1992-03-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| US5162692A (en) * | 1986-10-26 | 1992-11-10 | Olympus Optical Company Limited | Ultrasonic oscillator and ultrasonic motor using the same |
| US5347192A (en) * | 1985-08-05 | 1994-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
-
1984
- 1984-01-12 JP JP59002724A patent/JPS60148387A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5347192A (en) * | 1985-08-05 | 1994-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| US5162692A (en) * | 1986-10-26 | 1992-11-10 | Olympus Optical Company Limited | Ultrasonic oscillator and ultrasonic motor using the same |
| US4885499A (en) * | 1988-02-12 | 1989-12-05 | Ngk Spark Plug Co., Inc. | Ultrasonic driven type motor |
| US4933590A (en) * | 1988-03-11 | 1990-06-12 | Nec Corporation | Ultrasonic motor |
| US5055732A (en) * | 1988-04-05 | 1991-10-08 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor |
| US5099167A (en) * | 1989-03-07 | 1992-03-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| US5025186A (en) * | 1989-06-26 | 1991-06-18 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
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