JPH03190573A - 振動波モータ - Google Patents
振動波モータInfo
- Publication number
- JPH03190573A JPH03190573A JP1323329A JP32332989A JPH03190573A JP H03190573 A JPH03190573 A JP H03190573A JP 1323329 A JP1323329 A JP 1323329A JP 32332989 A JP32332989 A JP 32332989A JP H03190573 A JPH03190573 A JP H03190573A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic body
- contact
- protrusions
- vibration wave
- vibration
- Prior art date
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- Pending
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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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0065—Friction interface
-
- 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
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
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、進行性振動波を利用した振動波モータに関す
るものである。
るものである。
振動波モータは、例えば圧電振動子に周波電圧を印加し
た時に生じる振動エネルギを駆動に利用するもので、従
来の電磁モータに比べて巻線を必要としない為、構造が
簡単で小型になり、低速回転時にも高トルクが得られる
という利点がある。振動波モータは、また超音波モータ
とも呼ばれ、この振動波が進行波であるものは、例えば
−眼レフレンズのオートフォーカスレンズ駆動用として
実用化されている。
た時に生じる振動エネルギを駆動に利用するもので、従
来の電磁モータに比べて巻線を必要としない為、構造が
簡単で小型になり、低速回転時にも高トルクが得られる
という利点がある。振動波モータは、また超音波モータ
とも呼ばれ、この振動波が進行波であるものは、例えば
−眼レフレンズのオートフォーカスレンズ駆動用として
実用化されている。
この進行波型の振動波モータの駆動原理は、特開昭62
−260567号等で公知のように、空間的位相の異な
るA−B相の2相の駆動用圧電素子に時間的に位相の異
なる交流電圧を印加することによって該圧電素子の接合
される弾性体に位相ずれを(90°)を有する定在波を
励起し、これらの定在波の合成によって進行波を形成し
て、この弾性体に圧接される移動体がこの進行波により
摩擦駆動されるものである。
−260567号等で公知のように、空間的位相の異な
るA−B相の2相の駆動用圧電素子に時間的に位相の異
なる交流電圧を印加することによって該圧電素子の接合
される弾性体に位相ずれを(90°)を有する定在波を
励起し、これらの定在波の合成によって進行波を形成し
て、この弾性体に圧接される移動体がこの進行波により
摩擦駆動されるものである。
第6図は、この進行波型の振動波モータの従来例の断面
図である。
図である。
図において、11は主に金属よりなるリング状の弾性体
で、その底面には公知の圧電素子11aが接着されて振
動体を構成している。前記弾性体には、送り方向の振巾
拡大の為に、複数の突起11bが形成されている。
で、その底面には公知の圧電素子11aが接着されて振
動体を構成している。前記弾性体には、送り方向の振巾
拡大の為に、複数の突起11bが形成されている。
2は、前記弾性体11の上面に加圧接触されたリング状
の移動体で、摩擦部材2a、防振材2b、防振材受は部
材2c、軸受部材2dを有し、該摩擦部材2aの端部は
前記弾性体11の上面と接触し、該摩擦部材2aと接触
した防振材2bは、例えばブチルゴム等の振動減衰性の
良好な弾性材料で構成される。
の移動体で、摩擦部材2a、防振材2b、防振材受は部
材2c、軸受部材2dを有し、該摩擦部材2aの端部は
前記弾性体11の上面と接触し、該摩擦部材2aと接触
した防振材2bは、例えばブチルゴム等の振動減衰性の
良好な弾性材料で構成される。
前記防振材受は部材2Cも金属性のリング状の部材で、
リング状の軸受部材2dにビス2eにより固着している
。
リング状の軸受部材2dにビス2eにより固着している
。
3は固定部でボール15を介して軸受部材4.5により
移動体2を回転自在に保持している。
移動体2を回転自在に保持している。
一方弾性体11の他方の面は、フェルト等の振動絶縁体
6、保持板7、弾性体11と移動体2とを加圧接触させ
るサラバネ8を介して押え環9に接触している。
6、保持板7、弾性体11と移動体2とを加圧接触させ
るサラバネ8を介して押え環9に接触している。
尚、弾性体11に発生した進行性振動波によって移動体
2を移動させる振動波モータの動作については本件以前
の出願にがかるモータの動作と基本的に変わらないので
省略する。
2を移動させる振動波モータの動作については本件以前
の出願にがかるモータの動作と基本的に変わらないので
省略する。
(発明が解決しようとしている課題)
しかしながら、上記従来例では、弾性体11に発生する
振動波の振巾がせいぜい数ミクロンメーターであるので
、弾性体11と前記摩擦部材2aの接触部の平面度が振
巾と同程度必要となり、その為に加工上のコストアップ
となっていた。逆に、前記接触部の平面度が悪いと、前
記弾性体11と前記摩擦部材2aの相対位置で接触状態
が大きく変わってしまう為、回転むらが大きくなり、ま
た、騒音を発生してしまうといった欠点があった。
振動波の振巾がせいぜい数ミクロンメーターであるので
、弾性体11と前記摩擦部材2aの接触部の平面度が振
巾と同程度必要となり、その為に加工上のコストアップ
となっていた。逆に、前記接触部の平面度が悪いと、前
記弾性体11と前記摩擦部材2aの相対位置で接触状態
が大きく変わってしまう為、回転むらが大きくなり、ま
た、騒音を発生してしまうといった欠点があった。
本発明の目的は、このような従来の欠点を解決し、高精
度な平面度を要求することなく確実な接触状態を得るこ
とができ、回転ムラがなく、騒音の発生もない振動波モ
ータを提供することにある。
度な平面度を要求することなく確実な接触状態を得るこ
とができ、回転ムラがなく、騒音の発生もない振動波モ
ータを提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明の目的を達成するための要旨とするところは、弾
性体に周期的に変形する電気−機械エネルギ変換素子を
接合して振動体を構成し該振動体に進行性の振動波を発
生させ、該振動波にて該撮動体と該振動体と加圧接触す
る部材とを相対的に移動させる振動波モータにおいて、
該弾性体の駆動面は、該相対的に移動する部材と、移動
方向において間隔を有して少なくとも数箇所で接触する
接触部が形成されていることを特徴とする振動波モータ
にある。
性体に周期的に変形する電気−機械エネルギ変換素子を
接合して振動体を構成し該振動体に進行性の振動波を発
生させ、該振動波にて該撮動体と該振動体と加圧接触す
る部材とを相対的に移動させる振動波モータにおいて、
該弾性体の駆動面は、該相対的に移動する部材と、移動
方向において間隔を有して少なくとも数箇所で接触する
接触部が形成されていることを特徴とする振動波モータ
にある。
(作 用)
上記した構成の振動波モータは、進行波の形成される弾
性体と、この弾性体に圧接する部材とが、全面で接触せ
ず、複数個所で接触する。
性体と、この弾性体に圧接する部材とが、全面で接触せ
ず、複数個所で接触する。
(実 施 例)
第1図は本発明による振動波モータの一実施例を示す断
面図、第2図はその振動体とその周辺部材の分解斜視図
を示している。なお、本実施例において、従来例と同一
の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
面図、第2図はその振動体とその周辺部材の分解斜視図
を示している。なお、本実施例において、従来例と同一
の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
1は円環形状の弾性体で、その底面には従来例と同様に
駆動用のA相、B相圧電素子を有する圧電素子1aが接
着剤等により接着されている。弾性体1の上面側、すな
わち摩擦部材2aとの接触面側には、複数個(本実施例
では5個)の突起1bを1群とする突起群がピッチ(P
+ 、P2 、P、)の間隔で周方向に沿って複数個所
(本実施例では3個所)設けられている、なお、各突起
群内における複数の突起1bは周方向ピッチ(Pl、p
21P3)内にある。
駆動用のA相、B相圧電素子を有する圧電素子1aが接
着剤等により接着されている。弾性体1の上面側、すな
わち摩擦部材2aとの接触面側には、複数個(本実施例
では5個)の突起1bを1群とする突起群がピッチ(P
+ 、P2 、P、)の間隔で周方向に沿って複数個所
(本実施例では3個所)設けられている、なお、各突起
群内における複数の突起1bは周方向ピッチ(Pl、p
21P3)内にある。
本実施例において、弾性体1に形成する進行波は7波を
想定し、突起群の周方向ピッチ(pHP21P3)は進
行波の波長(λ)に一致させている。
想定し、突起群の周方向ピッチ(pHP21P3)は進
行波の波長(λ)に一致させている。
このような形状の弾性体1に摩擦部材28等の移動体2
を皿ばね8により全体を加圧力Wで加圧した際の加圧力
分布状態を第3図(8)に示す。
を皿ばね8により全体を加圧力Wで加圧した際の加圧力
分布状態を第3図(8)に示す。
第3図(a)は周方向における展開図であり、弾性体1
の上面における加圧力の分布は、突起群が他の面よりも
高く、また突起群内においては略−様な面圧(W)とな
っており、周方向の相対位置でこの状態は殆ど変わらな
い。
の上面における加圧力の分布は、突起群が他の面よりも
高く、また突起群内においては略−様な面圧(W)とな
っており、周方向の相対位置でこの状態は殆ど変わらな
い。
これは、弾性体1と摩擦部材2aとがその周方向におい
て数箇所(本実施例では3箇所)の突起群のみで接触す
るからであり、従来に比べて突起1bがより確実に摩擦
部材2aと接触することになる。
て数箇所(本実施例では3箇所)の突起群のみで接触す
るからであり、従来に比べて突起1bがより確実に摩擦
部材2aと接触することになる。
したがって、弾性体1や摩擦部材2aの平面度が悪くて
も、突起群を構成する突起1bの平面度をある程度維持
しておけば、摩擦部材2aと弾性体1とを確実に接触さ
せることが可能となる。
も、突起群を構成する突起1bの平面度をある程度維持
しておけば、摩擦部材2aと弾性体1とを確実に接触さ
せることが可能となる。
一方、突起群の周方向ピッチ(P+ * Pl *ps
)は、第3図(b) に示すように、弾性体1に形成さ
れる進行波の波長(λ)と等しくしているが、これは波
の乗り移りから波長λと一致させるのが最適であること
による。
)は、第3図(b) に示すように、弾性体1に形成さ
れる進行波の波長(λ)と等しくしているが、これは波
の乗り移りから波長λと一致させるのが最適であること
による。
すなわち、第3図(b)において、■〜@は弾性体1の
表面に生じる進行波の波形及び進行方向の速度成分Uの
時間的変化を示しており、■→■−■−■−■と繰り返
すうち、波の位相がλ/4づつずれており、進行波の波
のピークで速度成分Uが最大となるので、仮に摩擦部材
2aと弾性体1の接触が進行波の波のピークでしか行な
われない理想形で考えると、■−■に移行するに従って
、突起群内の端側の突起1b−1から順に突起1b−2
−1b−3−1b−4が摩擦部材2aと接触し、摩擦駆
動されることになる。
表面に生じる進行波の波形及び進行方向の速度成分Uの
時間的変化を示しており、■→■−■−■−■と繰り返
すうち、波の位相がλ/4づつずれており、進行波の波
のピークで速度成分Uが最大となるので、仮に摩擦部材
2aと弾性体1の接触が進行波の波のピークでしか行な
われない理想形で考えると、■−■に移行するに従って
、突起群内の端側の突起1b−1から順に突起1b−2
−1b−3−1b−4が摩擦部材2aと接触し、摩擦駆
動されることになる。
なおこの場合は、λ/4の間は滑らかな送り方ができな
いので、駆動ロスが生じるが、突起群内における突起の
数を多くすればより一層滑らかに送ることができる。こ
のことから、突起群内における突起の数を多くすればす
る程なめらかな送りができるので、突起群を1つの突起
で形成すれば連続的に滑らかな送りが可能となる。した
がって、周方向ピッチ(pt92 + 93 )内で
は、少なくとも1点が確実に駆動に有効に作用すること
になる。
いので、駆動ロスが生じるが、突起群内における突起の
数を多くすればより一層滑らかに送ることができる。こ
のことから、突起群内における突起の数を多くすればす
る程なめらかな送りができるので、突起群を1つの突起
で形成すれば連続的に滑らかな送りが可能となる。した
がって、周方向ピッチ(pt92 + 93 )内で
は、少なくとも1点が確実に駆動に有効に作用すること
になる。
また、平面どうしの接触は3点で安定であるので、本実
施例のように3筒所接触であれば、突起群間のピッチ(
P+ 、Pl 、Ps )がいかなる値であっても常に
安定な接触状態を確保できる。
施例のように3筒所接触であれば、突起群間のピッチ(
P+ 、Pl 、Ps )がいかなる値であっても常に
安定な接触状態を確保できる。
なお、本実施例では、周方向ピッチ(p+。
P21Pりを波長(λ)と一致させているが、その近傍
であってもよい。
であってもよい。
第4図は本発明による振動波モータの他の実施例を示す
断面図、第5図はその加圧力分布状態を示す同方向展開
図である。本実施例は、従来例と同様に弾性体12の底
面には圧電素子12aが接着されている。また、弾性体
12の上面は、周方向に沿りてその全周に複数の突起1
2b、12cが設けである。これらの突起12b、12
cは、隣接する足の長い数個の突起12bが周方向ピッ
チP t’ (P *’+ P s’)内に形成され
て突起群を形成し、摩擦部材2aと接触している。これ
より長い周方向ピッチP。
断面図、第5図はその加圧力分布状態を示す同方向展開
図である。本実施例は、従来例と同様に弾性体12の底
面には圧電素子12aが接着されている。また、弾性体
12の上面は、周方向に沿りてその全周に複数の突起1
2b、12cが設けである。これらの突起12b、12
cは、隣接する足の長い数個の突起12bが周方向ピッ
チP t’ (P *’+ P s’)内に形成され
て突起群を形成し、摩擦部材2aと接触している。これ
より長い周方向ピッチP。
(P 2”、 P s’)間隔をもってこれらの突起
群が数箇所配置されている。
群が数箇所配置されている。
また、足の短い複数の突起12cが足の長い複数の突起
12bからなる突起群間を埋めるようにして形成されて
いる。突起12cは摩擦部材2aと接触しないよう歯先
が充分短くなっている。従って、皿バネ8で全体を加圧
力Wで圧接した場合、弾性体12や摩擦部材2aの平面
度が悪くても、両方の接触点が数箇所しかない為、従来
例と比べて突起12bがより確実に摩擦部材2aと接触
する。そして、足の短い突起12cは全て摩擦部材2a
とは接触しない。
12bからなる突起群間を埋めるようにして形成されて
いる。突起12cは摩擦部材2aと接触しないよう歯先
が充分短くなっている。従って、皿バネ8で全体を加圧
力Wで圧接した場合、弾性体12や摩擦部材2aの平面
度が悪くても、両方の接触点が数箇所しかない為、従来
例と比べて突起12bがより確実に摩擦部材2aと接触
する。そして、足の短い突起12cは全て摩擦部材2a
とは接触しない。
矢印Wはこの状態での周方向の弾性体12に加わる加圧
力分布を示している。これは、弾性体12と摩擦部材2
aとの周方向の相対位置でほとんど変わらない。
力分布を示している。これは、弾性体12と摩擦部材2
aとの周方向の相対位置でほとんど変わらない。
本実施例の場合、上記の実施例に比べて、全面にわたり
弾性体に複数の突起・12b、12cが設けられている
為、弾性体12にとって周方向の連続性が高く、なめら
かな振動が可能である。
弾性体に複数の突起・12b、12cが設けられている
為、弾性体12にとって周方向の連続性が高く、なめら
かな振動が可能である。
以上の各実施例は、リングタイプのモータで説明したが
、振動体を長円形状とするタイプの振動波モータであフ
ても同様の効果がある。
、振動体を長円形状とするタイプの振動波モータであフ
ても同様の効果がある。
以上説明したように、本発明によれば進行波の形成され
る弾性体と相対移動する部材との接触部を数箇所と限定
する事で、接触状態を確実で安定にすることができる。
る弾性体と相対移動する部材との接触部を数箇所と限定
する事で、接触状態を確実で安定にすることができる。
その為、双方の接触面の平面度が悪くても回転むらが少
なく、騒音の発生もなくなるという効果がある。
なく、騒音の発生もなくなるという効果がある。
第1図は本発明による振動波モータの一実施例を示す断
面図、第2図はその振動体と周辺部材の分解斜視図、第
3図(8) はその弾性体における加圧力分布を示す図
、第3図(b)は進行波の移行状態と突起位置との関係
を示す図、第4図は他の実施例を示す断面図、第5図は
その弾性体における加圧力分布を示す図、第6図は従来
の振動波子−夕の断面図である。 1.11.127弾性体 la、lla、12a:圧電素子 2:移動体 2a:摩擦部材 6:振動絶縁体 8:皿バネ 第1図 第2図 5 b 第3 (a) 図 第 図 b 1゜
面図、第2図はその振動体と周辺部材の分解斜視図、第
3図(8) はその弾性体における加圧力分布を示す図
、第3図(b)は進行波の移行状態と突起位置との関係
を示す図、第4図は他の実施例を示す断面図、第5図は
その弾性体における加圧力分布を示す図、第6図は従来
の振動波子−夕の断面図である。 1.11.127弾性体 la、lla、12a:圧電素子 2:移動体 2a:摩擦部材 6:振動絶縁体 8:皿バネ 第1図 第2図 5 b 第3 (a) 図 第 図 b 1゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 弾性体に周期的に変形する電気−機械エネルギ変換
素子を接合して振動体を構成し該振動体に進行性の振動
波を発生させ、該振動波にて該振動体と該振動体と加圧
接触する部材とを相対的に移動させる振動波モータにお
いて、該弾性体の駆動面は、該相対的に移動 する部材と、移動方向において間隔を有して少なくとも
数箇所で接触する接触部が形成されていることを特徴と
する振動波モータ。 2 前記弾性体の駆動面に形成される接触部は、進行波
の進行方向に沿って突設された複数の突起を有すること
を特徴とする請求項1に記載の振動波モータ。 3 前記弾性体の駆動面には、複数の突起からなる接触
部の間に、該接触部の突起よりも 短い突起が進行波の進行方向に沿って複数 突設されていることを特徴とする請求項2に記載の振動
波モータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323329A JPH03190573A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 振動波モータ |
| US07/917,742 US5402030A (en) | 1989-12-13 | 1992-07-23 | Vibration wave driven apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1323329A JPH03190573A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 振動波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190573A true JPH03190573A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18153580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1323329A Pending JPH03190573A (ja) | 1989-12-13 | 1989-12-13 | 振動波モータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5402030A (ja) |
| JP (1) | JPH03190573A (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3399818B2 (ja) * | 1997-12-24 | 2003-04-21 | アスモ株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータ装置 |
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| CN105322825A (zh) * | 2015-01-06 | 2016-02-10 | 长春工业大学 | 纵振夹心式梁板复合激振超声电机、驱动平台及其驱动方法 |
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