JPH011482A - ultrasonic motor - Google Patents

ultrasonic motor

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Publication number
JPH011482A
JPH011482A JP62-154205A JP15420587A JPH011482A JP H011482 A JPH011482 A JP H011482A JP 15420587 A JP15420587 A JP 15420587A JP H011482 A JPH011482 A JP H011482A
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JP
Japan
Prior art keywords
vibration
rotor
ultrasonic
vibrating piece
vibrating
Prior art date
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Pending
Application number
JP62-154205A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS641482A (en
Inventor
均 吉田
祥治 山田
直人 岩尾
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.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP62154205A priority Critical patent/JPS641482A/en
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Publication of JPH011482A publication Critical patent/JPH011482A/en
Publication of JPS641482A publication Critical patent/JPS641482A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は超音波モーフに関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) This invention relates to ultrasonic morphs.

(従来の技術) 従来の超音波モータとしては、例えば第3.4図に示す
ように、超音波振動子l上に、ねしり振動子2がその脚
部2aにて接触配置されると共に、ねじり振動子2の円
盤部2b上に突設した梁状突起部2C上にはロータ3が
配置され、両者2,3を貫通するねじ4により振動子2
が振動可能に支持されると共に、ロータ3が回転可能に
支持され、ロータ3がばね5によってねじり振動子2に
圧接されたものがある。そして、超音波振動子lが第3
図のA方向へ縦振動されると、ねじり振動子2の円盤部
2bに曲げ振動が生じてその円盤部2bが同図のB方向
へ振動され、又、ねじり振動子2の梁状突起部2Cには
同図のC方向にねじり振動が生じ、その結果、ねじり振
動子2の突起部2Cが楕円軌跡Pに沿って振動され、そ
の振動に基づいてロータ3が回転されるようになってい
る。
(Prior Art) In a conventional ultrasonic motor, for example, as shown in FIG. 3.4, a torsion transducer 2 is disposed on an ultrasonic transducer l with its leg portion 2a in contact with the ultrasonic transducer l. A rotor 3 is disposed on a beam-shaped protrusion 2C protruding from the disk portion 2b of the torsional vibrator 2, and the vibrator 2 is attached by a screw 4 passing through both 2 and 3.
There is one in which the rotor 3 is rotatably supported, and the rotor 3 is pressed against the torsional vibrator 2 by a spring 5. Then, the ultrasonic transducer l is the third
When vertically vibrated in the direction A in the figure, bending vibration occurs in the disk portion 2b of the torsional vibrator 2, and the disk portion 2b is vibrated in the direction B in the figure. 2C generates torsional vibration in the direction C in the figure, and as a result, the protrusion 2C of the torsional vibrator 2 is vibrated along an elliptical locus P, and the rotor 3 is rotated based on the vibration. There is.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、従来の超音波モータでは、ロータ3の回転方
向が一方向に限定されて不便であるばかりでなく、ねじ
り振動子2とロータ3との接触点における楕円軌跡(楕
円の長径と短径の比)の変更が困難なために回転速度等
のモータ特性の制御が困難であり、しかも矢印A方向の
縦振動を発生させるために超音波振動子が大型化して、
モータ全体も大型化するという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional ultrasonic motor, not only is the rotational direction of the rotor 3 limited to one direction, which is inconvenient, but also the rotation direction of the rotor 3 is limited to one direction. It is difficult to control motor characteristics such as rotational speed because it is difficult to change the ellipse locus (ratio of major axis to minor axis of the ellipse), and the ultrasonic transducer is large in order to generate longitudinal vibration in the direction of arrow A. turned into
There was a problem that the entire motor also became larger.

(発明の目的) この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
であって、その目的は、ロータの回転方向や回転速度等
を任意に設定してモータの制御を容易に行うことができ
、しかも全体をコンパクトにすることが可能な超音波モ
ータを提供することにある。
(Object of the Invention) This invention was made to solve the above problems, and its purpose is to easily control the motor by arbitrarily setting the rotational direction and rotational speed of the rotor. An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that can perform the following functions and can be made compact as a whole.

(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、この発明においては、振
動片をモータ本体に振動可能に支持し、該振動片に互い
に異なる二方向の振動を独立に発生させると共にその複
合振動により前記振動片を楕円軌跡に沿って振動させる
複数の超音波振動素子を設け、前記振動片の振動によっ
て回転されるロータを前記振動片に接触配置するという
構成を採用している。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, a vibrating piece is supported in a motor body so as to be able to vibrate, and vibrations in two different directions are generated independently on the vibrating piece. a plurality of ultrasonic vibrating elements that vibrate the vibrating element along an elliptical locus by the combined vibration thereof, and a rotor rotated by the vibration of the vibrating element is disposed in contact with the vibrating element. There is.

(作用) 従って、この発明によれば、複数の超音波振動子により
、振動片に互いに異なる二方向の振動が独立に発生され
、その二方向の振動の複合振動によって振動片が楕円軌
跡に沿って振動され、振動片に接触配置されたロータが
回転される。そして、前記各超音波振動子の振動位相を
調整することにより、楕円軌跡の長径と短径の比が変更
されてロータの回転方向及び回転速度等が制御される。
(Function) Therefore, according to the present invention, vibrations in two different directions are independently generated on the vibrating piece by the plurality of ultrasonic transducers, and the combined vibration of the vibrations in the two directions causes the vibrating piece to move along an elliptical trajectory. The rotor, which is placed in contact with the vibrating piece, is rotated. By adjusting the vibration phase of each of the ultrasonic transducers, the ratio of the major axis to the minor axis of the elliptical trajectory is changed, and the rotational direction, rotational speed, etc. of the rotor are controlled.

(実施例) 以下、この発明を具体化した一実施例を第1図及び第2
図に従って詳細に説明する。
(Example) An example embodying this invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
This will be explained in detail according to the drawings.

中空状に形成されたモータ本体11の底壁内面には柱状
の支持部12が突設され、その支持部12には両側方へ
突出する片持ち梁状の適本数の振動片13が基端にてそ
れぞれ固定されている。各振動片13の先端部には一側
方へ突出する小片14が一体形成されている。各小片1
4の基端において振動片13の下面には圧電素子よりな
る超音波振動素子15が装着され、該素子15に印加さ
れる交流電圧に応じて振動片13に曲げ振動が生じる。
A column-shaped support portion 12 is provided protruding from the inner surface of the bottom wall of the motor body 11 formed in a hollow shape, and an appropriate number of cantilever-shaped vibrating pieces 13 protruding to both sides are attached to the base end of the support portion 12. Each is fixed at A small piece 14 projecting to one side is integrally formed at the tip of each vibrating piece 13. 1 piece each
An ultrasonic vibrating element 15 made of a piezoelectric element is attached to the lower surface of the vibrating piece 13 at the base end of the ultrasonic vibrating element 13 , and bending vibration occurs in the vibrating piece 13 in response to an alternating current voltage applied to the element 15 .

又、各小片14の下面にも圧電素子よりなる超音波振動
素子16が装着され、該素子16に印加される交流電圧
に応じて振動片13にねじり振動が生じる。
Further, an ultrasonic vibration element 16 made of a piezoelectric element is attached to the lower surface of each small piece 14, and torsional vibration is generated in the vibrating piece 13 in response to the alternating current voltage applied to the element 16.

前記支持部12に螺着したねじ17にはロータ18が回
転可能に挿通され、そのロータ18の外周縁には前記各
振動片13の先端部上面に接触するリング状接触部18
aが形成されている。又、ねじ17の頭部17aとロー
タ18との間にばばね22が介装され、そのばね力によ
り、ロータ18が各振動片13に圧接されている。
A rotor 18 is rotatably inserted into the screw 17 screwed into the support portion 12, and a ring-shaped contact portion 18 is provided on the outer peripheral edge of the rotor 18 to contact the upper surface of the tip end of each vibrating piece 13.
a is formed. Further, a spring 22 is interposed between the head 17a of the screw 17 and the rotor 18, and the rotor 18 is pressed against each vibrating piece 13 by the force of the spring.

前記支持部12に対向してモータ本体11の上側壁には
開口19が形成され、その開口19を貫通するように前
記ロータ18の上面には中空状の出力軸20が装着され
ている。この出力軸20の内部には前記ねじ17が収容
されると共に、前記開口19の内面には前記出力軸20
のための軸受21が装着されている。
An opening 19 is formed in the upper wall of the motor body 11 facing the support portion 12, and a hollow output shaft 20 is mounted on the upper surface of the rotor 18 so as to pass through the opening 19. The screw 17 is housed inside the output shaft 20, and the output shaft 20 is housed inside the opening 19.
A bearing 21 is installed for the purpose.

上記のように構成された超音波モータにおいて、各超音
波振動素子15.16に所定の電圧が予め設定された位
相に応じて印加されると、第2図に示すように、各超音
波振動素子15の振動により、各振動片13は矢印R方
向に曲げ振動され、かつ各超音波振動素子16の振動に
より、各振動片13は各小片14を介して矢印S方向に
ねじり振動される。再振動の複合により、各振動片13
は第2図に示す楕円軌跡Pに沿って振動され、その振動
に基づいてロータ18及び出力軸20が一体に所定方向
へ回転される。
In the ultrasonic motor configured as described above, when a predetermined voltage is applied to each ultrasonic vibration element 15, 16 according to a preset phase, each ultrasonic vibration The vibration of the element 15 bends and vibrates each vibrating piece 13 in the direction of arrow R, and the vibration of each ultrasonic vibrating element 16 causes each vibrating piece 13 to vibrate torsionally in the direction of arrow S via each small piece 14. Due to the combination of re-vibration, each vibrating piece 13
is vibrated along an elliptical locus P shown in FIG. 2, and the rotor 18 and output shaft 20 are rotated together in a predetermined direction based on the vibration.

そして、この実施例では各振動片13に曲げ振動及びね
じり振動をそれぞれ独立して発生させるようにしたので
、各超音波振動素子15.16に印加する電圧の位相を
調整することにより、前記楕円軌跡Pにおける長径と短
径の比を変更して、ロータ18の回転方向や速度を簡単
に制御することができる。
In this embodiment, since bending vibration and torsional vibration are generated independently in each vibrating element 13, by adjusting the phase of the voltage applied to each ultrasonic vibrating element 15, 16, the elliptical By changing the ratio of the major axis to the minor axis in the trajectory P, the rotational direction and speed of the rotor 18 can be easily controlled.

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、超音波振動素子として、電歪素子や磁歪素子を使用す
ることも可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is also possible to use an electrostrictive element or a magnetostrictive element as the ultrasonic vibration element.

(発明の効果) 以上詳述したように、この発明はロータの回転方向や回
転速度等を任意に設定してモータの制御を容易に行うこ
とができ、しかもモータ全体をコンパクトにすることが
できるという優れた効果を発揮する。
(Effects of the Invention) As detailed above, the present invention allows the motor to be easily controlled by arbitrarily setting the rotor's rotational direction, rotational speed, etc., and also allows the entire motor to be made compact. It exhibits an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明を具体化した超音波モータの正断面図
、第2図は振動片を示す部分側面図である。第3図は従
来の超音波モータを示す部分分解斜視図、第4図は同じ
(ロータの平面図である。 図中、11・・・モータ本体、13・・・振動片、15
゜16・・・超音波振動素子、18・・・ロータ、P・
・・楕円軌跡。 特許出願人      ブラザー工業 株式会社代理人
        弁理士   恩1)博宣図面その1 第3図 図面その2
FIG. 1 is a front sectional view of an ultrasonic motor embodying the present invention, and FIG. 2 is a partial side view showing a vibrating element. Fig. 3 is a partially exploded perspective view showing a conventional ultrasonic motor, and Fig. 4 is the same (plan view of the rotor).
゜16...Ultrasonic vibration element, 18...Rotor, P.
...Elliptical trajectory. Patent applicant Brother Industries Co., Ltd. Agent Patent attorney On 1) Hironori drawing No. 1 Fig. 3 Drawing No. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】  モータ本体(11)に振動可能に支持された振動片(
13)と、 該振動片(13)に互いに異なる二方向の振動を独立に
発生させ、その複合振動により前記振動片(13)を楕
円軌跡(P)に沿って振動させる複数の超音波振動素子
(15,16)と、 前記振動片(13)に接触配置され、該振動片(13)
の前記振動によって回転されるロータ(18)と を備えたことを特徴とする超音波モータ。
[Claims] A vibrating piece (
13), and a plurality of ultrasonic vibration elements that independently generate vibrations in two different directions in the vibrating piece (13) and vibrate the vibrating piece (13) along an elliptical locus (P) by the combined vibration. (15, 16), arranged in contact with the vibrating piece (13), and the vibrating piece (13)
A rotor (18) rotated by the vibration of the ultrasonic motor.
JP62154205A 1987-06-20 1987-06-20 Supersonic motor Pending JPS641482A (en)

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JP62154205A JPS641482A (en) 1987-06-20 1987-06-20 Supersonic motor

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JP62154205A JPS641482A (en) 1987-06-20 1987-06-20 Supersonic motor

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Publication Number Publication Date
JPH011482A true JPH011482A (en) 1989-01-05
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JP62154205A Pending JPS641482A (en) 1987-06-20 1987-06-20 Supersonic motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2684418B2 (en) * 1989-06-29 1997-12-03 ピエゾ・テック株式会社 Ultrasonic actuator

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