JPS63124779A - 振動モータ - Google Patents

振動モータ

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JPS63124779A
JPS63124779A JP61268276A JP26827686A JPS63124779A JP S63124779 A JPS63124779 A JP S63124779A JP 61268276 A JP61268276 A JP 61268276A JP 26827686 A JP26827686 A JP 26827686A JP S63124779 A JPS63124779 A JP S63124779A
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JP
Japan
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stator
rotor
elastic body
ultrasonic motor
moving body
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JP61268276A
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Kei Ikeda
圭 池田
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Nikon Corp
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    • 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

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】 A、産業上の利用分野 本発明は、弾性体に形成される進行性振動波によりその
弾性体に加圧接触された移動体を駆動する超音波モータ
に関する。
B、従来の技術 この種の超音波モータの基本構成は、例えば第3図(a
)及びそのb−b線断面図である第3図(b)に示すよ
うに、輪帯状の弾性体1と、この弾性体1に貼着された
電歪素子2と、輪帯状の移動体3とからなり、弾性体1
と移動体3とは図示しない弾性部材、例えばばねにより
互いに加圧されている。
電歪素子2に例えば交流信号を通電すると、弾性体1に
進行性振動波が形成される。ここで、第4図に示すよう
に弾性体1の表面の1つの点Aに着目すると、点Aは長
軸1a、短軸1bで表される長楕円状の軌跡を描く。こ
の結果、移動体3は弾性体1との摩擦力で進行性振動波
の進行方向(矢印N)と逆方向(矢印M)に回転駆動さ
れる。
このように、超音波モータの駆動原理は摩擦接触を前提
としたものであるため1弾性体1と移動体3との間にあ
る一定の押圧力を加えつつ移動体3を回転駆動せしめて
いる。例えば特開昭60−210172号公報に開示さ
れた第5図に示す超音波モータでは、圧縮ばねにより両
者を加圧している。
第5図において、この超音波モータは、環状のステータ
11と、このステータ11の裏面に接着される電歪素子
12と、ステータ11に形成される進行性振動波により
回転駆動されるロータ13と、ステータ11を保持する
振動吸収体14と、スラストベアリング15を介してロ
ータ13をステータ11に加圧するばね16と、これら
を支持する支持部材17と、ケースカバー18とから成
る。
上記の構成にてステータ11には電歪素子12により進
行性振動波が形成され、ばね16にてステータ11に加
圧されるロータ13は上記進行性振動波により駆動され
回転する。
また、他の従来例としては、第6図に示すような超音波
モータが知られている。この超音波モータは、環状のス
テータ21の内周面に電歪素子23を貼着し、外周面に
半割れのロータ22を密着して設け、各ロータ22の耳
22a間にばね24を張設してステータ21とロータ2
2とを加圧接触したものである。この超音波モータの動
作原理は第5図に示したものと同様である。
C0発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第5図に示した構成による超音波モータ
においては、ロータ13の上側から圧縮    ・コイ
ルばね16で加圧するため、回転軸方向に厚みのある構
造となり小型化しに<<、またばね16等の加圧装置が
必須であった。更に、第6図に示したものについても、
ロータ22の外側に耳22aとばね24とを設ける必要
があり、やはり小型化しにくく、かっばね24等の加圧
装置が必須であった。
本発明の目的は、弾性体または移動体自身の持つ復元力
により弾性体と移動体とを加圧接触せしめるようにして
上述の問題点を解決した超音波モータを得ることにある
D1問題点を解決するための手段 一実施例を示す第1図により本発明を説明すると、本発
明に係わる超音波モータは、進行性振動波が形成される
弾性体31と、この弾性体31に加圧接触され進行性振
動波により駆動される移動体32とを有する。そして、
上述の問題点は、弾性体31および移動体32のいずれ
か一方の材質及び形状を、該一方の部材が自身の持つ復
元力によって他方の部材に対して加圧接触しうるように
選択し構成することにより解決される。
E0作用 弾性体31および移動体32のいずれか一方の部材が自
身の持つ復元力によって他方の部材に対して加圧される
。この加圧力によって、弾性体31と移動体32とが加
圧接触され、この結果、弾性体31に形成される進行性
振動波により移動体32が駆動される。
F、実施例 一第1の実施例− 第1図は本発明の第1の実施例を示す分解斜視図であり
、この超音波モータ30は、円筒状のステータ(弾性体
)31と、このステータの内周面に貼着された電歪素子
33と、ステータ31の外周面に密着して設けられるロ
ータ(移動体)32とから成る。このロータ32は形状
記憶合金で形成され、その内径りは、ステータ31の外
径dより若干小さい径にて形状が記憶された後、変態温
度以下の条件下で外力をかけ、降伏点を越える塑性変形
によって内径りをステータ31の外径dより若干大きい
径になるまで変形させ、この状態でロータ32をステー
タ31に組み込む。しかる後に、ロータ32を変態点温
度以上になるまで加熱する。これによりロータ32は、
最初記憶された径りに収縮しようとするから、その回復
応力によりステータ31とロータ32との間に加圧力が
生じる。
電歪素子33に周期電圧を印加してステータ31に進行
性振動波を形成すると、その進行性振動波によりロータ
32が回転駆動される。
形状記憶合金は一般の金属とは性質が異なり、降伏点を
越えて曲げを加えてもその外力を除いた後加熱すること
によって元の形状に戻る性質(形状記憶効果と呼び擬弾
性の一種)をもっている。
この形状記憶合金の形状回復時の回復応力は。
Ni−Ti系の場合5最大30kg/mrrfと非常に
強く、また形状回復量も最大6%と比較的大きい。
しかも他の機械的特性は他の鉄系金属とほぼ同じで、特
に超音波モータのロータに求められる剛性(ヤング率)
、硬度、引っ張り強さなどは他の鉄系金属と同じで耐食
性も良好であるので、この実施例のように、形状記憶効
果を使った組立性の良い、しかも小型の超音波モータを
提供することができる。なお、Ni−Ti系の形状記憶
合金の変態点温度は、−10℃〜100℃の範囲で設定
できるので変態点温度を常温以下に設定することにより
、常温時に上記回復応力を発生させることができる。
一部2の実施例− 第2図は第2の実施例を示し、一部を破断した分解斜視
図である。
この超音波モータ40は、円環状のステータ41と、こ
のステータ41の裏面に貼着された電歪素子43と、ス
テータ41の表面に載置される本体42aおよび本体4
2aからの内周縁からな歪素子43を押圧するように形
成されたばね部42bから成るロータ42とで構成され
る。
このロータ42は形状記憶合金で形成され、ロータ42
のばね部42bは図示実線の形状にてその形状が記憶さ
れた後、変態温度以下の条件下で外力をかけ、降伏点を
越える塑性変形によって2点鎖線42b′の形状に変形
し、この状態にて、ばね部42b′をステータ41に挿
通してロータ本体42aをステータ41の表面に載置固
定する。
しかる後に、ロータ42を変態点温度以上になるまで加
熱する。これによりロータ42のばね部42b′は、最
初記憶された実線で示す42bの形状まで変形しようと
するから、ロータ42とステータ41との間にその回復
応力により加圧力が加えられる。
この超音波モータの動作は第1の実施例と同様であり説
明は省略する。
なお、以上の2実施例ではロータを形状記憶合金で形成
したが、ステータを形状記憶合金で形成してもよい。ま
た、形状記憶合金を用いず、通常の鉄系金属材料にてロ
ータやステータを形成してもよい。この場合、第1の実
施例においては、焼ばめや圧入等により、ロータをステ
ータの外周面に密着嵌合し、その締め付は力によりステ
ータとロータ間に加圧力を得る。また、第2の実施例に
おいては、第2図に示すようにロータ42の底面42c
とばね部42bの表面42dとの間の寸法を、ステータ
41の厚みと電歪素子43の厚みの和よりも小さくして
おき、ロータ42の底面42Cとばね部42bの表面4
2dとの間にステータ41と電歪素子43を挟持し、ス
テータ41とロータ42とを互いにを加圧せしめる。
なお、形状記憶合金を用いる場合、その変態点温度を適
切に設定することにより、ある温度以下になると弾性体
と移動体との加圧力が小さくなリモータが回転しないよ
うにすることもできる。
G0発明の効果 本発明によれば、弾性体および移動体のいずれか一方の
部材が自身の持つ復元力によって他方の部材に対して加
圧され、この加圧力によって、弾性体と移動体とが加圧
接触されるようにしたので。
超音波モータの小型化に寄与するとともに、構成が簡素
化され原価低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の2実施例を説明するもの
で、第1図は第1の実施例を示す分解斜視図、第2図は
第2の実施例を一部を破断して示す斜視図である。 第3図〜第6図は従来例を説明するもので、第3図(a
)は超音波モータの平面図、第3図(b)はそのb−b
線断面図、第4図は原理図、第5図は従来例の縦断面図
、第6図は同じ〈従来例を示す斜視図である。 31.41:ステータ 32.42:ロータ 33.43:電歪素子 特許出願人  日本光学工業株式会社 代理人弁理士   永 井 冬 紀 第1図 第2図− (11)、)       第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)進行性振動波が形成される弾性体と、この弾性体と
    加圧接触され前記進行性振動波により駆動される移動体
    とを有する超音波モータにおいて、 前記弾性体および移動体のいずれか一方の材質及び形状
    を、該一方の部材が自身の持つ復元力によって他方の部
    材に対して加圧接触しうるように選択し構成したことを
    特徴とする超音波モータ。 2)前記弾性体および移動体のうち復元力を得るように
    形成されるものを形状記憶合金にて形成したことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の超音波モータ。
JP61268276A 1986-11-11 1986-11-11 振動モータ Expired - Lifetime JP2569507B2 (ja)

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EP0470378A2 (de) * 1990-08-08 1992-02-12 Robert Bosch Gmbh Schwingungsmotor
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