JPH0284078A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
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- JPH0284078A JPH0284078A JP63233803A JP23380388A JPH0284078A JP H0284078 A JPH0284078 A JP H0284078A JP 63233803 A JP63233803 A JP 63233803A JP 23380388 A JP23380388 A JP 23380388A JP H0284078 A JPH0284078 A JP H0284078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric ceramic
- ceramic cylinder
- ultrasonic motor
- ring
- vibration
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/106—Langevin motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0015—Driving devices, e.g. vibrators using only bending modes
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。
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、電子機器などに用いられる超音波モータに関
し、特にロータ直径の小さい小型の超音波モータに関す
る。
し、特にロータ直径の小さい小型の超音波モータに関す
る。
［従来の技術］
超音波モータは従来の電磁モータと比較して、低回転で
高いトルクが得られること、停止保持力を有すること、
電磁ノイズが小さいことなどの利点を有しており、カメ
ラのオートフォーカス用や自動車用パワーモータ等に使
用されている。
高いトルクが得られること、停止保持力を有すること、
電磁ノイズが小さいことなどの利点を有しており、カメ
ラのオートフォーカス用や自動車用パワーモータ等に使
用されている。
第７図及び第８図は従来の超音波モータの構造を示す概
略図であり、リング上の小歯状の突起部を設けた金属板
５１の突起部の形成されている面の裏側に２枚の圧電セ
ラミック円板５２．５３を接着した構造のステータ５１
の上に円板状ロータ５４を圧接した構造となっている。
略図であり、リング上の小歯状の突起部を設けた金属板
５１の突起部の形成されている面の裏側に２枚の圧電セ
ラミック円板５２．５３を接着した構造のステータ５１
の上に円板状ロータ５４を圧接した構造となっている。
圧電セラミック円板５２．５３は、偶数等分に分極の向
きが逆向きとなっており、これら２枚の圧電セラミック
ス板は分割角度の半分の角度だけずらして接着されてい
る。
きが逆向きとなっており、これら２枚の圧電セラミック
ス板は分割角度の半分の角度だけずらして接着されてい
る。
［発明が解決しようとする課題］
第７図から判るように従来の超音波モータにおいては、
ステータの超音波振動を平面的にローグーに伝達してい
るため、駆動トルクを大きくするには、ステータ及びロ
ータの直径を大きくする必要がある。その為、従来の超
音波モータの実用的な最小直径は２０〜３０ｍｍに限定
されていた。
ステータの超音波振動を平面的にローグーに伝達してい
るため、駆動トルクを大きくするには、ステータ及びロ
ータの直径を大きくする必要がある。その為、従来の超
音波モータの実用的な最小直径は２０〜３０ｍｍに限定
されていた。
そこで、本発明の技術的課題は、ローターの直径を小さ
くした小型の超音波モータを提供することにある。
くした小型の超音波モータを提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、ローグーの直径として、２
０ｍｍ以下の超音波モータを提供することにある。
０ｍｍ以下の超音波モータを提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、圧電セラミックス円柱の側面に設けら
れた長さ方向に平行な複数対の電極を有し、この圧電セ
ラミックス円柱の端面が円を含む楕円運動を行う圧電楕
円運動振動子と、この圧電楕円運動振動子の少なくとも
一方の端部に配された楕円運動一回転変換部材と、この
圧電セラミックス円柱の振動の節に設けられた絶縁材料
よりなる支持部材とを有し、前記圧電楕円運動振動子の
楕円運動を前記楕円運動一回転変換部材により回転運動
に変換して回転出力を得る超音波モータにおいて、 前記支持部材は、前記電極と対応した位置に導体パター
ンが形成されたリング形状を有し、前記電極と前記導体
パターンとを電気的に接続し、前記導体パターンより外
部リードを引き出したことを特徴とする超音波モータが
得られる。
れた長さ方向に平行な複数対の電極を有し、この圧電セ
ラミックス円柱の端面が円を含む楕円運動を行う圧電楕
円運動振動子と、この圧電楕円運動振動子の少なくとも
一方の端部に配された楕円運動一回転変換部材と、この
圧電セラミックス円柱の振動の節に設けられた絶縁材料
よりなる支持部材とを有し、前記圧電楕円運動振動子の
楕円運動を前記楕円運動一回転変換部材により回転運動
に変換して回転出力を得る超音波モータにおいて、 前記支持部材は、前記電極と対応した位置に導体パター
ンが形成されたリング形状を有し、前記電極と前記導体
パターンとを電気的に接続し、前記導体パターンより外
部リードを引き出したことを特徴とする超音波モータが
得られる。
Ｃ作 用］
本発明の超音波モータにおいては、圧電セラミックス円
柱の側面に設けられた長さ方向に平行な複数対の電極を
有し、この圧電セラミックス円柱の端面が円を含む楕円
運動を行う圧電楕円運動振動子の振動の節が、リング状
の支持枠で支持されているために、支持による振動への
影譬が均一になり安定な楕円運動の励振が可能となる。
柱の側面に設けられた長さ方向に平行な複数対の電極を
有し、この圧電セラミックス円柱の端面が円を含む楕円
運動を行う圧電楕円運動振動子の振動の節が、リング状
の支持枠で支持されているために、支持による振動への
影譬が均一になり安定な楕円運動の励振が可能となる。
さらに、圧電セラ・ミックス円柱の側面に設けられた電
極と、前記支持枠状に設けられた導体部が半田等により
、電気的に接続された後にリード線は、前記支持枠上の
導体部から取り出・されるため、リード線の断線も発生
しにくくなる。
極と、前記支持枠状に設けられた導体部が半田等により
、電気的に接続された後にリード線は、前記支持枠上の
導体部から取り出・されるため、リード線の断線も発生
しにくくなる。
［実施例］
以下本発明の超音波モータについて、詳しく説明する。
第１図は本発明の実施例に係る超音波モータの構成を丞
す図である。
す図である。
この図において、超音波モータは、圧電セラミックス円
柱１１と、リング状支持枠１２と、カップ状ロータ１３
とを有する。
柱１１と、リング状支持枠１２と、カップ状ロータ１３
とを有する。
第２図は本発明の超音波モータに用いる圧電セラミック
ス円柱を示す斜視図である。第３図は本発明の超音波モ
ータに用いる圧電セラミックス円柱の断面図であり、第
３図（ａ）は電極３２，３４を（＋）、電極３１．３３
を（−）にして、電圧を印加した場合の分極の向きを破
線の矢印で示している。第３図（ｂ）は、第３図（ａ）
のように分極した圧電セラミックス円柱において電極３
３．３４を（＋）、電極３１．３２を（−）にして電圧
を印加した場合の断面の歪みを示、す図である。第３図
（ｂ）において、電圧は電極３４から３１、電極３３か
ら３２に印加される。そのために、分極方向に依存して
、圧電セラミックス円柱の周面に沿うように電極３４．
３１間は伸び、電極３３．３２間は縮む。その結果とし
て、第３図（ｂ）において、長さ方向に下側が膨むよう
に屈曲する。また、印加電圧の極性が逆方向であれば、
屈曲も逆になる。
ス円柱を示す斜視図である。第３図は本発明の超音波モ
ータに用いる圧電セラミックス円柱の断面図であり、第
３図（ａ）は電極３２，３４を（＋）、電極３１．３３
を（−）にして、電圧を印加した場合の分極の向きを破
線の矢印で示している。第３図（ｂ）は、第３図（ａ）
のように分極した圧電セラミックス円柱において電極３
３．３４を（＋）、電極３１．３２を（−）にして電圧
を印加した場合の断面の歪みを示、す図である。第３図
（ｂ）において、電圧は電極３４から３１、電極３３か
ら３２に印加される。そのために、分極方向に依存して
、圧電セラミックス円柱の周面に沿うように電極３４．
３１間は伸び、電極３３．３２間は縮む。その結果とし
て、第３図（ｂ）において、長さ方向に下側が膨むよう
に屈曲する。また、印加電圧の極性が逆方向であれば、
屈曲も逆になる。
第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は圧電セラミックス円柱
１１に交流電圧を加えた場合の振動状態の説明図である
。
１１に交流電圧を加えた場合の振動状態の説明図である
。
電極３３．３４と電極３１．３２間に振動子の共振周波
数に等しい交流電圧を印加した場合、第４図（ａ）のよ
うに、白抜き矢印の方向に屈曲振動を発生する。電極３
１．３３及び３２．３３を接続して同様に振動子の共振
周波数に等しい周波数の交流電圧を印加すると、屈曲振
動の方向は第４図（ａ）の方向と・は直角になる。した
がって、以上の２つの方向の屈曲振動の位相を９０″ず
らせること、具体的には夫々の駆動電極の印加電圧の位
相を９０″ずらせることにより、圧電セラミックス円柱
１１の両端部に、Ｉ！４図（ｂ）に示すような円運動を
含む楕円運動を励起することが可能である。
数に等しい交流電圧を印加した場合、第４図（ａ）のよ
うに、白抜き矢印の方向に屈曲振動を発生する。電極３
１．３３及び３２．３３を接続して同様に振動子の共振
周波数に等しい周波数の交流電圧を印加すると、屈曲振
動の方向は第４図（ａ）の方向と・は直角になる。した
がって、以上の２つの方向の屈曲振動の位相を９０″ず
らせること、具体的には夫々の駆動電極の印加電圧の位
相を９０″ずらせることにより、圧電セラミックス円柱
１１の両端部に、Ｉ！４図（ｂ）に示すような円運動を
含む楕円運動を励起することが可能である。
第５図は圧電セラミックス円柱の振動の節を固定するた
めのリング状支持枠１２を示す図で、゛導体パターンが
形成されている。
めのリング状支持枠１２を示す図で、゛導体パターンが
形成されている。
第５図において、導体パターン３５，３６，３７．３８
は絶縁体よりなる圧電セラミックス円柱の電極と位置が
合うように、円周方向に４等分された位置に夫々形成さ
れている。圧電セラミック円柱１１をこのリング状支持
枠１２で支持し、さらにその両端に回転出力伝達のため
の一端に突出軸を有し、他端に孔部を有するカップ状ロ
ータ１３の他端側より付けると第１図示の超音波モータ
となる。
は絶縁体よりなる圧電セラミックス円柱の電極と位置が
合うように、円周方向に４等分された位置に夫々形成さ
れている。圧電セラミック円柱１１をこのリング状支持
枠１２で支持し、さらにその両端に回転出力伝達のため
の一端に突出軸を有し、他端に孔部を有するカップ状ロ
ータ１３の他端側より付けると第１図示の超音波モータ
となる。
第６図は本発明の超音波モータにおいて圧電セラミック
ス円柱１１をリング状支持枠で支持し、さらに円筒状外
枠に支持した場合の斜視図あり、圧電セラミックス円柱
１１はリング状支持枠１２でその振動の節を支持される
。圧電セラミックス円柱１１の両端には、カップ状ロー
ター１３が、その空筒部に前記圧電セラミックス円柱１
１の端部が微小隙間をもって、挿入された状態で、装着
されている。リング状支持枠１２は、円筒状外枠１４に
挿入され、円筒状外枠に固定する。 また、円筒状外枠
１４に設けられたリード線引き出し穴１６よりリード線
が引き出されている。第６図において、圧電セラミック
ス円柱１１の端部が楕円運動を行うと、カップ状ロータ
１３の軸は、外枠内に挿入される軸受け１７によって、
回転自在に支持されているために安定に回転する。
ス円柱１１をリング状支持枠で支持し、さらに円筒状外
枠に支持した場合の斜視図あり、圧電セラミックス円柱
１１はリング状支持枠１２でその振動の節を支持される
。圧電セラミックス円柱１１の両端には、カップ状ロー
ター１３が、その空筒部に前記圧電セラミックス円柱１
１の端部が微小隙間をもって、挿入された状態で、装着
されている。リング状支持枠１２は、円筒状外枠１４に
挿入され、円筒状外枠に固定する。 また、円筒状外枠
１４に設けられたリード線引き出し穴１６よりリード線
が引き出されている。第６図において、圧電セラミック
ス円柱１１の端部が楕円運動を行うと、カップ状ロータ
１３の軸は、外枠内に挿入される軸受け１７によって、
回転自在に支持されているために安定に回転する。
第１図に示したように、本発明においては、リング支持
枠を用いて圧電セラミックス円柱よりなる楕円運動振動
子の振動の節の部分を支持しており、支持枠の形状が対
称的であるため、円を含む楕円運動を励起するための互
いに直角な方向に対して支持による影響・が同じように
作用するため、安定した楕円運動が可能であり、さらに
、外部リード線を圧電セラミックス円柱の電極と電気的
に接続されたリング状の支持枠の導体部より引き出すこ
とにより、リード線の断線も発生しにくくなる。
枠を用いて圧電セラミックス円柱よりなる楕円運動振動
子の振動の節の部分を支持しており、支持枠の形状が対
称的であるため、円を含む楕円運動を励起するための互
いに直角な方向に対して支持による影響・が同じように
作用するため、安定した楕円運動が可能であり、さらに
、外部リード線を圧電セラミックス円柱の電極と電気的
に接続されたリング状の支持枠の導体部より引き出すこ
とにより、リード線の断線も発生しにくくなる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の超音波モータにおいては
、駆動力を発生させるための振動子の形状が単純で、回
転あるいは、楕円運動振動を発生させるための２つの振
動モードが同じ屈曲振動であることから、構造が簡単に
なる。また、楕円運動振動子として、棒状の振動子を使
用しているため、ローグーの直径を小さくすることが容
易で、ローター直径の小さい超音波モータを得ることが
できる。
、駆動力を発生させるための振動子の形状が単純で、回
転あるいは、楕円運動振動を発生させるための２つの振
動モードが同じ屈曲振動であることから、構造が簡単に
なる。また、楕円運動振動子として、棒状の振動子を使
用しているため、ローグーの直径を小さくすることが容
易で、ローター直径の小さい超音波モータを得ることが
できる。
さらに、本発明によれば、外部リード線も圧電セラミッ
クス円柱の電極より直接引き出さず、リング状支持枠の
導体パターンより半田付は等により引き出すことが可能
であるために、強度を増し、外部リード線の断線の可能
性も少なくなる。
クス円柱の電極より直接引き出さず、リング状支持枠の
導体パターンより半田付は等により引き出すことが可能
であるために、強度を増し、外部リード線の断線の可能
性も少なくなる。
第１図は本発明の実施例に係る超音波モータの構成を示
す斜視図、第２図は本発明の超音波モータに用いる圧電
セラミックス円柱を示す斜視図、第３図は本発明の超音
波モータに用いる圧電セラミックス円柱の断面図、第３
図（ａ）は電極３２゜３４を（＋）、電極３１．３３を
（−）にして、電圧を印加した場合の圧電セラミックス
円柱断面の歪みを示す図、第４図（ａ）及び第４図（、
ｂ）は圧電セラミックス円柱に交流電圧を加えた場合の
振動状態の説明図、第５図は圧電セラミックス円柱の振
動の節を固定するためのリング状支持枠を示す斜視図、
第６図は本発明の超音波モータにおいて圧電セラミック
ス円柱をリング状支持枠で支持し、さらに円筒状外枠で
支持した場合の斜視図、第７図及び第８図は従来の超音
波モータの構造例の説明に供する図である。 図中１１は圧電セラミックス円柱、１２はリング状支持
枠、１３はカップ状ローター １４は円筒状外枠、１６
はリード線引き出し穴、１７は軸受け、３１，３２．３
３．３４は電極、５１は金属板、５２．５３は圧電セラ
ミック円板である。
す斜視図、第２図は本発明の超音波モータに用いる圧電
セラミックス円柱を示す斜視図、第３図は本発明の超音
波モータに用いる圧電セラミックス円柱の断面図、第３
図（ａ）は電極３２゜３４を（＋）、電極３１．３３を
（−）にして、電圧を印加した場合の圧電セラミックス
円柱断面の歪みを示す図、第４図（ａ）及び第４図（、
ｂ）は圧電セラミックス円柱に交流電圧を加えた場合の
振動状態の説明図、第５図は圧電セラミックス円柱の振
動の節を固定するためのリング状支持枠を示す斜視図、
第６図は本発明の超音波モータにおいて圧電セラミック
ス円柱をリング状支持枠で支持し、さらに円筒状外枠で
支持した場合の斜視図、第７図及び第８図は従来の超音
波モータの構造例の説明に供する図である。 図中１１は圧電セラミックス円柱、１２はリング状支持
枠、１３はカップ状ローター １４は円筒状外枠、１６
はリード線引き出し穴、１７は軸受け、３１，３２．３
３．３４は電極、５１は金属板、５２．５３は圧電セラ
ミック円板である。
Claims (1)
- １． 圧電セラミックス円柱の側面に設けられた長さ方
向に平行な複数対の電極を有し、該圧電セラミックス円
柱の端面が円を含む楕円運動を行う圧電楕円運動振動子
と、該圧電楕円運動振動子の少なくとも一方の端部に配
された楕円運動−回転変換部材と、該圧電セラミックス
円柱の振動の節に設けられた絶縁材料よりなる支持部材
とを有し、前記圧電楕円運動振動子の楕円運動を前記楕
円運動−回転変換部材により回転運動に変換して回転出
力を得る超音波モータにおいて、 前記支持部材は、前記電極と対応した位置に導体パタ
ーンが形成されたリング形状を有し、前記電極と前記導
体パターンとを電気的に接続し、前記導体パターンより
外部リードを引き出し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 |
|---|---|---|---|
| JP63233803A JPH074074B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63233803A JPH074074B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284078A true JPH0284078A (ja) | 1990-03-26 |
| JPH074074B2 JPH074074B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16960830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63233803A Expired - Lifetime JPH074074B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074074B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218258A (en) * | 1990-09-04 | 1993-06-08 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor and laser beam welding apparatus using the same |
| EP0635930A4 (en) * | 1993-02-05 | 1997-07-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | ULTRASONIC MOTOR AND ULTRASONIC SHAFT BEAM. |
| US5883460A (en) * | 1996-06-28 | 1999-03-16 | Ultex Corporation | Support unit for ultrasonic vibration resonator |
| US6885615B1 (en) | 1998-12-21 | 2005-04-26 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, time piece, and portable device |
| JP2006238644A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Seiko Instruments Inc | 圧電アクチュエータおよびそれを用いた電子機器 |
| KR100691270B1 (ko) * | 2005-08-05 | 2007-03-12 | 삼성전기주식회사 | 압전 스테이터의 노달 지점을 자동으로 찾아 지지하는 구조 |
| JP2008253070A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Canon Inc | 振動波駆動装置及び振動子 |
| JP2008544315A (ja) * | 2005-06-14 | 2008-12-04 | ニュー スケール テクノロジーズ インコーポレーティッド | 超音波リードスクリューモータを含む機構 |
| US7638926B2 (en) | 2005-08-05 | 2009-12-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric ultrasonic motor |
| US7862002B2 (en) | 2006-11-15 | 2011-01-04 | Ckd Corporation | Vacuum valve |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63233803A patent/JPH074074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
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| US7834516B2 (en) | 2005-08-05 | 2010-11-16 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric ultrasonic motor |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH074074B2 (ja) | 1995-01-18 |
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