JPH011484A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPH011484A JPH011484A JP62-156114A JP15611487A JPH011484A JP H011484 A JPH011484 A JP H011484A JP 15611487 A JP15611487 A JP 15611487A JP H011484 A JPH011484 A JP H011484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- controlled
- movable body
- force
- electrostrictive
- 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
Links
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超酋波振動により移動体を摩耗駆動づる超音波
モータに関する。
モータに関する。
超音波モータは、電歪若しくは磁歪素子材料とこれに接
着固定した振動体とからなるステータと、前記振動体に
摩擦接触した移動体とから構成されている。
着固定した振動体とからなるステータと、前記振動体に
摩擦接触した移動体とから構成されている。
第１図は従来の円板形超音波モータの構成図で、移動体
となるステータ基体１に厚さ１ｍ１１１以下の電歪セラ
ミック２を重ねて一体化しである。振動体１上の突起３
は、振動体円板の上下方向の撓み振動が最大になる位置
に設け、切欠きを入れることにより軟らかく、周方向と
上下方向の振幅を拡大する。移動体のロータ ４は、ス
テータとの接触部にＩ！Ｊ擦材擦合５付け、これをステ
ータの突起３に圧接して摩擦移動せしめる。電歪材２に
は振動を起す分極電極を設け、厚さ方向に電界を加える
と、電界の方向が分極方向と同じどきには厚み方向に伸
び、分極と逆方向のときには縮み、電歪材表面に正と負
の電界が交互に並んで印加できるように電極を配置し、
交流高周波電界を印加すると、その周波数に応じた速度
で上下に振動すると共に、電極配置に応じた正弦波が発
生する。
となるステータ基体１に厚さ１ｍ１１１以下の電歪セラ
ミック２を重ねて一体化しである。振動体１上の突起３
は、振動体円板の上下方向の撓み振動が最大になる位置
に設け、切欠きを入れることにより軟らかく、周方向と
上下方向の振幅を拡大する。移動体のロータ ４は、ス
テータとの接触部にＩ！Ｊ擦材擦合５付け、これをステ
ータの突起３に圧接して摩擦移動せしめる。電歪材２に
は振動を起す分極電極を設け、厚さ方向に電界を加える
と、電界の方向が分極方向と同じどきには厚み方向に伸
び、分極と逆方向のときには縮み、電歪材表面に正と負
の電界が交互に並んで印加できるように電極を配置し、
交流高周波電界を印加すると、その周波数に応じた速度
で上下に振動すると共に、電極配置に応じた正弦波が発
生する。
第２図のようにＥｌとＥ２の２組の電極群６を設け、夫
々の電極群によって励振される定在波が位置的に９０’
ずれるように電極６を配置し、更に電源Ｅ１とＥ２に時
間的に９０”位相差のある交流電界を印加すると、Ｅｌ
によって発生する実線と［２によって発生する点線の波
が重なり合った進行波が発生する。
々の電極群によって励振される定在波が位置的に９０’
ずれるように電極６を配置し、更に電源Ｅ１とＥ２に時
間的に９０”位相差のある交流電界を印加すると、Ｅｌ
によって発生する実線と［２によって発生する点線の波
が重なり合った進行波が発生する。
第３図のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄが時間と共に波動の振幅が移動
する進行波を示す。この電歪材２に８個の電極６を設け
、２つの電源Ｅ＋ 、Ｅ２で振動させたとき、２つの定
在波が重なり合った時間と共に一方向に移動する４つの
山をもった進行波により移動体１は第４図のような振動
の変位分布をもって撮動する。この振動によって突起部
分３に摩擦材５を介して圧接した移動体４は振動体の円
周方向の４つの山と接触点が次々に移動し、接触摩擦力
によって回転する。
する進行波を示す。この電歪材２に８個の電極６を設け
、２つの電源Ｅ＋ 、Ｅ２で振動させたとき、２つの定
在波が重なり合った時間と共に一方向に移動する４つの
山をもった進行波により移動体１は第４図のような振動
の変位分布をもって撮動する。この振動によって突起部
分３に摩擦材５を介して圧接した移動体４は振動体の円
周方向の４つの山と接触点が次々に移動し、接触摩擦力
によって回転する。
前記のように移動体ロータの回転は振動体に圧接して摩
擦力作用により回転するから加圧調整が極めて重要であ
る。加圧力が不足すれば滑って回転しないし、反対に加
圧力が高ければ圧着したまま動かない。従来は、この加
圧力を板バネ等によって作用していたので、圧力調整が
難しく、常に最適に調整できない欠点があった。
擦力作用により回転するから加圧調整が極めて重要であ
る。加圧力が不足すれば滑って回転しないし、反対に加
圧力が高ければ圧着したまま動かない。従来は、この加
圧力を板バネ等によって作用していたので、圧力調整が
難しく、常に最適に調整できない欠点があった。
本発明は前記欠点に鑑みて提案されたもので、振動体と
移動体間の摩擦接触を磁気吸着力により制御する磁気コ
イル及び励磁電源を設けたことを特徴とする。
移動体間の摩擦接触を磁気吸着力により制御する磁気コ
イル及び励磁電源を設けたことを特徴とする。
以下図面の一実施例により本発明を説明する。
第５図は円環形超音波七−夕の例で、第１図と同符号は
同一部分を示す、、振動体１と電歪材セラミック２から
なるステータと、振動体１に圧接した移動体ロータ４で
構成され、何れも円環状に形成される。Ｉは円環状の振
動体１の外周に環状に形成した磁気コイルで、電源８に
よって励磁制ｉする。励磁電流は自在に調整でき、最適
磁気力状態にｉｔ、ｌ１ｍする。振動体１に磁性金属を
用い、又移動体４にも金属を用い、接触面に摩擦力が大
きく、耐摩耗性で、接触摩擦力の経時変化が少なくＩ！
ｊｔａ雑昌が発生しない良質の一擦材５を接着固定し、
このｊ？！［材面を介して磁気吸着力を利用することに
よって振動体１に発生する超音波撮動の進行波による駆
動力を効率よく摩擦によって移動体４に伝達することが
できる。
同一部分を示す、、振動体１と電歪材セラミック２から
なるステータと、振動体１に圧接した移動体ロータ４で
構成され、何れも円環状に形成される。Ｉは円環状の振
動体１の外周に環状に形成した磁気コイルで、電源８に
よって励磁制ｉする。励磁電流は自在に調整でき、最適
磁気力状態にｉｔ、ｌ１ｍする。振動体１に磁性金属を
用い、又移動体４にも金属を用い、接触面に摩擦力が大
きく、耐摩耗性で、接触摩擦力の経時変化が少なくＩ！
ｊｔａ雑昌が発生しない良質の一擦材５を接着固定し、
このｊ？！［材面を介して磁気吸着力を利用することに
よって振動体１に発生する超音波撮動の進行波による駆
動力を効率よく摩擦によって移動体４に伝達することが
できる。
尚、磁気コイル７を駆動励磁する電源８にパルス電源を
用い、振動体１の進行波に同期したパルス励磁をすると
き移動体４の駆動力が増大する。
用い、振動体１の進行波に同期したパルス励磁をすると
き移動体４の駆動力が増大する。
又、励１ｉｆｔ電源８の電流制御により磁気吸着力を制
御して、一定周波数で超音波撮動している振動体１に対
して移動体４の接触摩擦力を低減すれば、一部滑り制御
をさせて移動体４の速度、回転数を変更制御でき、又励
１電源８によるコイル７の励磁をオン・オフ制御し、オ
ン・オフの周波数、デユーティの制御によっても移動体
４の回転速度を自在に変更制御することができる。この
電源回路にはＰＷＭ変調回路を用いればよく、変調パル
スはｌ０ＫＨ２の発振で、ｒａｎがＱ （ｒａｎ（１０
０，ｃｚｓの範囲で制御でき、デユーティτｏｎ／τＯ
ｎ＋τＯｆｒを０＜τｏｎ／τＯｎ十τｏｆｆ＜１の範
囲で制御でき、この励磁制御によって任意に速度制御す
ることができる。ｌ０ＫＨ２以上の発振により振動音を
小さく制御することができる。
御して、一定周波数で超音波撮動している振動体１に対
して移動体４の接触摩擦力を低減すれば、一部滑り制御
をさせて移動体４の速度、回転数を変更制御でき、又励
１電源８によるコイル７の励磁をオン・オフ制御し、オ
ン・オフの周波数、デユーティの制御によっても移動体
４の回転速度を自在に変更制御することができる。この
電源回路にはＰＷＭ変調回路を用いればよく、変調パル
スはｌ０ＫＨ２の発振で、ｒａｎがＱ （ｒａｎ（１０
０，ｃｚｓの範囲で制御でき、デユーティτｏｎ／τＯ
ｎ＋τＯｆｒを０＜τｏｎ／τＯｎ十τｏｆｆ＜１の範
囲で制御でき、この励磁制御によって任意に速度制御す
ることができる。ｌ０ＫＨ２以上の発振により振動音を
小さく制御することができる。
第６図は円板形磁気コイル９を円環形振動体１の円環内
に挿入して設けた例で、この場合の励磁制御も同様であ
る。
に挿入して設けた例で、この場合の励磁制御も同様であ
る。
以上の実施例は回転式に形成したものであるが、振動体
、移動体をリニアに形成しても同様に駆動することがで
き、駆動源には超音波の定在波又は進行波を用いて移動
体を駆動制御することができ、このとき電磁力制御を一
定にするより駆動力を高めることができる。振動を発生
するには電歪材に代えて磁歪材を用いることができる。
、移動体をリニアに形成しても同様に駆動することがで
き、駆動源には超音波の定在波又は進行波を用いて移動
体を駆動制御することができ、このとき電磁力制御を一
定にするより駆動力を高めることができる。振動を発生
するには電歪材に代えて磁歪材を用いることができる。
（ｆｅ明の効果〕
超音波モータは生純構造で、小形、軽量であり、速い応
答性をもち、減速機を必要とすることなく、低速回転で
高トルクが得られ、保持トルクが大きい等の特性を有す
るが、それに加えて本発明は振動体と移動体間のｒ！擦
接触を磁気吸引力によって制御する磁気コイル及び励１
１電源を設けて制御するようにしたのぐ、圧接力を常に
最適に調整制御でさ、振動体の駆動力を移動体に効率良
く与えることができ駆動力を高めることができ、電気、
機械エネルギ変換効率を高め応答性の優れたモータを実
現することができる。
答性をもち、減速機を必要とすることなく、低速回転で
高トルクが得られ、保持トルクが大きい等の特性を有す
るが、それに加えて本発明は振動体と移動体間のｒ！擦
接触を磁気吸引力によって制御する磁気コイル及び励１
１電源を設けて制御するようにしたのぐ、圧接力を常に
最適に調整制御でさ、振動体の駆動力を移動体に効率良
く与えることができ駆動力を高めることができ、電気、
機械エネルギ変換効率を高め応答性の優れたモータを実
現することができる。
又、磁気コイルの励磁電流の制御によって一定周波数で
撮動する振動体と移動体との接触摩擦を制御し、移動体
の速度、回転数を任意に制御し、これは、励磁電流のオ
ン・オフパルス制御によっても速度、回転数をデジタル
に任意に変更制御することかでき、クラッチ等無しに七
−タ駆初トルク、駆動速度、ブレーキカ簀任意に自在制
御することができる効果がある。
撮動する振動体と移動体との接触摩擦を制御し、移動体
の速度、回転数を任意に制御し、これは、励磁電流のオ
ン・オフパルス制御によっても速度、回転数をデジタル
に任意に変更制御することかでき、クラッチ等無しに七
−タ駆初トルク、駆動速度、ブレーキカ簀任意に自在制
御することができる効果がある。
第１図は従来の超Ｒ′１ｔ［−夕の分解図、第２図はそ
の一部の展開説明図、第３図はその特性説明図、第４図
はその一部振動説明図、第５図は本発明の一実施例の側
面図、第６図は他の実施例上面図である。 １・・・・・・・・・振動体 ２・・・・・・・・・電歪素子材料 ３・・・・・・・・・振動体突起部 ４・・・・・・・・・移動体 ５・・・・・・・・・摩擦材 １・・・・・・・・・磁気コイル ８・・・・・・・・・励磁電源 特 許 出 願 人 株式会社社上ジ１！パックス研究所 代表者 井 上 潔 第１図 第２図 第３図 男４図
の一部の展開説明図、第３図はその特性説明図、第４図
はその一部振動説明図、第５図は本発明の一実施例の側
面図、第６図は他の実施例上面図である。 １・・・・・・・・・振動体 ２・・・・・・・・・電歪素子材料 ３・・・・・・・・・振動体突起部 ４・・・・・・・・・移動体 ５・・・・・・・・・摩擦材 １・・・・・・・・・磁気コイル ８・・・・・・・・・励磁電源 特 許 出 願 人 株式会社社上ジ１！パックス研究所 代表者 井 上 潔 第１図 第２図 第３図 男４図
Claims (1)
- 電歪若しくは磁歪素子材料とこれに接着固定した振動
体とからなるステータと、前記振動体に摩擦接触した移
動体と、及び前記電歪若しくは磁歪素子材料を超音波駆
動する制御電源とで構成される超音波モータに於て、前
記振動体と移動体間の摩耗接触を磁気吸着により制御す
る磁気コイル及び励磁電源を設けたことを特徴とする超
音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156114A JPS641484A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Supersonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62156114A JPS641484A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Supersonic motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH011484A true JPH011484A (ja) | 1989-01-05 |
| JPS641484A JPS641484A (en) | 1989-01-05 |
Family
ID=15620619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62156114A Pending JPS641484A (en) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | Supersonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS641484A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0311395U (ja) * | 1989-06-21 | 1991-02-04 | ||
| CN100459403C (zh) * | 2005-04-18 | 2009-02-04 | 南京航空航天大学 | 驻波变频步进式超声电机 |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP62156114A patent/JPS641484A/ja active Pending
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