JPS61277382A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPS61277382A JPS61277382A JP60117956A JP11795685A JPS61277382A JP S61277382 A JPS61277382 A JP S61277382A JP 60117956 A JP60117956 A JP 60117956A JP 11795685 A JP11795685 A JP 11795685A JP S61277382 A JPS61277382 A JP S61277382A
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- JP
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- vibrating body
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- oscillation
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- Pending
Links
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- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 abstract description 2
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
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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
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/08—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
-
- 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
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0065—Friction interface
- H02N2/007—Materials
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】
［発明の技術分野］
本発明は圧電撮動子による振動を利用した超音波モータ
、特に弾性振動体に弾性波を発生させこれにより、これ
に圧接された物体または弾性振動体自体を駆動する超音
波モータに係る。
、特に弾性振動体に弾性波を発生させこれにより、これ
に圧接された物体または弾性振動体自体を駆動する超音
波モータに係る。
［発明の技術的背景とその問題点］
超音波モータは摺動体と固定体とを有する。而して、前
記の摺動体、固定体の少くとも何れが一方は、１個また
は複数個の圧電振動子または圧電振動子を有する振動体
を有しており、圧電振動子を駆動することにより弾性波
を発生させ、この弾性波により摺動体を摩擦駆動する。
記の摺動体、固定体の少くとも何れが一方は、１個また
は複数個の圧電振動子または圧電振動子を有する振動体
を有しており、圧電振動子を駆動することにより弾性波
を発生させ、この弾性波により摺動体を摩擦駆動する。
第３図は上記説明した超音波モータの原理を示す。この
図において、１は弾性振動体（この場合は固定体）、２
はこれに加圧接触された物体（この場合には摺動体）と
する。圧電振動子により弾性振動一体１に振動を与える
と、弾性振動体１には弾性波が発生し、矢符Ａのように
弾性振動体表面を伝搬していく。
図において、１は弾性振動体（この場合は固定体）、２
はこれに加圧接触された物体（この場合には摺動体）と
する。圧電振動子により弾性振動一体１に振動を与える
と、弾性振動体１には弾性波が発生し、矢符Ａのように
弾性振動体表面を伝搬していく。
弾性振動体１表面の質点における弾性波は、縦振幅と横
振幅を持つ楕円運１Ｆｌ１３を行っており、弾性波が矢
符Ａの方向に伝搬している場合、楕円運動はそれに逆ら
う方向、つまり反時計方向の回転をている。この弾性波
は１波長毎に頂点４を有しており、弾性振動体１に圧接
された摺動体２は前記の頂点のみで弾性振動体１に接す
るために、質点の楕円運動により摩擦力を受けて弾性波
の伝搬方向とは逆の方向すなわち矢符Ｂの方向に移動す
る。
振幅を持つ楕円運１Ｆｌ１３を行っており、弾性波が矢
符Ａの方向に伝搬している場合、楕円運動はそれに逆ら
う方向、つまり反時計方向の回転をている。この弾性波
は１波長毎に頂点４を有しており、弾性振動体１に圧接
された摺動体２は前記の頂点のみで弾性振動体１に接す
るために、質点の楕円運動により摩擦力を受けて弾性波
の伝搬方向とは逆の方向すなわち矢符Ｂの方向に移動す
る。
第３図と同一部分には同一符号を付した第４図は、上記
の原理に基き構成されたリニア型超音波モータを示す。
の原理に基き構成されたリニア型超音波モータを示す。
角棒状の弾性振動体１は金属、プラスチック等の弾性材
料からなり、この弾性振動体１の両端にはＢａＴｉＯ３
やＰＺＴ等の圧電セラミックからなる圧電振動子５ａ
、５ｂが装着されている。また、弾性振動体１には摺動
体２が加圧接触されている。
料からなり、この弾性振動体１の両端にはＢａＴｉＯ３
やＰＺＴ等の圧電セラミックからなる圧電振動子５ａ
、５ｂが装着されている。また、弾性振動体１には摺動
体２が加圧接触されている。
上記構成の従来のリニア型超音波モータにおいて、例え
ば圧電振動子５ａを駆動すると、弾性波６は弾性振動体
上を圧電振動子５ａから圧電振動子５ｂの方向に伝搬す
る。すると、摺動体２は前記の伝搬方向とは逆の矢符Ｃ
の方向に移動する。
ば圧電振動子５ａを駆動すると、弾性波６は弾性振動体
上を圧電振動子５ａから圧電振動子５ｂの方向に伝搬す
る。すると、摺動体２は前記の伝搬方向とは逆の矢符Ｃ
の方向に移動する。
また、逆に圧電振動子５ｂを駆動した場合には、摺動体
２は前記の移動方向とは逆の矢符りの方向に移動する。
２は前記の移動方向とは逆の矢符りの方向に移動する。
第３図、第４図と同一部分には同一符号を付した第５図
、第６図は従来の回転型超音波モータを示す。この超音
波モータでは、弾性振動体１は薄板ｌとされ、前記の例
における摺動体に相当する回転体２は円板状とされてい
る。また、圧電振動子７ａ〜７ｄは扇面状とされ、弾性
振動体１の下面に９０度間隔で取付けられている。さら
に、弾性振動体１の上面には回転体２が圧接されている
。
、第６図は従来の回転型超音波モータを示す。この超音
波モータでは、弾性振動体１は薄板ｌとされ、前記の例
における摺動体に相当する回転体２は円板状とされてい
る。また、圧電振動子７ａ〜７ｄは扇面状とされ、弾性
振動体１の下面に９０度間隔で取付けられている。さら
に、弾性振動体１の上面には回転体２が圧接されている
。
而して、圧電振動子７ａには、
Ｖ＋ ＝Ｖｏ Ｓ！ｎωｔ
なる電圧を印加し、圧電振動子７ｂには、位相を９０度
変えた Ｖｚ ＝Ｖｏ ＣＯ３ωｔ なる電圧を、圧電振動子７Ｃにはさらに９０度位相を変
えた Ｖ３＝−Ｖｏｓｉｎωｔ なる電圧を、圧電振動子７ｄにはさらに９０度位相を変
えた Ｖａ＝−ＶＯＣＯＳωｔ なる電圧をそれぞれ印加し、各圧電振動子７ａ〜７ｄを
駆動する。
変えた Ｖｚ ＝Ｖｏ ＣＯ３ωｔ なる電圧を、圧電振動子７Ｃにはさらに９０度位相を変
えた Ｖ３＝−Ｖｏｓｉｎωｔ なる電圧を、圧電振動子７ｄにはさらに９０度位相を変
えた Ｖａ＝−ＶＯＣＯＳωｔ なる電圧をそれぞれ印加し、各圧電振動子７ａ〜７ｄを
駆動する。
上記のようにして弾性振動体１には１波長の弾性波が乗
せられ、回転体２は回転する。
せられ、回転体２は回転する。
前記のリニア型、回転型の何れの超音波モータにあって
も、弾性波の伝搬効率を高めるため弾性振動体の材料と
して高ヤング率の金属等を使用することが多く、弾性撮
動体１に圧接させる摺動体、回転体２の材料を金属等と
した場合、弾性波による振動および摩擦力が騒音および
熱等に変化し実用性に欠ける欠点がある。
も、弾性波の伝搬効率を高めるため弾性振動体の材料と
して高ヤング率の金属等を使用することが多く、弾性撮
動体１に圧接させる摺動体、回転体２の材料を金属等と
した場合、弾性波による振動および摩擦力が騒音および
熱等に変化し実用性に欠ける欠点がある。
また、前記の騒音を防止するため、弾性振動体１、摺動
体、回転体２の何れか一方または双方の摩擦面にゴムシ
ートを張付けたりすると、弾性波の振動および摩擦力が
ゴムシートに吸収され、十分な駆動力を得ることはでき
ない。
体、回転体２の何れか一方または双方の摩擦面にゴムシ
ートを張付けたりすると、弾性波の振動および摩擦力が
ゴムシートに吸収され、十分な駆動力を得ることはでき
ない。
上記から分るように弾性振動体１と摺動体、回転体２と
の接触部の材質は実際の使用に際して著しい制約を受け
る。
の接触部の材質は実際の使用に際して著しい制約を受け
る。
［発明の目的］
本発明は上記の事情に基づきなされたもので、大トルク
、高スピードで運転することができ、しかも低騒音で熱
発生が少く、耐久性に富む超音波モータを得ることを目
的としている。
、高スピードで運転することができ、しかも低騒音で熱
発生が少く、耐久性に富む超音波モータを得ることを目
的としている。
［発明の概要］
本発明の超音波モータは、金属またはプラスチック等の
弾性体からなり圧電振動子を有する弾性振動体と、この
弾性振動体に加圧接触させた物体とを具え、前記圧電振
動子により前記弾性振動体上に弾性波を誘起させ、前記
物体または前記弾性振動体自体を摺動させるものにおい
て、前記物体の前記弾性撮動体との対向面にスプリング
式硬度Ａ型で１００未満で９４をこえる硬度の材料から
なる摩擦板を装着したことを特徴とする。
弾性体からなり圧電振動子を有する弾性振動体と、この
弾性振動体に加圧接触させた物体とを具え、前記圧電振
動子により前記弾性振動体上に弾性波を誘起させ、前記
物体または前記弾性振動体自体を摺動させるものにおい
て、前記物体の前記弾性撮動体との対向面にスプリング
式硬度Ａ型で１００未満で９４をこえる硬度の材料から
なる摩擦板を装着したことを特徴とする。
［発明の実施例］
第３図乃至第６図と同一部分には同一符号を付した第１
図は、本発明をリニア型の超音波モータに適用した一実
施例の、要部を拡大して示す斜視図である。この図にお
いて、弾性振動体１はジュラルミンの角棒であり、これ
に図示しないばね等により加圧接触された摺動体２は、
５４５Ｃ等の材料からなる摺動体本体２ａと、その弾性
振動体１との対向面に装着した摩擦板２ｂとを有する。
図は、本発明をリニア型の超音波モータに適用した一実
施例の、要部を拡大して示す斜視図である。この図にお
いて、弾性振動体１はジュラルミンの角棒であり、これ
に図示しないばね等により加圧接触された摺動体２は、
５４５Ｃ等の材料からなる摺動体本体２ａと、その弾性
振動体１との対向面に装着した摩擦板２ｂとを有する。
而して摩擦板２ｂの材料としては、Ｊ ＩＳＫ６３０１
に規定されているスプリング式硬度Ａ型（以下Ｊ ｌ５
Ａ）で１００未満で９４をこえる硬度を有する硬質ゴム
、プラスチック、ゴムおよびプラスチックを含む複合材
、および前記各種材料に例えば無機質粉末、繊維性物質
等の添加物を加えたもの等を使用する。
に規定されているスプリング式硬度Ａ型（以下Ｊ ｌ５
Ａ）で１００未満で９４をこえる硬度を有する硬質ゴム
、プラスチック、ゴムおよびプラスチックを含む複合材
、および前記各種材料に例えば無機質粉末、繊維性物質
等の添加物を加えたもの等を使用する。
このような摩擦板２ｂを有する摺動体２を使用して構成
した本発明のリニア型超音波モータにおいて、摺動体２
の速度、それに作用する推力および発生する振１．ＩＪ
（音圧レベル）と摩擦板２ｂの硬度との関係をそれら
を縦軸とし、ＪＩＳＡを横軸として第２図Ａ−Ｃに示し
た。なお、第２図Ａ〜Ｃには参考のため直配規定したＪ
ｒＳＡの範囲外の材料についても示されている。
した本発明のリニア型超音波モータにおいて、摺動体２
の速度、それに作用する推力および発生する振１．ＩＪ
（音圧レベル）と摩擦板２ｂの硬度との関係をそれら
を縦軸とし、ＪＩＳＡを横軸として第２図Ａ−Ｃに示し
た。なお、第２図Ａ〜Ｃには参考のため直配規定したＪ
ｒＳＡの範囲外の材料についても示されている。
第２図Ａにより、摺動体２の摩擦板２ｂがＪＩＳＡで９
４をこえるものが十分な速度を示し、９３程度以下から
摺動がなされないことがわかる。
４をこえるものが十分な速度を示し、９３程度以下から
摺動がなされないことがわかる。
また、同図Ｂによれば摩擦板２ｂの硬度がＪＩＳＡで９
４以下のものにあってはほとんど推力が得られず、リニ
アモータとして全く機能しないことがわかる。
４以下のものにあってはほとんど推力が得られず、リニ
アモータとして全く機能しないことがわかる。
なお、同図Ｃより、摩擦板２ｂの硬度がＪＩＳＡｌｏｏ
のものにあっては、運転時の騒音が激しく著しく実用性
に欠けることがわかる。
のものにあっては、運転時の騒音が激しく著しく実用性
に欠けることがわかる。
、本発明は上記実施例のみに限定されない。例えば、第
５図、第６図に示した回転型の超音波モータに適用して
も、前記実施例と同様の効果を奏することができる。
５図、第６図に示した回転型の超音波モータに適用して
も、前記実施例と同様の効果を奏することができる。
［発明の効果］
上記から明らかなように、本発明の超音波モータは、前
記の硬度範囲にある摩擦板を使用したので、摩擦音、振
動等の発生がなくなり、また摩擦板による伝搬効率の低
下がないので、大きなトルクまたは推力および高スピー
ドの超音波モータとすることができる。
記の硬度範囲にある摩擦板を使用したので、摩擦音、振
動等の発生がなくなり、また摩擦板による伝搬効率の低
下がないので、大きなトルクまたは推力および高スピー
ドの超音波モータとすることができる。
ことができる。
第１図は本発明一実施例の要部を拡大して示す斜視図、
第２図Ａ、Ｂ、Ｃは前記実施例の摺動体の速度、それに
作用する推力、発生する騒音の測定結果をそれらを縦軸
とし、摩擦板のＪＩＳＡを横軸として示すグラフ、第３
図はリニア型超音波モータの原理を説明するための模式
図、第４図は従来のリニア型超音波モータの概略正面図
、第５図は従来の回転・型超音波モータの要部を分解状
態で示す斜視図、第６図はその組立状態の概略正面図で
ある。
第２図Ａ、Ｂ、Ｃは前記実施例の摺動体の速度、それに
作用する推力、発生する騒音の測定結果をそれらを縦軸
とし、摩擦板のＪＩＳＡを横軸として示すグラフ、第３
図はリニア型超音波モータの原理を説明するための模式
図、第４図は従来のリニア型超音波モータの概略正面図
、第５図は従来の回転・型超音波モータの要部を分解状
態で示す斜視図、第６図はその組立状態の概略正面図で
ある。
Claims (1)
- 金属またはプラスチツク等の弾性体からなり圧電振動
子を有する弾性振動体と、この弾性振動体に加圧接触さ
せた物体とを具え、前記圧電振動子により前記弾性振動
体上に弾性波を誘起させ、前記物体または前記弾性振動
体自体を摺動させるものにおいて、前記物体の前記弾性
振動体との対向面にスプリング式硬度Ａ型で１００未満
で９４をこえる硬度の材料からなる摩擦板を装着したこ
とを特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117956A JPS61277382A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | 超音波モ−タ |
| US06/867,229 US4736129A (en) | 1985-05-30 | 1986-05-27 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60117956A JPS61277382A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | 超音波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61277382A true JPS61277382A (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=14724400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60117956A Pending JPS61277382A (ja) | 1985-05-30 | 1985-05-30 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61277382A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01187282A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | Kinjiyou Tategu Kogyo Kk | 自動開閉引戸 |
| JPH0518176Y2 (ja) * | 1987-10-20 | 1993-05-14 | ||
| US9331263B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-05-03 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric motor, drive unit, electronic part transfer apparatus, electronic part inspection apparatus, robot, and printer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110388A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-26 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
-
1985
- 1985-05-30 JP JP60117956A patent/JPS61277382A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110388A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-26 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518176Y2 (ja) * | 1987-10-20 | 1993-05-14 | ||
| JPH01187282A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | Kinjiyou Tategu Kogyo Kk | 自動開閉引戸 |
| US9331263B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-05-03 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric motor, drive unit, electronic part transfer apparatus, electronic part inspection apparatus, robot, and printer |
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