JPH01202176A - 振動波駆動装置 - Google Patents
振動波駆動装置Info
- Publication number
- JPH01202176A JPH01202176A JP63027023A JP2702388A JPH01202176A JP H01202176 A JPH01202176 A JP H01202176A JP 63027023 A JP63027023 A JP 63027023A JP 2702388 A JP2702388 A JP 2702388A JP H01202176 A JPH01202176 A JP H01202176A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- resonant
- longitudinal
- vibration
- wave motor
- Prior art date
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- Granted
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、振動波モータに関するものである。
［従来の技術］
たとえば、特開昭５８−１４８６８２号公報に記載され
ているように、電気−機械エネルギー変換素子により、
進行波を励起し、移動体を摩擦駆動する振動波モータが
、カメラのＡＦ用として実用化されているが、それは、
移動体を押し上げる振幅をＡとすると、物体を駆動する
速度はｋＡ （ｋは振動子断面形状と波長および材料定
数によって定まる一定値）となり、駆動速度を上げるた
めには、押し上げ振幅Ａも同時に増加するため、音を発
生しやすく、また速度を下げるためには、振幅Ａが減る
ため、移動体と振動体の接触面を高精度に仕上げ、かつ
、波の沈み込みを防ぐために硬い材料を使うなどの必要
が゛あり、モータとしての速度可変範囲がせまかった。
ているように、電気−機械エネルギー変換素子により、
進行波を励起し、移動体を摩擦駆動する振動波モータが
、カメラのＡＦ用として実用化されているが、それは、
移動体を押し上げる振幅をＡとすると、物体を駆動する
速度はｋＡ （ｋは振動子断面形状と波長および材料定
数によって定まる一定値）となり、駆動速度を上げるた
めには、押し上げ振幅Ａも同時に増加するため、音を発
生しやすく、また速度を下げるためには、振幅Ａが減る
ため、移動体と振動体の接触面を高精度に仕上げ、かつ
、波の沈み込みを防ぐために硬い材料を使うなどの必要
が゛あり、モータとしての速度可変範囲がせまかった。
そこで、たとえば、特開昭６１−５５０１２号公報に記
載されているように、２方向の曲げ振動を棒状体に生じ
せしめ、これにより棒状体を螺旋形に変化せしめ、かつ
、該変形された棒状体をその長さ方向の軸のまわりに回
転せしめることにより、移動体を摩擦駆動することが提
案されている。
載されているように、２方向の曲げ振動を棒状体に生じ
せしめ、これにより棒状体を螺旋形に変化せしめ、かつ
、該変形された棒状体をその長さ方向の軸のまわりに回
転せしめることにより、移動体を摩擦駆動することが提
案されている。
［発明が解決しようとする課題］
前述の時開６１−５５０１２号に記載されている振動波
モータは、物体を押し上げる方向と送り方向振幅を独立
に可変できるため、速度可変範囲を広くとれるが、振動
子の機械的品質係数Ｑが非常に高いため、両振動の共振
周波数をそろえるためには、きびしい加工精度が要求さ
れ、また初期的に合わせておいても、加圧むらや温度等
の変化による共振周波数のずれ量が各々異なるため、理
想的な質点運動ができず、効率が悪いという問題点があ
る。
モータは、物体を押し上げる方向と送り方向振幅を独立
に可変できるため、速度可変範囲を広くとれるが、振動
子の機械的品質係数Ｑが非常に高いため、両振動の共振
周波数をそろえるためには、きびしい加工精度が要求さ
れ、また初期的に合わせておいても、加圧むらや温度等
の変化による共振周波数のずれ量が各々異なるため、理
想的な質点運動ができず、効率が悪いという問題点があ
る。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
ある。すなわち、本発明は、速度可変範囲が広く、かつ
、製作が容易であって、コンパクトで、低速時に大推力
を発生することができる振動波モータを提供することを
目的とするものである。
ある。すなわち、本発明は、速度可変範囲が広く、かつ
、製作が容易であって、コンパクトで、低速時に大推力
を発生することができる振動波モータを提供することを
目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の振動波モータは、
電気−機械エネルギー変換素子により駆動される縦振動
共振振動子と非共振縦変位素子を組み合わせ、両変位方
向に角度をもたせて結合したものとした。
電気−機械エネルギー変換素子により駆動される縦振動
共振振動子と非共振縦変位素子を組み合わせ、両変位方
向に角度をもたせて結合したものとした。
［作用］
本発明によれば、縦振動共振振動子と非共振縦変位素子
を組み合わせ、両変位方向に角度をもたせて結合したこ
とによって、容易に物体を摩擦駆動することが可能とな
り、かつ、コンパクトで低速大トルクを得ることが可能
である。
を組み合わせ、両変位方向に角度をもたせて結合したこ
とによって、容易に物体を摩擦駆動することが可能とな
り、かつ、コンパクトで低速大トルクを得ることが可能
である。
［実施例］
第１図は本発明の第１実施例を示している。
第１図において、ａはランジュバン振動子などの縦振動
共振振動子であり、ａ２＋ ８３は電気−機械エネルギ
ー変換素子の一種であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ
）からなり、ａｌ＋ ａ４は振動減衰の小さいアルミ
などからなる振動子構成材であり、各々接合またはボル
トにて締め付けられている。
共振振動子であり、ａ２＋ ８３は電気−機械エネルギ
ー変換素子の一種であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ
）からなり、ａｌ＋ ａ４は振動減衰の小さいアルミ
などからなる振動子構成材であり、各々接合またはボル
トにて締め付けられている。
またｂは薄いＰＺＴを積層したものなどからなる非共振
縦変位素子、Ｃは移動体、ｄは振動減衰の小さい金属や
樹脂などからなる結合部材である。そして、前記非共振
縦変位素子すと移動体Ｃの接触面は各々耐摩耗処理がほ
どこされており、結合部材ｄは縦振動共振振動子ａと非
共振縦変位素子すを結合している。
縦変位素子、Ｃは移動体、ｄは振動減衰の小さい金属や
樹脂などからなる結合部材である。そして、前記非共振
縦変位素子すと移動体Ｃの接触面は各々耐摩耗処理がほ
どこされており、結合部材ｄは縦振動共振振動子ａと非
共振縦変位素子すを結合している。
第２図は縦振動共振振動子ａの縦振動変位を示したもの
で、これは、両端自由、中央部節の半波長モードを励振
した例で、振動節位置である中央部は支持されており、
端部である自由端に縦振動方向と直角に非共振縦変位素
子すが取りつけられている。
で、これは、両端自由、中央部節の半波長モードを励振
した例で、振動節位置である中央部は支持されており、
端部である自由端に縦振動方向と直角に非共振縦変位素
子すが取りつけられている。
第１図に示すように構成された振動波モータにおいては
、第２図に示すように、ｘ、ｙ座標をとると、縦振動共
振振動子ａは、中央部が拘束されていて、端部では振幅
をＡ１駆動周波数をωとすると、 ｘ＝Ａｓｉｎωｔ なる運動を行なう。一方、非共振縦変位素子すを同一周
波数ωにて位相を９０°ずらして駆動を行なうと、移動
体Ｃとの接触部における該縦変位素子すの質点は、無振
動時に２＝０なるように座標変換すると、振幅をＢとし
て、ｙ ＝ Ｂ ｃｏｓωｔ なる運動を行なう。したがって、縦振動共振振動子ａの
中央部の振動節位置を基準とすると、該縦変位素子すと
移動体Ｃの接触部に招ける該縦変位素子すの質点は、 なる楕円軌跡となり、移動体Ｃは非共振縦変位素子すと
接触および非接触をくりかえしながら、摩擦駆動される
。したがって、移動体Ｃの数ωに依存する。一方、周波
数ωは振動子の形状、材質、振動モードを同一とすると
、はぼ−定となるから、振幅Ａの変化により速度変化が
可能となる。振幅Ａの変化は、ＰＺＴである電気−機械
エネルギー変換素子ａ２＋８３に印加する電圧により行
なうが、第４図に示すように、印加する交流電界周波数
ωの値を若干変化させることによっても振幅Ａを変化さ
せることが可能である。
、第２図に示すように、ｘ、ｙ座標をとると、縦振動共
振振動子ａは、中央部が拘束されていて、端部では振幅
をＡ１駆動周波数をωとすると、 ｘ＝Ａｓｉｎωｔ なる運動を行なう。一方、非共振縦変位素子すを同一周
波数ωにて位相を９０°ずらして駆動を行なうと、移動
体Ｃとの接触部における該縦変位素子すの質点は、無振
動時に２＝０なるように座標変換すると、振幅をＢとし
て、ｙ ＝ Ｂ ｃｏｓωｔ なる運動を行なう。したがって、縦振動共振振動子ａの
中央部の振動節位置を基準とすると、該縦変位素子すと
移動体Ｃの接触部に招ける該縦変位素子すの質点は、 なる楕円軌跡となり、移動体Ｃは非共振縦変位素子すと
接触および非接触をくりかえしながら、摩擦駆動される
。したがって、移動体Ｃの数ωに依存する。一方、周波
数ωは振動子の形状、材質、振動モードを同一とすると
、はぼ−定となるから、振幅Ａの変化により速度変化が
可能となる。振幅Ａの変化は、ＰＺＴである電気−機械
エネルギー変換素子ａ２＋８３に印加する電圧により行
なうが、第４図に示すように、印加する交流電界周波数
ωの値を若干変化させることによっても振幅Ａを変化さ
せることが可能である。
また接触状態の変化による速度変化も可能であるが、そ
れは楕円運動の長軸と短軸の傾きを変えることによって
行なう。具体的には、縦振動共振振動子ａと非共振縦変
位素子すの変位位相を９０°から変化させることにより
行なう。
れは楕円運動の長軸と短軸の傾きを変えることによって
行なう。具体的には、縦振動共振振動子ａと非共振縦変
位素子すの変位位相を９０°から変化させることにより
行なう。
以上により、第１図に示した振動波モータは移動体Ｃを
押し上げるのに最適な振幅Ｂを一定にしておき、振幅Ａ
を独立に変化させることで、速度可変は容易に行なわれ
、また振幅Ｂは非共振縦変位素子すによって得るため、
振幅Ａに対し、一定位相差を与え、同一周波数でｗ均す
ることは容易であり、従来のようなきびしい加工精度は
要求されない。
押し上げるのに最適な振幅Ｂを一定にしておき、振幅Ａ
を独立に変化させることで、速度可変は容易に行なわれ
、また振幅Ｂは非共振縦変位素子すによって得るため、
振幅Ａに対し、一定位相差を与え、同一周波数でｗ均す
ることは容易であり、従来のようなきびしい加工精度は
要求されない。
また縦振動共振振動子ａは共振点近傍で用いるため、加
振力（交流電界）と実際に励起されている振動の位相が
ずれているので、振動の検知手段が必要であるが、本発
明の第２実施例を示している第３図に示されるように、
縦振動共振振動子の側面にＰＺＴからなる検出用の電気
−機械エネルギー変換素子ａ５を貼りつけ、その発生電
荷により検出を行ない、非共振縦変位素子すの位相制御
を行なって駆動するようにする。
振力（交流電界）と実際に励起されている振動の位相が
ずれているので、振動の検知手段が必要であるが、本発
明の第２実施例を示している第３図に示されるように、
縦振動共振振動子の側面にＰＺＴからなる検出用の電気
−機械エネルギー変換素子ａ５を貼りつけ、その発生電
荷により検出を行ない、非共振縦変位素子すの位相制御
を行なって駆動するようにする。
第５図は本発明の第３実施例を示している。
すなわち、先端を細くした振動子構成材 １ 。
を用い、振動波モータとしては、高速用に適している。
なお上記各実施例では、縦振動共振振動子ａを固定し、
非共振縦変位素子すにより、移動体Ｃを摩擦駆動を行な
っているが、その両役割を逆にしてもよく、摩擦防止の
ための耐摩耗処理を行なううえでは、むしろ、このほう
がすぐれている。また結合部材ｄによって縦振動共振振
動子ａと非共振縦変位素子すを垂直方向に結合したもの
を示したが、垂直方向でなくても、駆動は可能である。
非共振縦変位素子すにより、移動体Ｃを摩擦駆動を行な
っているが、その両役割を逆にしてもよく、摩擦防止の
ための耐摩耗処理を行なううえでは、むしろ、このほう
がすぐれている。また結合部材ｄによって縦振動共振振
動子ａと非共振縦変位素子すを垂直方向に結合したもの
を示したが、垂直方向でなくても、駆動は可能である。
以上により、いずれの方式にしても、移動体Ｃを接触部
にて摩擦駆動するタイプであるから、構成により、回転
型または直線往復型の振動波モータとして利用できる。
にて摩擦駆動するタイプであるから、構成により、回転
型または直線往復型の振動波モータとして利用できる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、縦振動共振振動
子と非共振縦変位素子を組み合わせ、両変位方向に角度
をもたせて結合したので、容易に物体を摩擦駆動するこ
とが可能となり、また可変速度範囲を広くとれ、かつ、
製作が容易であって、コンパクトで大推力を得ることが
できる。
子と非共振縦変位素子を組み合わせ、両変位方向に角度
をもたせて結合したので、容易に物体を摩擦駆動するこ
とが可能となり、また可変速度範囲を広くとれ、かつ、
製作が容易であって、コンパクトで大推力を得ることが
できる。
第１図は本発明の第１実施例を示した正面図、第２図は
第１図の縦振動共振振動子の振動変位の説明図、第３図
は本発明の第２実施例を示した縦振動共振振動子の側面
図と正面図、第４図は第１図の縦振動共振振動子の変位
と周波数の関係を示した説明図、第５図は本発明の第３
実施例を示した正面図である。 ａ・・・縦振動共振振動子 ａｌ＋ ａ’ｌ＋ ８４・・・振動子構成材ａ２＋ ａ
３＋ ａ５・・・電気−エネルギー変換素子ｂ・・・非
共振縦変位素子 Ｃ・・・移動体 ｄ・・・結合部材 第１図 第３図 第４図 第５図
第１図の縦振動共振振動子の振動変位の説明図、第３図
は本発明の第２実施例を示した縦振動共振振動子の側面
図と正面図、第４図は第１図の縦振動共振振動子の変位
と周波数の関係を示した説明図、第５図は本発明の第３
実施例を示した正面図である。 ａ・・・縦振動共振振動子 ａｌ＋ ａ’ｌ＋ ８４・・・振動子構成材ａ２＋ ａ
３＋ ａ５・・・電気−エネルギー変換素子ｂ・・・非
共振縦変位素子 Ｃ・・・移動体 ｄ・・・結合部材 第１図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気−機械エネルギー変換素子により駆動される縦
振動共振振動子と、非共振縦変位素子が組み合わされて
いて、両変位方向に角度をもたせて結合されていること
を特徴とする振動波モータ。 ２ 縦振動共振振動子と垂直方向に非共振縦変位素子を
結合し、該共振振動子と同一周波数にて該非共振縦変位
素子を駆動し、該非共振縦変位素子に押圧された移動体
を摩擦駆動 するようにした請求項１記載の振動波モー タ。 ３ 縦振動共振振動子と垂直方向に非共振縦変位素子を
結合し、該共振振動子と同一周波数にて該非共振縦変位
素子を駆動し、該共振振動子に押圧された移動体を摩擦
駆動するようにした請求項１記載の振動波モータ。 ４ 縦振動共振振動子に振幅検出用の電気−機械エネル
ギー変換素子を配置した請求項１，２または３記載の振
動波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027023A JP2632897B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 振動波駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027023A JP2632897B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 振動波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202176A true JPH01202176A (ja) | 1989-08-15 |
| JP2632897B2 JP2632897B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=12209485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027023A Expired - Fee Related JP2632897B2 (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 振動波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2632897B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175687A (en) * | 1989-09-11 | 1992-12-29 | Toyota Jidosha Kaisha | Suspension control system |
| US5243525A (en) * | 1989-09-11 | 1993-09-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Suspension control system |
| CN120896469A (zh) * | 2025-06-19 | 2025-11-04 | 西安交通大学 | 一种压电驱动器及其工作方法、与驱动机构 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63027023A patent/JP2632897B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5175687A (en) * | 1989-09-11 | 1992-12-29 | Toyota Jidosha Kaisha | Suspension control system |
| US5243525A (en) * | 1989-09-11 | 1993-09-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Suspension control system |
| CN120896469A (zh) * | 2025-06-19 | 2025-11-04 | 西安交通大学 | 一种压电驱动器及其工作方法、与驱动机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2632897B2 (ja) | 1997-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |