JPS62100180A - 超音波モ−タ - Google Patents

超音波モ−タ

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Publication number
JPS62100180A
JPS62100180A JP60240281A JP24028185A JPS62100180A JP S62100180 A JPS62100180 A JP S62100180A JP 60240281 A JP60240281 A JP 60240281A JP 24028185 A JP24028185 A JP 24028185A JP S62100180 A JPS62100180 A JP S62100180A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
elastic
ultrasonic motor
vibrating body
hardness
Prior art date
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Pending
Application number
JP60240281A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Endo
晃 遠藤
Nobutoshi Sasaki
佐々木 信俊
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.)
Marcon Electronics Co Ltd
Original Assignee
Marcon Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marcon Electronics Co Ltd filed Critical Marcon Electronics Co Ltd
Priority to JP60240281A priority Critical patent/JPS62100180A/ja
Priority to US06/867,229 priority patent/US4736129A/en
Publication of JPS62100180A publication Critical patent/JPS62100180A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H02N2/007Materials

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】 [発明の技術分野] この発明は圧電振動子を利用した超音波モータに関する
[発明の技術的前頭とその問題点] 超音波モータは第9図に構成図を示すように圧電振動子
(1)によって弾性振動体(2)に振動を与えると、該
弾性振動体(2)には弾性波(3)が発生し矢印方向に
弾性振動体(2)表面上を伝搬してゆく。このとき、弾
性振動体(2)表面の質点における弾性波(3)は第1
0図に示すように縦振幅と横振幅を持つ楕円運動(4)
を行っており、−り記矢印へ方向に伝搬する場合は反時
計方向に回転している。この弾性波(3)は1波長毎に
頂点(5)を有しており弾性振動体(2)に摺動体(6
)を加圧接触させると、摺動体(6)は弾性波の頂点(
5)のみで弾性振動体(2)に接するから、楕円運動(
4)により摩擦力を得て矢印方向、すなわち弾性波(3
)の伝搬方向と逆方向に移動する。通常第10図の原理
からなる直線型の超音波モータでは圧電振動子(1) 
ハB a T i 03やPZTなどの圧電ゼラミッり
、弾性振動体(2)は金属またはプラスデックなどから
なる。
また第11図に分解図、第12図に正面図を示す超音波
モータは回転運動を行うもので、弾性振動体(12)に
−波長の弾性波が乗るように圧電振動子(11a)にv
1=v。sinω【なる電圧を供給し、電圧振動子(1
1b)にVlと90°位相を変えたV2=VoCO3ω
t1圧電振動子(IIC)にはさらに90°位相を変え
たV3−−voSinω【、圧電振動子(11d)には
(11c)よりさらに90°位相を変えたV4=−Vo
CO3ω【なる電圧を加え、各圧′Fi娠動子を駆動す
ることにより前記弾性振動体(12)に加圧接触させた
摺動体(16)が、回転運動を行うことになる。
このJ:うな直線型や回転型の超音波モータにおいては
、弾性波の伝搬効率を高めるため、弾性振動体(2)(
12)には高ヤング率を有する金属などが使用される場
合が多い。しかし、たとえば活動体((i)(1G)に
金属を使用し、弾性振動体(2)(12)に直接接触さ
せて駆動力を得ようとすると、弾性波の振動や摩擦力が
騒き、熱などに変り実用的でなく、前記騒音などをなく
すために防振材を用いると、この防振材が弾性波の振1
fJJ iJ3よび摩擦力を吸収してしまって十分な駆
動力を得ることができない問題点がある。
このように弾性振動体と該振動体に加圧させる物体との
接触部の材質は実際の使用に際し著しいるす約を受1ブ
るのが実状である。
[発明の目的] この発明は適宜な硬度範囲を有するJ? III Uを
用いることにより、トルクが大きく高速、しかも摩擦音
が小さく、耐久性に優れた超音波モータを提供すること
を目的としたものである。
[発明の概要] この発明になる超音波モータは、圧電振動子を具備した
弾性振動体と、該弾性振動体に加圧接触させた物体とを
具備し、前記圧電振動子を駆動して前記弾性振動体上に
弾性波を誘起させて該弾性振動体に加圧接触させた物体
または弾性振動体自体を動作させる超音波モータにJ5
いて、匍記弾性振動体に加圧接触させた物体の当接部を
ロックウェル硬度R形で40〜120のゴムおよびこれ
らの共重合体から形成してあることを特徴とするもので
ある。
[1!明の実施例] 実施例1 回転型の超音波モータの実施例について述べる。
第1図に正断面図、第2図に分解図を示すように、駆動
力を外部に伝えるためのシャフト(21)と一体の活動
体(22)は、大きなトルクを要求されるものについて
は剛性、耐久性、加工性などを考慮し金属を用いるのが
一般的である。また該摺動体(22)に取着して一体と
した摩擦材(23)を介して接触した弾性振動体(24
) (外径60#、内径50 IIa)はジュラルミン
などの金属からなり、該弾性振動体(24)には圧電振
動子(25) (P 2丁を使用)を取付ける。前記摩
擦材(23)は弾性振動体(24)と該弾性振動体(2
4)に加圧接触させた物体、ずなわら摺動体(22)と
の当接部を構成し、ロックウェル硬度R形で40〜12
0の硬度を有するゴム、たとえばCRからなる。そして
、前記圧電振動子(25)に接して配されたアブソーバ
(26)は、圧電振動子(25)の振動をケース(27
)、封口W (28)などに伝えないためのものである
。なお、(29)(30)はベアリング、(31)は取
付台、(32)はさらばねである。摩擦材(23)にC
Rを用いこれらを組立て第1図に示ずような超音波モー
タを作製し、I!jrM材(23)として用いたCRの
硬度(ロックウェル硬度R形)を変えたときの該超音波
モータの駆l1IJ電圧に対する活動体(22)の回転
数を第3図に、駆動電圧に対するトルク特性を第4図に
示す。また第5図には超音波モータの駆動電圧が20V
の場合のeta材(23)硬度(Oツクウェル硬度R形
)に対するrfAe体(22)の回転数を摩擦材(23
)として使用した材料別に示した。曲線(八)はCR,
(B)はEPPM、(C)はSBR,(D)はSBR+
BRからなるものである。
第6図には、同様条件におけるトルク特性を示した。以
上述べたように回転数、トルクの両特性から超音波モー
タとして使用可能なのはロックウェル硬度R形で40〜
120であり30では回転数トルク特性とも低下する。
また120を超えるものは動作時に騒音を発し、125
ではトルク特性が低下する。この傾向は実施例に摩擦材
として使用したCR,SBR,EPPM、SBRとBR
だ【ノでなく、これらの共重合体やこれらを2種以上混
合したものからなるものでも同様であることを確認した
。そして、構成として第1図、第2図に示した実施例で
は摩擦材(23)を摺動体(22)に取着して一体化し
た場合について述べたが、1駆動体(22)と弾性振動
体(24)との間に介挿したのみでもよく5、弾性振動
体に取f=Jけた構成でも同様の効果を1qることがで
きる。
実施例2 直線型の超音波モータの実施例について述べる。
第9図に示した構成において弾性振動体を5fNI40
黄銅とし、該弾性振動体の両端に2個のPZT圧電圧電
子動子着し、摺動体にアルミニウムを用い、該アルミニ
ウムに摩擦材を固定し、該摩擦材が前記PZTの取付方
向を両側から挟み込むように弾性振動体に取着する。こ
のような構成からなる直線型超音波モータの圧電振動子
に200Vの電圧を印加したときの摺動体の硬度と移動
速度との関係を材料別に表したものを第7図に、また同
様に硬度と(りられる推力との関係を第8図に示す。な
J3、摩擦材の材料は前記実施例1に示したと同様のも
のを用いた。そして圧電蛋動子には200Vの電圧を印
加した場合について述べたが、印加電圧を変えると、摺
動体の移動速度は印加された電圧にほぼ比例して変化す
る。第7図、第8図の結果から明らかなように直線型超
音波[−タにJ5G八でも、回転型の場合と同様、ri
p 10月どして使用した材料によって若干のばらつき
はあるもののロックウェル硬度R形で40〜1201f
i摺動体の移動速度および推力が大きい良好な結果を示
す。なお、実施例1および実施例2に用いた摩i!3!
材以外のNR,BR,NBR,EPM、アクリルゴムな
どのジエンゴムまたはシリコーン系ゴム、フッ素系ゴム
、ウレタン系ゴムなどの非ジエンゴムなと、およびこれ
らの共重合体からなるものでも同様の効果を1qること
かできる。
[発明の効果] この発明によればロックウェル硬度R形40〜120の
硬度範囲を有するゴムを用いることによって、摩擦材の
物性の変化、騒音、耐久性を解決した超音波モータを1
9ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明になる回転型超音波モータの実
施例を示し、第1図は超音波モータの構成を示す正断面
図、第2図は第1図に示した超音波モータの分解図、第
3図は超音波モータの駆動電圧に対する摺動体の回転数
を示す曲線図、第4図は同じく駆動電圧に対する摺動体
のトルク特性を示す曲線図、第5図は摩擦材硬度と摺動
体の回転数との関係を示す曲線図、第6図は同じく摩擦
材硬度と摺動体のトルク特性との関係を示す曲線図、第
7図〜第8図は本考案になる直線型超音波モータの実施
例を示し、第7図は摩擦材硬度と摺動体の移動速度との
関係を示す曲線図、第8図は同じ<S振材硬度と推力と
の関係を示ず曲線図、第9図は直線型超音波モータの構
成図、第10図は超音波モータの動作原理を示す説明図
、第11図は従来の回転型超音波モータを示す分解図、
第12図は第11図に示した超音波モータの正面図であ
る。 (22)・・・・・・店初体    (23)・・・・
・・ffJ擦材(24)・・・・・・弾性振動体  (
25)・・・・・・圧電振動子(21)・・・・・・ケ
ース    (2B)・・・・・・封口品持  許  
出、 願  人 マルコン電子株式会社 胸音う友モータの正J咋面凹 第1図 超音波モータり分解回 第2図 第3図 第4図 第5図 第6E 第7図 第8図 直線S!超音う良モータの楕庭′l 第9図 第10図 第12図 手  続  補  正  書    (自発)昭和60
年11月19日 昭和60年10月25日提出の特許前(2)2、発明の
名称 超音波モータ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 山形県長井市幸町1番1号 電話 長井(0238)84−2131 (大代表)郵
便番号   993 自発的 6、補正の内容 (1)明細書1頁の特許請求の範囲を別紙のとおり補正
する。 (2)明細書6頁15行「(B)はEPPM、Jとある
を「(B)はEPDM、Jと補正する。 (3)明細書7頁4行rEPPM、JとあるをrEPD
M、Jと補正する。 以  上 2、特許請求の範囲 (1)圧電振動子を具備した弾性振動体と、該弾性振動
体に加圧接触させた物体とを具備し、前記圧電振動子を
駆動して前記弾性振動体上に弾性波を誘起させて該弾性
振動体に加圧接触させた物体または弾性振動体自体を動
作させる超音波モータにおいて、前記弾性振動体に加圧
接触させた物体の当接部をロックウェル硬度R形で40
〜120のゴムおよびこれらの共重合体から形成してあ
ることを特徴とする超音波モータ。 (2)ゴムがNR,SBR,BR,CR,NBR。 EPM、EPDM、アクリルゴムなどのジエンゴム、ま
たはシリコーン系ゴム、フッ素系ゴム。 ウレタン系ゴムなどの非ジエンゴムからなることを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項記載の超音波モータ。 手  続  補  正  書    (自発)昭和60
年11月22日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)圧電振動子を具備した弾性振動体と、該弾性振動
    体に加圧接触させた物体とを具備し、前記圧電振動子を
    駆動して前記弾性振動体上に弾性波を誘起させて該弾性
    振動体に加圧接触させた物体または弾性振動体自体を動
    作させる超音波モータにおいて、前記弾性振動体に加圧
    接触させた物体の当接部をロックウェル硬度R形で40
    〜120のゴムおよびこれらの共重合体から形成してあ
    ることを特徴とする超音波モータ。
  2. (2)ゴムがNR、SBR、BR、CR、NBR、EP
    M、EPPM、アクリルゴムなどのジエンゴム、または
    シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム、ウレタン系ゴムなど
    の非ジエンゴムからなることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の超音波モータ。
JP60240281A 1985-05-30 1985-10-25 超音波モ−タ Pending JPS62100180A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60240281A JPS62100180A (ja) 1985-10-25 1985-10-25 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
JP60240281A JPS62100180A (ja) 1985-10-25 1985-10-25 超音波モ−タ

Publications (1)

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JPS62100180A true JPS62100180A (ja) 1987-05-09

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ID=17057152

Family Applications (1)

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JP60240281A Pending JPS62100180A (ja) 1985-05-30 1985-10-25 超音波モ−タ

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JP (1) JPS62100180A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62126877A (ja) * 1985-11-27 1987-06-09 Canon Inc 振動波モ−タ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59110388A (ja) * 1982-12-15 1984-06-26 Canon Inc 振動波モ−タ

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