JPH03149954A - Wobble motor - Google Patents
Wobble motorInfo
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- JPH03149954A JPH03149954A JP28822089A JP28822089A JPH03149954A JP H03149954 A JPH03149954 A JP H03149954A JP 28822089 A JP28822089 A JP 28822089A JP 28822089 A JP28822089 A JP 28822089A JP H03149954 A JPH03149954 A JP H03149954A
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- stator
- circumferential face
- outer diameter
- diameter
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、ステータとロータとの間に静電力を作用さ
せて駆動するワブルモータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a wobble motor that is driven by applying electrostatic force between a stator and a rotor.
〈従来の技術〉
現在、種々の用途に電磁モータが汎用的に用いられてい
る。ところがこの種モータはモータ径が数閣程度まで小
さくなると、その電磁力の容積効率が低下するため、発
生トルクが小さくなるという欠点がある。<Prior Art> Currently, electromagnetic motors are commonly used for various purposes. However, this type of motor has the disadvantage that when the motor diameter is reduced to about a few degrees, the volumetric efficiency of the electromagnetic force decreases, and the generated torque decreases.
そこで近年、静電力を駆動力とする高効率の小型モータ
が提案され、とりわけ有効にトルクを発生する機構をも
つワブルモータが注目されている。Therefore, in recent years, highly efficient small motors that use electrostatic force as a driving force have been proposed, and in particular, wobble motors that have a mechanism that effectively generates torque are attracting attention.
このワブルモータは、第3図および第4図に示す如く、
円筒状をなすステータlの内孔2へその内径より小さな
外径のロータ、3を配備した構造のものであり、前記ス
テータ1の内面には複数の帯状電極4が絶縁体5を介し
て整列配置されている。ロータ3はステータ1の内孔2
に内接しており、ステータ1の各電極4に順次電圧を印
加してステータlとロータ3との間に静電力を作用させ
ることによりロータ3がステータ1の内面に沿い転勤し
つつ軸回転するのである。This wobble motor, as shown in Figs. 3 and 4,
It has a structure in which a rotor 3 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the inner hole 2 of a cylindrical stator l is provided, and a plurality of strip electrodes 4 are arranged on the inner surface of the stator 1 with an insulator 5 interposed therebetween. It is located. The rotor 3 is the inner hole 2 of the stator 1
By sequentially applying a voltage to each electrode 4 of the stator 1 and applying an electrostatic force between the stator 1 and the rotor 3, the rotor 3 rotates along its axis while moving along the inner surface of the stator 1. It is.
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら従来のワブルモータは、ロータ3の軸回転
から回転トルクを取り出すだけのものであるため、この
モータ出力にて対象物を直線動作させるには、例えばボ
ールネジなどの運動伝達機構を用いて回転運動を直線運
動に変換する必要がある。ところがこのような運動伝達
機構を用いると、モータ自体は小型化したにも関わらず
、装置全体が大型化してしまうという不都合がある。ま
た静電力を利用するこの種モータは、原理上十分大きな
トルクを得るのが困難であるから、その種の運動伝達機
構を用いることは効率劣化を招くという問題もある。<Problems to be solved by the invention> However, since the conventional wobble motor only extracts rotational torque from the shaft rotation of the rotor 3, it is necessary to use a ball screw, etc., to linearly move an object using the motor output. It is necessary to convert rotational motion into linear motion using a motion transmission mechanism. However, when such a motion transmission mechanism is used, there is a problem in that the entire device becomes larger even though the motor itself is made smaller. Furthermore, since it is difficult in principle to obtain a sufficiently large torque with this type of motor that utilizes electrostatic force, there is also the problem that the use of this type of motion transmission mechanism causes a decrease in efficiency.
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、ロー
タまたはステータの形状を工夫することにより、運動伝
達機構を用いずにモータ単体て直線運動を実現できる新
規なワブルモータを提供することを目的とする。This invention was made in view of the above problem, and an object of the present invention is to provide a new wobble motor that can realize linear motion by itself without using a motion transmission mechanism by devising the shape of the rotor or stator. shall be.
〈問題点を解決するための手段〉
この発明は、ステータの内孔へその内径より小さな外径
のロータを配備して、ステータとロータとの間に作用さ
せる静電力によりロータを駆動するワブルモータにおい
て、前記ロータの外周面とステータの内周面との少なく
とも一方は、一端に対して他端の外径または内径が大き
くなるようなテーパ状に形成したものである。<Means for Solving the Problems> The present invention provides a wobble motor in which a rotor having an outer diameter smaller than the inner diameter is provided in the inner hole of the stator and the rotor is driven by an electrostatic force acting between the stator and the rotor. At least one of the outer circumferential surface of the rotor and the inner circumferential surface of the stator is formed in a tapered shape such that the outer diameter or inner diameter of one end is larger than that of the other end.
〈作用〉
ステータの各電極に順次電圧を印加すると、ロータは静
電力の作用によりステータの内面を転動しつつ軸回転す
る。この場合にロータの外周面とステータの内周面との
少なくとも一方をテーパ状としであるので、ロータは回
転動作に伴ってステータの軸方向へ変位する。従ってこ
のステータの軸方向への動きを取り出せば、格別な運動
伝達機構を用いることなく直線運動が得られることにな
る。<Operation> When a voltage is sequentially applied to each electrode of the stator, the rotor rotates around its axis while rolling on the inner surface of the stator due to the action of electrostatic force. In this case, since at least one of the outer circumferential surface of the rotor and the inner circumferential surface of the stator is tapered, the rotor is displaced in the axial direction of the stator as it rotates. Therefore, by extracting the movement of the stator in the axial direction, linear movement can be obtained without using any special motion transmission mechanism.
〈実施例〉
第1図は、この発明の一実施例にかかるワブルモータの
構成を示している。<Embodiment> FIG. 1 shows the configuration of a wobble motor according to an embodiment of the present invention.
図示例のワブルモータは、円筒状をなすステータ10と
、このステータlOの内孔11に配備されたロータ12
とで構成されるもので、前記ステータlOの内面には図
示しないが複数の電極と絶縁体とが交互に整列配備され
ている。The illustrated wobble motor includes a cylindrical stator 10 and a rotor 12 disposed in an inner hole 11 of the stator lO.
Although not shown, a plurality of electrodes and insulators are arranged alternately on the inner surface of the stator IO.
ロータ12は、その長さLIIがステータ10の長さり
、より大きく設定され、また外周面の形状は一端の外径
D□が他端の外径り。より大きくなるようなテーバ状に
形成しである。このロータ12をステータ10の内孔1
1に挿入して内接させたとき、ロータ12はその中心軸
13がステータ10の円筒軸14に対し次式のテーパ角
度θだけ傾いた状態で保持されることになる。The length LII of the rotor 12 is longer than the length of the stator 10, and the shape of the outer peripheral surface is such that the outer diameter D□ at one end is the same as the outer diameter at the other end. It is formed into a tapered shape that makes it larger. This rotor 12 is connected to the inner hole 1 of the stator 10.
When the rotor 12 is inserted into and inscribed in the rotor 1, the rotor 12 is held in a state where its central axis 13 is inclined with respect to the cylindrical axis 14 of the stator 10 by a taper angle θ expressed by the following equation.
ム
なおこの実施例では、ロータ12の外周面をテーパ状と
し、ステータlOの内孔11は内径D8が一定な真直形
状としているが、第2図に示すように、ロータ12の外
径D1が一定な真直形状となし、ステータlOの内孔1
1は一端の内径D1.が他端の内径I)szより大きく
なるようなテーバ状に形成してもよい。In this embodiment, the outer circumferential surface of the rotor 12 is tapered, and the inner hole 11 of the stator lO is straight with a constant inner diameter D8. However, as shown in FIG. Constant straight shape, inner hole 1 of stator lO
1 is the inner diameter D1 of one end. It may be formed into a tapered shape such that the inner diameter I)sz is larger than the inner diameter I)sz of the other end.
第1図に示すワブルモータにおいて、いまステータlO
の各電極に順次電圧を印加すると、ロータ12とステー
タlOとの間に静電力が作用してロータ12は各電極に
順次引き付けられる。これによりロータ12はステータ
10に内接しつつ転勤し、またそれ自体が転勤方向と反
対方向に中心軸13を回転中心として軸回転する。また
ロータ12の外周面がテーバ状となっているので、ロー
タ12はこの回転動作に伴ってステータ100円筒軸1
4の方向へ変位してゆく、このときの移動量Xは、ロー
タ12がステータlOの内周面を転動した距離を2とす
ると、
X = l tan θ・・・・■
である。ただしステータ1Gの各電極に電圧を1周分印
加すると、2=πDsである。In the wobble motor shown in Fig. 1, the stator lO
When a voltage is sequentially applied to each electrode, an electrostatic force acts between the rotor 12 and the stator lO, and the rotor 12 is sequentially attracted to each electrode. As a result, the rotor 12 is transferred while being inscribed in the stator 10, and the rotor 12 itself rotates around the central shaft 13 in a direction opposite to the direction of transfer. In addition, since the outer circumferential surface of the rotor 12 is tapered, the rotor 12 moves along with the stator 100 and the cylindrical shaft 1.
The amount of movement X at this time when the rotor 12 is displaced in the direction of 4 is as follows, where 2 is the distance that the rotor 12 has rolled on the inner circumferential surface of the stator lO. However, when a voltage is applied to each electrode of the stator 1G for one revolution, 2=πDs.
このようにステータ10の各電極に電圧を順次印加する
ことによりロータ12は円筒軸14の方向へ直線運動°
するが、この場合にロータ12の外径差(D□−〇ml
)を太きく設定してテーパ角度θを太きくすれば、単位
回転当たりの移動量を大きくでき、動作速度が高められ
る。一方、ロータ12の外径差(Dmt Dmt)を
小さく設定すれば、単位回転当たりの移動量が微細とな
り、精密な直線運動が可能となる。By sequentially applying a voltage to each electrode of the stator 10 in this way, the rotor 12 moves linearly in the direction of the cylindrical shaft 14.
However, in this case, the difference in the outer diameter of the rotor 12 (D□-〇ml
) is set to be large and the taper angle θ is made large, the amount of movement per unit rotation can be increased and the operating speed can be increased. On the other hand, if the outer diameter difference (Dmt) of the rotor 12 is set small, the amount of movement per unit rotation becomes minute, and precise linear motion becomes possible.
なお図示例のワブルモータにはロータ12を支持するた
めの格別な機構を設けておらず、ステータlOとロータ
12との間の摩擦力をもってロータ12をステータ10
の内孔11に保持している。Note that the illustrated wobble motor is not provided with a special mechanism for supporting the rotor 12, and the rotor 12 is moved to the stator 10 by the frictional force between the stator lO and the rotor 12.
It is held in the inner hole 11 of.
例えばこのワブルモータを縦向けに使用する場合は、ロ
ータ12はステータ10との間に作用させる静電力Fと
両者間の摩擦係数μとの積で示される摩擦力にて保持さ
れるので、次式の関係を満たすことによりロータ12は
支持機構なしに保持されることになる。For example, when this wobble motor is used vertically, the rotor 12 is held by the frictional force represented by the product of the electrostatic force F acting between it and the stator 10 and the friction coefficient μ between the two, so the following formula is used: By satisfying the following relationship, the rotor 12 is held without a support mechanism.
M−g<F・ミ・・・・■
上式中、Mはロータ12の質量、gは重力の加速度であ
る。M−g<F・mi...■ In the above formula, M is the mass of the rotor 12, and g is the acceleration of gravity.
またロータ12への荷重、すなわちロータ12が駆動す
る可動体の質量をmとすると、次式の関係を満たせば、
ロータ12は可動体を動かすことができる。Furthermore, if the load on the rotor 12, that is, the mass of the movable body driven by the rotor 12, is m, then if the following relationship is satisfied,
The rotor 12 can move a movable body.
(M+m)= g<F −//−−・・■またワブルモ
ータを横向きに使用する場合は、ワブルモータの推力f
に対し可動体の静止摩擦力mg−p(ただしmは可動体
の質量)が次式の関係を満たせば、ロータ12は可動体
を動かすことができる。(M+m)= g<F -//--...■Also, when using the wobble motor horizontally, the thrust of the wobble motor f
On the other hand, if the static frictional force mg-p of the movable body (where m is the mass of the movable body) satisfies the following relationship, the rotor 12 can move the movable body.
f>m−g−p・・・・[F]
〈発明の効果〉
この発明は上記の如く、ロータの外周面とステータの内
周面との少なくとも一方を、一端に対して他端の外径ま
たは内径が大きくなるようなテーパ状に形成したから、
ロータを回転動作させつつステータの軸方向へ変位させ
ることができ、格別な運動伝達機構を用いることなく直
線運動を実現できるという効果を奏する。f>m-g-p... [F] <Effects of the Invention> As described above, the present invention provides at least one of the outer circumferential surface of the rotor and the inner circumferential surface of the stator with respect to the outer circumferential surface of the other end. Because it is formed into a tapered shape that increases the diameter or inner diameter,
The rotor can be displaced in the axial direction of the stator while being rotated, and linear motion can be realized without using a special motion transmission mechanism.
第1図はこの発明の一実施例にかかるワブルモータの縦
断面図、第2図はこの発明の他の実施例の縦断面図、第
3図は従来例の外観を示す斜面図、第4図は従来例の縦
断面図である。
10・・・・ステータ 11・・・・内孔12・
・・・ロータFIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wobble motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the invention, FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of a conventional example, and FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a conventional example. 10... Stator 11... Inner hole 12.
...rotor
Claims (1)
備して、ステータとロータとの間に作用させる静電力に
よりロータを駆動するワブルモータにおいて、 前記ロータの外周面とステータの内周面との少なくとも
一方は、一端に対して他端の外径または内径が大きくな
るようなテーパ状に形成されて成るワブルモータ。[Scope of Claims] A wobble motor in which a rotor having an outer diameter smaller than the inner diameter is arranged in an inner hole of the stator and drives the rotor by an electrostatic force acting between the stator and the rotor, wherein the outer circumferential surface of the rotor and the stator At least one of the inner circumferential surfaces of the wobble motor is formed in a tapered shape such that the outer diameter or inner diameter of the other end is larger than that of one end.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28822089A JPH03149954A (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Wobble motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28822089A JPH03149954A (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Wobble motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03149954A true JPH03149954A (en) | 1991-06-26 |
Family
ID=17727377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28822089A Pending JPH03149954A (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Wobble motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03149954A (en) |
-
1989
- 1989-11-06 JP JP28822089A patent/JPH03149954A/en active Pending
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