JPH0223072A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH0223072A JPH0223072A JP63172131A JP17213188A JPH0223072A JP H0223072 A JPH0223072 A JP H0223072A JP 63172131 A JP63172131 A JP 63172131A JP 17213188 A JP17213188 A JP 17213188A JP H0223072 A JPH0223072 A JP H0223072A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric body
- ultrasonic
- ultrasonic motor
- stator
- vibrations
- 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.)
- 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
本発明は小型モータに関するもので、特にＥ音波振動を
用いた超音波モータに関するものである。
用いた超音波モータに関するものである。
従来の技術
超音波モータは超音波振動を利用して、駆動力源とする
。一般にモータの振動体は振動の内部損失の少ない材料
を選択することが超音波モータの効率の点で望ましい。
。一般にモータの振動体は振動の内部損失の少ない材料
を選択することが超音波モータの効率の点で望ましい。
さらに振動体を効率よく振動させるためには、その幾何
学的な形状が安定な振動モードを発生することが重要と
なる。
学的な形状が安定な振動モードを発生することが重要と
なる。
内部損失、精度の高い形状の確保の２点で超音波モータ
の振動体は金属が選択されてきた。特に内部損失の少な
い材料として、鉄、あるいは鉄合金が使用されている。
の振動体は金属が選択されてきた。特に内部損失の少な
い材料として、鉄、あるいは鉄合金が使用されている。
発明が解決しようとする課題
超音波モータはその構造が簡単なため、作製の容易さと
相まって低価格で製造可能と考えられている。しかし振
動体の精度要求が厳しいため、現時点では価格は従来の
電磁力利用のモータより高い。
相まって低価格で製造可能と考えられている。しかし振
動体の精度要求が厳しいため、現時点では価格は従来の
電磁力利用のモータより高い。
高い価格を支配している要因として、加工方法が切削で
精度の保証を確保しているためである。
精度の保証を確保しているためである。
故に切削ｌｆ法によらないで、なおかつ精度を保証する
加工方法の確立が望まれている。
加工方法の確立が望まれている。
超音波モータの振動の発生には、圧電体が不可欠である
。圧電体の膨脹係数は一般的に金属より小さいため、膨
脹係数を一致させるためには振動体となるステータの材
料が限定される。膨脹係数、密度（モータの重量を少し
でも軽くするため）、価格、以上の３点から金属に変わ
る振動体の材料が要求さｈている。
。圧電体の膨脹係数は一般的に金属より小さいため、膨
脹係数を一致させるためには振動体となるステータの材
料が限定される。膨脹係数、密度（モータの重量を少し
でも軽くするため）、価格、以上の３点から金属に変わ
る振動体の材料が要求さｈている。
振動体は金属に限定されているわけではない。
身近な日常の例を持ち出すならば、風鈴が最ら良い例と
なる。風鈴は内部損失が少ない材料で構成されている。
なる。風鈴は内部損失が少ない材料で構成されている。
このことは音が長く持続することとなる。さらにきれい
な音色が必要で、これは単純な振動モードの発生につな
がるもので、風鈴の材料をあげるならば、南部の鉄がす
ぐ思い出される。
な音色が必要で、これは単純な振動モードの発生につな
がるもので、風鈴の材料をあげるならば、南部の鉄がす
ぐ思い出される。
次にセラミックの焼き物製あるいはガラス製が自然に思
い出せれるはずである。このようにガラスで代表される
セラミックを適切に設計するならば、超音波モータの駆
動源となるステータに応用することが可能となる。
い出せれるはずである。このようにガラスで代表される
セラミックを適切に設計するならば、超音波モータの駆
動源となるステータに応用することが可能となる。
一方、超音波モータの振動体をモータの特性を低下させ
ずに作製することは、超音波モータの応用範囲を拡大さ
せるための鍵となる。現時点に於いて金属材料の切削方
法で効率、寿命、特性の点でほぼ満足できる値が得られ
ているが、いかにしてコストを下げることが可能か、い
かにして切削方法に匹敵する新しい加工方法を実現させ
るかが、現時点での最大の課題となっている。
ずに作製することは、超音波モータの応用範囲を拡大さ
せるための鍵となる。現時点に於いて金属材料の切削方
法で効率、寿命、特性の点でほぼ満足できる値が得られ
ているが、いかにしてコストを下げることが可能か、い
かにして切削方法に匹敵する新しい加工方法を実現させ
るかが、現時点での最大の課題となっている。
鋳造、鍛造方法は現時点で精度の不足でモータ特性への
要求を満足させることができず、ダイキャスト方法はス
テータに選択可能な材料がモータ特性とマツチしないた
め問題点が残されている。焼結方法も同様で超音波振動
に対する損失が大きくやはり使えない。
要求を満足させることができず、ダイキャスト方法はス
テータに選択可能な材料がモータ特性とマツチしないた
め問題点が残されている。焼結方法も同様で超音波振動
に対する損失が大きくやはり使えない。
以上の検討範囲内では適切な加工方法が見つからなかっ
た。
た。
課題を解決するための手段
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、圧電体を
支持する振動基体をセラミック、ガラスにより４７４成
したものである。
支持する振動基体をセラミック、ガラスにより４７４成
したものである。
さらに防錆効果も金属より優れていることもセラミック
、ガラスの持つ大きな優位性である。
、ガラスの持つ大きな優位性である。
作用
本発明は超音波モータのステータ材料としてセラミック
、ガラスを用いることにより、機械的な加工精度を低下
させること無（作製することができ、モータ特性を金属
製のステータと同様の結果を１！ｌるごとができる。さ
らに膨脹係数、圧電体との接着１１１等に関しても、下
記の作用を有する。
、ガラスを用いることにより、機械的な加工精度を低下
させること無（作製することができ、モータ特性を金属
製のステータと同様の結果を１！ｌるごとができる。さ
らに膨脹係数、圧電体との接着１１１等に関しても、下
記の作用を有する。
ａ：ｌ１１の加工方法がプレス等の安価な手段でできる
。
。
ｂ＝膨１１．ｉ係数の選択の範囲が拡大する。
ｃ：Ｒ械的内部損失の少ない材料選択が可能となる。
ｄ：圧電体との接着性が良い。
実施例
第１図に超音波モータの構成図を示す。第１図で１はス
テータを構成する振動基体で、圧電体２を支持している
。３はロータで、ライニング材４を介してステータに当
接している。第１図に於いて振動基体１の材料をセラミ
ック、ガラスによって構成するものである。
テータを構成する振動基体で、圧電体２を支持している
。３はロータで、ライニング材４を介してステータに当
接している。第１図に於いて振動基体１の材料をセラミ
ック、ガラスによって構成するものである。
膨張係数の点、振動基体１とセラミックよりなる圧電体
２との接着の点で最も優れている構成は駆動用圧電体と
同一の材料を振動基体１に用いることである。しかしこ
の構成はステータの加工方法において、圧電体の機械加
工はコストの上昇を招くので問題が残る。
２との接着の点で最も優れている構成は駆動用圧電体と
同一の材料を振動基体１に用いることである。しかしこ
の構成はステータの加工方法において、圧電体の機械加
工はコストの上昇を招くので問題が残る。
第１図の構成に於いて、セラミック、ガラスのプレス加
工による加工方法で超音波モータ用の振動基体を構成し
てモータ特性の検討を行った結果、従来の金属を用いた
ステータ構成の超音波モータに比較して、特性的にも遜
色の無いことを確認した。特に低温時のモータ特性はむ
しろ優れた結果が得られた。
工による加工方法で超音波モータ用の振動基体を構成し
てモータ特性の検討を行った結果、従来の金属を用いた
ステータ構成の超音波モータに比較して、特性的にも遜
色の無いことを確認した。特に低温時のモータ特性はむ
しろ優れた結果が得られた。
第２図に圧電セラミックの膨張係数を、圧電体の分極を
行ったとき（実線）と、行わなかったとき（破線）の両
者を示す。さらに膨張係数は圧電体の分極方向と並行な
方向（Ａ）及び、直角方向（Ｂ）（７）２方向の値を示
す。一般に第１図に示す超音波モータの場合には後者の
直角方向の膨張係数が重要となるが、この値は５Ｘ１０
’／℃〜７×１０′Ｇ／℃となり、この値に匹敵する金
属は限られる。しかしセラミック、ガラスでこの値の膨
張係数の材料は一般的な値であり、材料の選択の自由度
のてんでセラミック、ガラスは使いやすい。
行ったとき（実線）と、行わなかったとき（破線）の両
者を示す。さらに膨張係数は圧電体の分極方向と並行な
方向（Ａ）及び、直角方向（Ｂ）（７）２方向の値を示
す。一般に第１図に示す超音波モータの場合には後者の
直角方向の膨張係数が重要となるが、この値は５Ｘ１０
’／℃〜７×１０′Ｇ／℃となり、この値に匹敵する金
属は限られる。しかしセラミック、ガラスでこの値の膨
張係数の材料は一般的な値であり、材料の選択の自由度
のてんでセラミック、ガラスは使いやすい。
発明の効果
本発明は超音波モータのステータの構成材料を金属から
セラミック、ガラスに替えることにより金属の持つ加工
性に対する自由度を損なうこと無く、さらに金属を用い
た以上の特性と膨張係数の一致度、接着性、大量生産性
が得られる。
セラミック、ガラスに替えることにより金属の持つ加工
性に対する自由度を損なうこと無く、さらに金属を用い
た以上の特性と膨張係数の一致度、接着性、大量生産性
が得られる。
第１図は超音波モータの構成図、第２図は超音波モータ
に用いる圧電体の膨張係数の横方向、縦方向、さらに分
極の無い場合の値をそれぞれ示す図である。 １・・・・・・振動基体、２・・・・・・圧電体。 第２図 第 図 １−一一ス子−９ ○ 混崖（０Ｃ）
に用いる圧電体の膨張係数の横方向、縦方向、さらに分
極の無い場合の値をそれぞれ示す図である。 １・・・・・・振動基体、２・・・・・・圧電体。 第２図 第 図 １−一一ス子−９ ○ 混崖（０Ｃ）
Claims (6)
- （１）超音波振動を駆動源とする超音波モータにおいて
、超音波振動を発生するステータを、振動を発生させる
ための駆動源となる圧電体と、その圧電体を支持する振
動基体とで構成し、この振動基本を前記圧電体と同質の
材料で構成した超音波モータ。 - （２）超音波振動を駆動源とする超音波モータにおいて
、超音波振動を発生するステータを、振動を発生させる
ための駆動源となる圧電体と、その圧電体を支持する振
動基体とで構成し、この振動基体をセラミックで構成し
た超音波モータ。 - （３）超音波振動を駆動源とする超音波モータにおいて
、超音波振動を発生するステータを、振動を発生させる
ための駆動源となる圧電体と、その圧電体を支持する振
動基体とで構成し、前記振動基体をガラスで構成したス
テータを用いた超音波モータ。 - （４）超音波振動を駆動源とする超音波モータにおいて
、超音波振動を発生するためのステータを、振動を発生
させる駆動源となる圧電体と、その圧電体を支持する振
動基体とで構成し、この振動基体をセラミックで構成し
、このセラミックの膨脹係数を前記圧電体の膨脹係数と
一致させた超音波モータ。 - （５）超音波振動を駆動源とする超音波モータにおいて
、超音波振動を発生するためのステータを振動を発生さ
せる駆動源となる圧電体と、その圧電体を支持する振動
基体とで構成し、この振動基体をガラスで構成し、この
ガラスの膨脹係数を前記圧電体の膨脹係数と一致させた
超音波モータ。 - （６）圧電体の分極方向に対して直角方向の膨脹係数と
振動基体との膨脹係数とを一致させた特許請求の範囲第
４項または第５項記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172131A JP2887316B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172131A JP2887316B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223072A true JPH0223072A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2887316B2 JP2887316B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=15936141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172131A Expired - Fee Related JP2887316B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2887316B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6062883A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-11 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| JPS62195392U (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-11 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63172131A patent/JP2887316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6062883A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-11 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| JPS62195392U (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2887316B2 (ja) | 1999-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |