JPS6253184A - 超音波モ−タ - Google Patents

超音波モ−タ

Info

Publication number
JPS6253184A
JPS6253184A JP60192772A JP19277285A JPS6253184A JP S6253184 A JPS6253184 A JP S6253184A JP 60192772 A JP60192772 A JP 60192772A JP 19277285 A JP19277285 A JP 19277285A JP S6253184 A JPS6253184 A JP S6253184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elastic
ultrasonic motor
vibrator
vibrating body
contact
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.)
Pending
Application number
JP60192772A
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 JP60192772A priority Critical patent/JPS6253184A/ja
Priority to US06/867,229 priority patent/US4736129A/en
Publication of JPS6253184A publication Critical patent/JPS6253184A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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1 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
[発明の技術的背景とその問題点] 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)に振軸を与えると、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。このとぎ、弾
性振動体(2)表面の質点にJ31ノる弾性波(3)は
第10図に示すようにti1振幅と横振幅を持つ楕円運
動(4)を行っており、上記矢印へ方向に伝搬する場合
は反時計方向に同転している。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)に冶妨
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、ずなわち弾性
波(3)の伝搬方向と逆方向に移動する。通常第16図
のb;ミ理からなる直lit型の超音波モータでは圧電
撮動子(1)はB a T + 03やPZTなどの圧
電セラミック、弾性振動体(2)は金属またはプラスチ
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
  =VoSin ωtなる電圧を供給し、圧電振動子
(11b)にvlと90°位相を変えたv2=voCO
3ωを圧電振動子(11C) k:ハサらに90°位相
を変えたV  =−V。sinω[圧電振動子(11d
)には(11c)よりさらに90”位相を変えたV  
=−V。COSωしなる電圧を加え、合圧主振動子を駆
動覆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。
このような直線型や回転型の超音波モータに於いては、
弾性波の伝搬効率を高めるため、弾性振動体(21(1
2)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!!!1fII体(61(1
6)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
擦力が騒音、熱などに変り実用的でなく、前記騒音など
をなくすためにゴム等を用いると、このゴムが弾性波の
振動お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。
また、日本音響学会昭和60年度春季ω(究発表会の論
文集番号1−2−1.1−2−2.1−2−3には弾性
振動体と、これに加圧接触させる物体との当接部にビニ
ール、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ジュラコン
を用いた超音波モータが記載されている。これらはいず
れも熱可塑性樹脂であり、特にビニールは長時間の使用
や、高速・高回転で駆動した場合は摩擦による一発熱で
物性が著しく変るなどの問題点があり、初期特性を維持
できない欠点がある。また、ポリプロピレンに関しても
同様に熱による物性変化の問題があり、ポリカーボネー
トは繰返し荷重に弱く、弾性波の振動を長時間受ける場
合耐久性に欠ける。ジュラコンはrsm係数が著しく低
いために弾性波の8111力を十分に授受ぐきない問題
がある。このように弾性振動体と該撮動体に加圧させる
物体との接触部の材質は実際の使用に際し著しいa、I
I約を受けるのが実状である。
[発明の目的] この発明は適宜な硬度範囲を有する摩擦材を用いること
により、トルクが大ぎく高速、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1 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の熱硬化性樹脂およ
びこれらの共重合体またはこれらの混合物から形成して
あることを特徴とするものである。
[発明の実施例] 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図に分解図を示りように、駆動
力を外部に伝えるためのシャフト(21)と一体の摺動
体(22)は、大きなトルクを要求されるちのについて
は剛性、耐久性、加工性などを考広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11!IQ材(23)を介して接触した弾性振動体
(24) (外径60 am 、内径50 m >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)(PZT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(24)に加圧接触させた物体、すなわち摺動体(2
2)との当接部を構成し、ロックウェル硬度R形で40
〜120の硬度を有する熱硬化性樹脂およびこれらの共
重合体またはこれらの混合物からなる。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
M (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。am材(23)にエポキシ樹
脂を用いこれらを組立て第1図に示りような超音波モー
タを作製し、摩擦材(23)として用いたエポキシ樹脂
の硬度(ロックウェル硬度R形)を変えたときの該超音
波モータの駆動電圧に対する摺動体(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図に示ず
。また第5図には超音波モータの駆動電圧が20Vの場
合のrII擦材(23)硬度(0ツクウ工ル硬度R形)
に対する摺動体(22)の回転数をI’!擦材(23)
として使用した材料別に示し、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
Dツクウェル硬I!LR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エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂とシ
リコン樹脂の共重合体だけでなく、その他の熱硬化性樹
脂J3よび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
10(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、摺動体(22)と弾性振動体(2
4)との間に介挿したのみでもよく、(i!’性振動体
に取付けた構成でも同様の効果を得ることができる。
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51+III
口黄銅とし、該弾性振動体の両端に2個のPZT圧電振
動子を取着し摺動体にアルミニラ、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
方向を両側から挾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PZTに
200Vの電圧を印加したときの摺動体の摩擦材の硬度
と移e速度との関係を材料別に表したものを第7図に、
また同様に硬度と得られる推力との関係を第8図に示す
なお、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。モしてPZT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
モータにおいても、回転型の場合と同様、St*Uとし
て使用した材料によって若干のばらつきはある乙ののロ
ックウェル硬度R形で40〜120 /l(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。また第7
図、第8図に示したWJ擦材以外の熱硬化性樹脂および
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の結果を得られることを確認した。
[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1ullを有する熱硬化性樹脂からなるii!!!
uを用いることによって、l!?!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得ることができ
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ず正断面
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
を示ず曲線図、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Fj擦材硬瓜と摺動体の移動速度と
の関係を示す曲線図、第8図は同じく摩擦材硬度と推力
との関係を示す曲線図、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ず分解図
、第12図は第11図に示した超音波モータの1而図で
ある。 (22)・・・・・・摺動体    (23)・・・・
・・l!i!擦材(24)・・・・・・弾性振動体  
(25)・・・・・・圧電振動子(27)・・・・・・
ケース    (28)・・・・・・封口蓋時  許 
 出  願  人 マルコン電子株式会社 図面の溶芯(内容に変更なし) 超音波モータの正断面図 第1図 超音波モータの分解図 第2図 トルク[a−cmコ 一          〜 回転数[rpml 推力[Kgl 速度[Cm/、] El線型超音波モータの構成図 第9図 第10図 第11図 第12図 手  続  補  正  書    (方式)%式% 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 長月(0238)84−2131 (大代表)郵
便番号   993 図面仝図を別紙のどおり補正づ−る。 以  上 手  続  補  正  書    (自発)昭和60
年11月19日 賀

Claims (1)

    【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エル硬度R形で4
    0〜120の熱硬化性樹脂およびこれらの共重合体また
    はこれらの混合物から形成してあることを特徴とする超
    音波モータ。
JP60192772A 1985-05-30 1985-08-30 超音波モ−タ Pending JPS6253184A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60192772A JPS6253184A (ja) 1985-08-30 1985-08-30 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
JP60192772A JPS6253184A (ja) 1985-08-30 1985-08-30 超音波モ−タ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6253184A true JPS6253184A (ja) 1987-03-07

Family

ID=16296767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60192772A Pending JPS6253184A (ja) 1985-05-30 1985-08-30 超音波モ−タ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6253184A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034646A (en) * 1980-01-25 1991-07-23 Canon Kabushiki Kaisha Vibration motor
US5148075A (en) * 1990-03-28 1992-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven motor

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

Patent 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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5034646A (en) * 1980-01-25 1991-07-23 Canon Kabushiki Kaisha Vibration motor
US5148075A (en) * 1990-03-28 1992-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Vibration wave driven motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2925272B2 (ja) 振動波モータ
JPS58148682A (ja) 超音波振動を利用したモータ装置の駆動方法とモータ装置
JPS61224878A (ja) 振動波モ−タ−
DE60021726D1 (de) Ultraschallmotoren
JPS6253182A (ja) 超音波モ−タ
JPS6253184A (ja) 超音波モ−タ
CN108282106A (zh) 偏心旋转的压电陶瓷电机
CN207968351U (zh) 偏心旋转的压电陶瓷电机
US5942838A (en) Rotary motor driven by a piezoelectric composite laminate
JPS62107687A (ja) 超音波モ−タ
JPS60174074A (ja) 振動波モ−タ
JPS61277383A (ja) 超音波モ−タ
JPH0313839B2 (ja)
JPH055838Y2 (ja)
JPS62100180A (ja) 超音波モ−タ
JPS62118779A (ja) 超音波モ−タ
JPS62201077A (ja) 超音波モ−タ
JPS62201075A (ja) 超音波モ−タ
JPS62201076A (ja) 超音波モ−タ
JPH0315278A (ja) 超音波モータ
JPS62201073A (ja) 超音波モ−タ
JPS62196087A (ja) 超音波モ−タ
JPS59204479A (ja) 超音波モーター
JPS62155781A (ja) 超音波モ−タ
JPS61277382A (ja) 超音波モ−タ