JPH0474951B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0474951B2 JPH0474951B2 JP57219530A JP21953082A JPH0474951B2 JP H0474951 B2 JPH0474951 B2 JP H0474951B2 JP 57219530 A JP57219530 A JP 57219530A JP 21953082 A JP21953082 A JP 21953082A JP H0474951 B2 JPH0474951 B2 JP H0474951B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- vibration
- vibration wave
- electrostrictive
- wave motor
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は進行性振動波により駆動する振動波モ
ータの構造に関する。
ータの構造に関する。
本発明は新規な前述の如き振動波モータであつ
て、かつ極めて簡単な構造の振動波モータを提供
することを目的とするものである。
て、かつ極めて簡単な構造の振動波モータを提供
することを目的とするものである。
上記目的を達成するため本発明は、中空の円錐
台形をした環状振動体２の外側面２ａに、複数の
電歪素子３ａ，３ｂを位相差的に配列して接合
し、前記各電歪素子３ａ及び３ｂに周波電圧を印
加して、該振動体２に進行性振動波を発生させ、
その振動波により、該振動体２に加圧接触させた
移動体１を摩擦駆動することを特徴とする振動波
モータである。
台形をした環状振動体２の外側面２ａに、複数の
電歪素子３ａ，３ｂを位相差的に配列して接合
し、前記各電歪素子３ａ及び３ｂに周波電圧を印
加して、該振動体２に進行性振動波を発生させ、
その振動波により、該振動体２に加圧接触させた
移動体１を摩擦駆動することを特徴とする振動波
モータである。
第１図は本発明を適用した振動波モータの一部
切欠き側面図である。
切欠き側面図である。
ベースとなる固定円筒５の段差部にフエルト又
はゴムからなる振動吸収体４を取付け、そこに電
気−機械エネルギー変換素子としての電歪素子３
を接着した金属の振動体２を取付け、各々は回転
しないようになつている。ころ９と座６からなる
スラストころ軸受け１０が、固定筒５に螺合した
調節リング７とばね８によつて押えられ、可動子
としての回転体１を振動体２の表面に圧接する。
はゴムからなる振動吸収体４を取付け、そこに電
気−機械エネルギー変換素子としての電歪素子３
を接着した金属の振動体２を取付け、各々は回転
しないようになつている。ころ９と座６からなる
スラストころ軸受け１０が、固定筒５に螺合した
調節リング７とばね８によつて押えられ、可動子
としての回転体１を振動体２の表面に圧接する。
第２図は上記構成の振動波モータの振動体２と
電歪素子３を分解した状態を示すものである。
電歪素子３を分解した状態を示すものである。
金属からなる環状振動体２は中空の円錐台形を
しており、その外側面２ａに複数の電歪素子３を
接着する。振動体２をこのような形にするのは後
述する理由により、振動体２の内径D1と外径D2
の差をできるだけ小さくする必要がある一方で、
電歪素子３の軸方向の巾を充分に取りかつ振動体
２と回転体１の接触面積を充分に取り、高トルク
を得るためである。しかし円筒形にすることを回
転体１を振動体２に圧接する機構が複雑になり好
ましくない。
しており、その外側面２ａに複数の電歪素子３を
接着する。振動体２をこのような形にするのは後
述する理由により、振動体２の内径D1と外径D2
の差をできるだけ小さくする必要がある一方で、
電歪素子３の軸方向の巾を充分に取りかつ振動体
２と回転体１の接触面積を充分に取り、高トルク
を得るためである。しかし円筒形にすることを回
転体１を振動体２に圧接する機構が複雑になり好
ましくない。
電歪素子３は複数の電歪素子３ａと複数の電歪
素子３ｂの二群の素子からなり、電歪素子３ａの
各々は振動波の波長λの２分の１ピツチで配列さ
れ、電歪素子３ｂも同じくλ／２ピツチで配列さ
れている。なお電歪素子３ａ（又は３ｂ）は複数
並べずに単体の素子にし、それを前記ピツチに分
極処理しても良い。電歪素子３ａと３ｂの相互ピ
ツチは（n0＋１／４）λ（正しn0＝０、１、２、
３……）ずれた位相差的配列がなされる。電歪素
子３ａの各々には吸収体４側にリード線１１ａが
接続され電歪素子３ｂの各々にはリード線１１ｂ
が接続され、その各々は電源６ａと90°位相６ｂ
に接続される（第３図参照）。また金属の振動体
２にはリード線１１ｃが接続され交流電源６ａと
接続される。
素子３ｂの二群の素子からなり、電歪素子３ａの
各々は振動波の波長λの２分の１ピツチで配列さ
れ、電歪素子３ｂも同じくλ／２ピツチで配列さ
れている。なお電歪素子３ａ（又は３ｂ）は複数
並べずに単体の素子にし、それを前記ピツチに分
極処理しても良い。電歪素子３ａと３ｂの相互ピ
ツチは（n0＋１／４）λ（正しn0＝０、１、２、
３……）ずれた位相差的配列がなされる。電歪素
子３ａの各々には吸収体４側にリード線１１ａが
接続され電歪素子３ｂの各々にはリード線１１ｂ
が接続され、その各々は電源６ａと90°位相６ｂ
に接続される（第３図参照）。また金属の振動体
２にはリード線１１ｃが接続され交流電源６ａと
接続される。
このように構成された振動波モータの動作は次
のようなものである。
のようなものである。
第３図は上記モータの振動波の発生状態を示し
ている。金属の振動体２に接着された電歪素子３
ａ及び３ｂは、説明の便宜上、隣接して現わされ
ているが、上記のλ／４の位相ずれの条件を満足
しているため、第１図に示すモータの電歪素子３
ａ及び３ｂの配列と実質的に等価なものである。
各電歪素子３ａ及び３ｂ中のは交流電圧が正側
の周期であるとき伸び、は同じく正側の周期で
縮む状態になことを示している。
ている。金属の振動体２に接着された電歪素子３
ａ及び３ｂは、説明の便宜上、隣接して現わされ
ているが、上記のλ／４の位相ずれの条件を満足
しているため、第１図に示すモータの電歪素子３
ａ及び３ｂの配列と実質的に等価なものである。
各電歪素子３ａ及び３ｂ中のは交流電圧が正側
の周期であるとき伸び、は同じく正側の周期で
縮む状態になことを示している。
金属振動体２を電歪素子３ａ及び３ｂの一方の
電極にし、電歪素子３ａには交流電源６ａからＶ
＝V0sinωtの交流電圧を印加し、電歪素子３ｂに
は交流電源６ａから90°位相器６ｂを通してλ／
４位相のずれたV0sin（ωt±π／２）の交流電圧
を印加する。式中の＋又は−は移動体１（本図に
於て省略）を動かす方向によつて位相器６ｂで切
り換えられるもので、＋側に切り換えると＋90°位
相が＋90°位相がずれ正方向に動き、−側に切り換
えると−90°位相がすれ逆方向に動く。いま−側
に切り換えてあり電歪素子３ｂにはＶ＝V0sin
（ωt−π／２）の電圧が印加されるとする。電歪
素子３ａだけが単独で電圧Ｖ＝V0sinωtにより振
動した場合は同図ａに示すような安在による振動
が起り、電歪素子３ｂだけ単独で電圧Ｖ＝V0sin
（ωt−π／２）により振動した場合はｂに示すよ
うな定在波による振動が起る。上記位相のずれた
二つの交流を同時に各々の電歪素子３ａと３ａに
印加すると振動波は進行性になる。イは時間ｔ＝
2nπ／ω、ロはｔ＝π／2ω＋2nπ／ω、ハはｔ＝
π／ω＋2nπ／ω、ニはｔ＝3π／2ω＋2nπ／ωの
時のもので、振動波の波面はｘ方向に進行する。
電極にし、電歪素子３ａには交流電源６ａからＶ
＝V0sinωtの交流電圧を印加し、電歪素子３ｂに
は交流電源６ａから90°位相器６ｂを通してλ／
４位相のずれたV0sin（ωt±π／２）の交流電圧
を印加する。式中の＋又は−は移動体１（本図に
於て省略）を動かす方向によつて位相器６ｂで切
り換えられるもので、＋側に切り換えると＋90°位
相が＋90°位相がずれ正方向に動き、−側に切り換
えると−90°位相がすれ逆方向に動く。いま−側
に切り換えてあり電歪素子３ｂにはＶ＝V0sin
（ωt−π／２）の電圧が印加されるとする。電歪
素子３ａだけが単独で電圧Ｖ＝V0sinωtにより振
動した場合は同図ａに示すような安在による振動
が起り、電歪素子３ｂだけ単独で電圧Ｖ＝V0sin
（ωt−π／２）により振動した場合はｂに示すよ
うな定在波による振動が起る。上記位相のずれた
二つの交流を同時に各々の電歪素子３ａと３ａに
印加すると振動波は進行性になる。イは時間ｔ＝
2nπ／ω、ロはｔ＝π／2ω＋2nπ／ω、ハはｔ＝
π／ω＋2nπ／ω、ニはｔ＝3π／2ω＋2nπ／ωの
時のもので、振動波の波面はｘ方向に進行する。
このような進行性の振動波は縦波と横波を伴な
つており、第４図に示すように振動体２の質点Ａ
について着目すると、縦振幅ｕと横振幅ｗで反時
計方向の回転楕円運動をしている。振動体２の表
面には移動体１が接触しており振動面の頂点にだ
け接触することになるから、頂点に於ける質点
Ａ，A′……の楕円運動の縦振幅ｕの成分に駆動
され、移動体１は矢示Ｎ方向に移動する。
つており、第４図に示すように振動体２の質点Ａ
について着目すると、縦振幅ｕと横振幅ｗで反時
計方向の回転楕円運動をしている。振動体２の表
面には移動体１が接触しており振動面の頂点にだ
け接触することになるから、頂点に於ける質点
Ａ，A′……の楕円運動の縦振幅ｕの成分に駆動
され、移動体１は矢示Ｎ方向に移動する。
90°位相器により＋90°位相をずらせば振動波は
一ｘ方向に進行し、移動体１はＮ方向と逆向きに
移動する。
一ｘ方向に進行し、移動体１はＮ方向と逆向きに
移動する。
このように進行性振動波によつて駆動される振
動波モータは極めて簡単な構成で正逆転の切り換
えが可能となる。
動波モータは極めて簡単な構成で正逆転の切り換
えが可能となる。
なお、質点Ａの頂点に於ける速度はＶ＝2πfu
（ｆは振動数）となり、移動体１の移動速度はこ
れに依存すると共に、加圧接触による摩擦駆動に
よるため、横振幅Ｗにも依存する。即ち、移動体
１の移動速度は質点Ａの楕円運動の大きさに比例
し、その楕円運動の大きさは電歪素子に印加され
る電圧に比例する。
（ｆは振動数）となり、移動体１の移動速度はこ
れに依存すると共に、加圧接触による摩擦駆動に
よるため、横振幅Ｗにも依存する。即ち、移動体
１の移動速度は質点Ａの楕円運動の大きさに比例
し、その楕円運動の大きさは電歪素子に印加され
る電圧に比例する。
移動体１の摩擦駆動は駆動体２の進行性振動波
の波面の頂点でなされるものであるから、頂点方
向（第４図Ｚ軸方向）の波面が共振していること
が駆動効率を向上させるために必要である。
の波面の頂点でなされるものであるから、頂点方
向（第４図Ｚ軸方向）の波面が共振していること
が駆動効率を向上させるために必要である。
実施例に於ける振動体２は環状であるため、共
振するのは、波長λ＝π／nD（ｎは自然数）なる
関係を満足する振動体２の環径Ｄが必要である。
但し環中心径Ｄは環の内径D1と外径D2の平均径
でＤ＝（D1＋D2）／２の関係にある。
振するのは、波長λ＝π／nD（ｎは自然数）なる
関係を満足する振動体２の環径Ｄが必要である。
但し環中心径Ｄは環の内径D1と外径D2の平均径
でＤ＝（D1＋D2）／２の関係にある。
効率よく共振させるためには環の内径D1と外
径D2の差をできるだけ小さくする必要がある。
そのため、前述の如く振動体２を円錐台形にして
ある。
径D2の差をできるだけ小さくする必要がある。
そのため、前述の如く振動体２を円錐台形にして
ある。
以上説明した如く本発明の振動波モータは進行
性振動波を利用すものであるため、印加交流電圧
の位相をずらすタイミングを切り換えるだけで簡
単に正逆転の切り換えが可能である。振動体２が
円錐台形をしているため、圧電素子３の幅が広い
まま、振動体２の内径と外径差を小さくでき、動
効率の向上を図れる。また回転体１と振動体２が
円錐面で当るために、自動的に両者の中心が近づ
く調心作用が起りなめらかな回転となると共に、
接触面積が大きくなつて回転効率の向上と摩擦に
よる摩耗の減少をすることができる。
性振動波を利用すものであるため、印加交流電圧
の位相をずらすタイミングを切り換えるだけで簡
単に正逆転の切り換えが可能である。振動体２が
円錐台形をしているため、圧電素子３の幅が広い
まま、振動体２の内径と外径差を小さくでき、動
効率の向上を図れる。また回転体１と振動体２が
円錐面で当るために、自動的に両者の中心が近づ
く調心作用が起りなめらかな回転となると共に、
接触面積が大きくなつて回転効率の向上と摩擦に
よる摩耗の減少をすることができる。
上記の振動波モータはスチルカメラ・シネカメ
ラ・テレビカメタ等のレンズ鏡筒の絞り・ズーム
等の駆動を始めとしてあらゆる機器の駆動源とし
て使用し得るものである。
ラ・テレビカメタ等のレンズ鏡筒の絞り・ズーム
等の駆動を始めとしてあらゆる機器の駆動源とし
て使用し得るものである。
第１図は本発明を適用する振動波モータの実施
例の一部切欠き側面図、第２図は本発明振動波モ
ータの振動体と電歪素子の分解拡大斜視図、第３
図・第４図は振動波モータの動作原理説明図であ
る。 １は移動体、２は振動体、３は電歪素子、４は
振動吸収体である。
例の一部切欠き側面図、第２図は本発明振動波モ
ータの振動体と電歪素子の分解拡大斜視図、第３
図・第４図は振動波モータの動作原理説明図であ
る。 １は移動体、２は振動体、３は電歪素子、４は
振動吸収体である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 環状振動体２と、可動子１とを有する振動波
モータであつて、 振動体２は中空の円錐台形で、外周面２ａに接
合された複数の電気−機械エネルギー変換素子３
ａ，３ｂにより励振されて表面に進行性振動波を
発生するものであり、 可動子１は、振動体２の内周面に圧接されて駆
動されるものである 振動波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219530A JPS59110387A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 振動波によって駆動される振動波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219530A JPS59110387A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 振動波によって駆動される振動波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110387A JPS59110387A (ja) | 1984-06-26 |
| JPH0474951B2 true JPH0474951B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=16736917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219530A Granted JPS59110387A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 振動波によって駆動される振動波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110387A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61142976A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 回転駆動体 |
| JPH0182692U (ja) * | 1987-11-25 | 1989-06-01 | ||
| EP2944712B1 (en) | 2014-05-16 | 2018-09-05 | Groz-Beckert KG | Metallic card wire for card clothing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326911A (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Pulse motor |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP57219530A patent/JPS59110387A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59110387A (ja) | 1984-06-26 |
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