JPH0477553B2 - - Google Patents
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- JPH0477553B2 JPH0477553B2 JP57220842A JP22084282A JPH0477553B2 JP H0477553 B2 JPH0477553 B2 JP H0477553B2 JP 57220842 A JP57220842 A JP 57220842A JP 22084282 A JP22084282 A JP 22084282A JP H0477553 B2 JPH0477553 B2 JP H0477553B2
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- JP
- Japan
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- vibrator
- vibration wave
- electrostrictive
- electrostrictive elements
- vibration
- Prior art date
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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
- H02N2/16—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
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Diaphragms For Cameras (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は振動波モータに関する。この種の振動
波モータは電歪素子に周波電圧を印加したときに
生ずる振動運動を回転運動又は移動運動に変換す
るもので、従来の電磁モータに比べて巻線を必要
としないため構造が簡単で小形に構成でき、低速
回転時にも高トルクが得られ、慣性回転が少ない
という利点がある。
波モータは電歪素子に周波電圧を印加したときに
生ずる振動運動を回転運動又は移動運動に変換す
るもので、従来の電磁モータに比べて巻線を必要
としないため構造が簡単で小形に構成でき、低速
回転時にも高トルクが得られ、慣性回転が少ない
という利点がある。
ところが、従来知られている振動波モータは振
動子に生じた定在波の振動運動で該振動体と接触
するロータ等の移動体を摩擦駆動して、上記振動
運動を移動体の一方向運動に変換するものであ
る。この運動方向を逆向きにするには、振動体と
移動体の接触位置・接触角度を変える等の機械的
構成を切換える必要がある。このため、斯る振動
波モータを正逆転可能に構成するには装置が大が
かりとなり、振動波モータの特徴である構造の簡
単さと小形化が失われてしまうことになる。
動子に生じた定在波の振動運動で該振動体と接触
するロータ等の移動体を摩擦駆動して、上記振動
運動を移動体の一方向運動に変換するものであ
る。この運動方向を逆向きにするには、振動体と
移動体の接触位置・接触角度を変える等の機械的
構成を切換える必要がある。このため、斯る振動
波モータを正逆転可能に構成するには装置が大が
かりとなり、振動波モータの特徴である構造の簡
単さと小形化が失われてしまうことになる。
本発明は上記に鑑み提案されたもので、駆動力
の大きい正逆転可能な振動波モータを簡単な構成
で小形に得ることを目的とする。
の大きい正逆転可能な振動波モータを簡単な構成
で小形に得ることを目的とする。
この目的を達成する手段として、本発明はいず
れか一方を振動子として常時摩擦圧接された可動
部材および固定部材と、この振動子の両面に対向
的に配設された数多の電歪素子群と、上記振動子
に進行性振動波を発生させる電圧を上記電歪素子
群に印加する電圧印加手段とを備え、上記電圧印
加によつて振動子を挾んで対向する電歪素子の歪
方向が互いに反対になるように構成したことを特
徴とする。
れか一方を振動子として常時摩擦圧接された可動
部材および固定部材と、この振動子の両面に対向
的に配設された数多の電歪素子群と、上記振動子
に進行性振動波を発生させる電圧を上記電歪素子
群に印加する電圧印加手段とを備え、上記電圧印
加によつて振動子を挾んで対向する電歪素子の歪
方向が互いに反対になるように構成したことを特
徴とする。
以下、本発明を図面について説明する。先ず、
第１図・第２図について本発明振動波モータの駆
動原理について説明する。第１図において、１は
移動体（可動部材）、２を振動子（固定部材）と
し、ｘ軸を振動子２の表面上の方向、ｚ軸をその
法線方向とする。振動子２に電気−機械エネルギ
ー変換素子としての電歪素子により振動を与える
と振動波が発生し、振動子表面上を伝搬してい
く。この振動波は縦波と横波を伴なつた表面波で
その質点Ａの運動は楕円軌道を画く振動となる。
質点Ａについて着目すると、縦振巾ｕ、横振巾ｗ
の楕円運動を行つており、表面波の進行方向を＋
ｘ方向とすると、楕円運動は反時計方向に回転し
ている。この表面波は一波長ごとに頂点Ａ・
A′…を有し、その頂点速度Ｖはｘ成分のみであ
つて、Ｖ＝2πfu（ただしｆは振動数）である。こ
の振動子２の表面に移動体１の表面を不図示の加
圧手段により加圧接触させると、移動体表面は頂
点Ａ・A′…のみに接触するのであるから、移動
体１は振動子２との摩擦力により矢印Ｎ方向に駆
動することになる。
第１図・第２図について本発明振動波モータの駆
動原理について説明する。第１図において、１は
移動体（可動部材）、２を振動子（固定部材）と
し、ｘ軸を振動子２の表面上の方向、ｚ軸をその
法線方向とする。振動子２に電気−機械エネルギ
ー変換素子としての電歪素子により振動を与える
と振動波が発生し、振動子表面上を伝搬してい
く。この振動波は縦波と横波を伴なつた表面波で
その質点Ａの運動は楕円軌道を画く振動となる。
質点Ａについて着目すると、縦振巾ｕ、横振巾ｗ
の楕円運動を行つており、表面波の進行方向を＋
ｘ方向とすると、楕円運動は反時計方向に回転し
ている。この表面波は一波長ごとに頂点Ａ・
A′…を有し、その頂点速度Ｖはｘ成分のみであ
つて、Ｖ＝2πfu（ただしｆは振動数）である。こ
の振動子２の表面に移動体１の表面を不図示の加
圧手段により加圧接触させると、移動体表面は頂
点Ａ・A′…のみに接触するのであるから、移動
体１は振動子２との摩擦力により矢印Ｎ方向に駆
動することになる。
矢印Ｎ方向の移動体１の速度は振動数ｆに比例
する。また、加圧接触による摩擦駆動を行うため
縦振巾ｕばかりでなく横振巾ｗにも依存する。す
なわち移動体１の速度は楕円運動の大きさに比例
し、楕円運動の大きい方が速度がはやい。従つて
移動体速度は電歪素子に加える電圧に比例する。
する。また、加圧接触による摩擦駆動を行うため
縦振巾ｕばかりでなく横振巾ｗにも依存する。す
なわち移動体１の速度は楕円運動の大きさに比例
し、楕円運動の大きい方が速度がはやい。従つて
移動体速度は電歪素子に加える電圧に比例する。
第２図は振動子２と、この振動子を振動させる
ために該振動子に接着等で固着した電歪素子３ａ
〜３ｄ，４ａ〜４ｄの配列と、定在波および進行
性振動波の発生状態を示すもので、電歪素子３ａ
〜３ｄ，４ａ〜４ｄはこれだけで駆動すると振動
子が共振するような状態、すなわち定在波が存在
するような配置がとられ、電歪素子３ａ〜３ｄに
よる定在波長と、電歪素子４ａ〜４ｄによる定在
波長は等しく、互いの定在波に対して90°位相の
ずれる、すなわちλ（波長／４）の物理的位置
（ピツチ）になるように配置されている。
ために該振動子に接着等で固着した電歪素子３ａ
〜３ｄ，４ａ〜４ｄの配列と、定在波および進行
性振動波の発生状態を示すもので、電歪素子３ａ
〜３ｄ，４ａ〜４ｄはこれだけで駆動すると振動
子が共振するような状態、すなわち定在波が存在
するような配置がとられ、電歪素子３ａ〜３ｄに
よる定在波長と、電歪素子４ａ〜４ｄによる定在
波長は等しく、互いの定在波に対して90°位相の
ずれる、すなわちλ（波長／４）の物理的位置
（ピツチ）になるように配置されている。
上記電歪素子３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄは同一電
圧の印加により歪方向が反対となる性質の異なる
ものを交互に配設し且つ３ａ〜３ｄのものと４ａ
〜４ｄのものを交互に配設する。また、同性質の
ものに交互に反対極性の電圧を印加する構成とし
てもよい。
圧の印加により歪方向が反対となる性質の異なる
ものを交互に配設し且つ３ａ〜３ｄのものと４ａ
〜４ｄのものを交互に配設する。また、同性質の
ものに交互に反対極性の電圧を印加する構成とし
てもよい。
Ｅは電歪素子に対する電圧印加手段としての駆
動用電源でありＶ＝V0Sinωtという交流電圧を供
給する。駆動時は電歪素子３ａ〜３ｄにリード線
５ａを介してＶ＝V0sinωtの電圧がかかり、電歪
素子４ａ〜４ｄには90°位相器６によりＶ＝V0sin
（ωt±π／２）の電圧がリード線５ｂを介してか
かる。±は電歪素子３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄの歪
方向を表わした記号で、＋は電歪素子の伸び方向、
−は電歪素子の縮み方向を示し、この±は移動体
を動かす方向によつて切り換える。すなわち90°
位相器６によつて＋90°位相をずらす場合と−90°
位相をずらす場合によつて、振動子２に生ずる進
行性振動波の方向が反転して移動体進行方向が変
る。
動用電源でありＶ＝V0Sinωtという交流電圧を供
給する。駆動時は電歪素子３ａ〜３ｄにリード線
５ａを介してＶ＝V0sinωtの電圧がかかり、電歪
素子４ａ〜４ｄには90°位相器６によりＶ＝V0sin
（ωt±π／２）の電圧がリード線５ｂを介してか
かる。±は電歪素子３ａ〜３ｄ，４ａ〜４ｄの歪
方向を表わした記号で、＋は電歪素子の伸び方向、
−は電歪素子の縮み方向を示し、この±は移動体
を動かす方向によつて切り換える。すなわち90°
位相器６によつて＋90°位相をずらす場合と−90°
位相をずらす場合によつて、振動子２に生ずる進
行性振動波の方向が反転して移動体進行方向が変
る。
第２図のグラフイの実線は電歪素子３ａ〜３ｄ
だけにＶ＝V0sinωtの交流電圧を印加した場合、
同ロの実線は電歪素子４ａ〜４ｄだけにＶ＝
V0sin（ωt−π／２）の交流電圧を印加した場合
に夫々振動子２に生じる定在波による振動状態を
示す。グラフイ，ロの点線は反対極性の電圧を印
加した場合に生じる定在波による振動状態を示
す。
だけにＶ＝V0sinωtの交流電圧を印加した場合、
同ロの実線は電歪素子４ａ〜４ｄだけにＶ＝
V0sin（ωt−π／２）の交流電圧を印加した場合
に夫々振動子２に生じる定在波による振動状態を
示す。グラフイ，ロの点線は反対極性の電圧を印
加した場合に生じる定在波による振動状態を示
す。
グラフハ，ニ，ホ，ヘは電歪素子３ａ〜３ｄお
よび４ａ〜４ｄに対して夫々上記V0sinωtおよび
V0sin（ωt−π／２）を同時に印加した場合の振
動子２の振動状態（進行性振動波発生状態）を示
すもので、ハはｔ＝2nπ／ω、ニはｔ＝π／2ω＋
2nπ／ω、ホはｔ＝π／ω＋2n／ω、ヘは、ｔ＝
3π／2ω＋2nπ／ωの時を示す。進行性振動波は右
方向に進むが振動子２の駆動面の任意の質点Ａ
（第１図）反時計方向の楕円運動を行う、従つて、
振動子駆動面に圧接される不図示の移動体１は矢
示Ｎの左方向に移動する。
よび４ａ〜４ｄに対して夫々上記V0sinωtおよび
V0sin（ωt−π／２）を同時に印加した場合の振
動子２の振動状態（進行性振動波発生状態）を示
すもので、ハはｔ＝2nπ／ω、ニはｔ＝π／2ω＋
2nπ／ω、ホはｔ＝π／ω＋2n／ω、ヘは、ｔ＝
3π／2ω＋2nπ／ωの時を示す。進行性振動波は右
方向に進むが振動子２の駆動面の任意の質点Ａ
（第１図）反時計方向の楕円運動を行う、従つて、
振動子駆動面に圧接される不図示の移動体１は矢
示Ｎの左方向に移動する。
上記の原理説明では振動子２の片面だけに電歪
素子を配設していたが、本発明は高効率で駆動力
の大きな振動波モータを得るために、第３図に示
すように振動子２の両面に電歪素子群３，４を配
設したものである。
素子を配設していたが、本発明は高効率で駆動力
の大きな振動波モータを得るために、第３図に示
すように振動子２の両面に電歪素子群３，４を配
設したものである。
第４図は振動子２の平面図（上面図）で、電歪
素子３ａ〜３ｆ、４ａ〜４ｆが配設されており、
電歪素子３ａと４ａとは1/4波長位相のずれた位
置にある。第５図は振動子２の低面図（下面図）
で、電歪素子３ｇ〜3l，４ｇ〜４ｌが上記電歪素
子３ａ〜３ｆ，４ａ〜４ｆに対向して配設されて
おり、電歪素子３ｇと４ｇとは1/4波長位相のず
れた位置にある。
素子３ａ〜３ｆ、４ａ〜４ｆが配設されており、
電歪素子３ａと４ａとは1/4波長位相のずれた位
置にある。第５図は振動子２の低面図（下面図）
で、電歪素子３ｇ〜3l，４ｇ〜４ｌが上記電歪素
子３ａ〜３ｆ，４ａ〜４ｆに対向して配設されて
おり、電歪素子３ｇと４ｇとは1/4波長位相のず
れた位置にある。
上記振動子各面の電歪素子３ａ〜３ｆ，４ａ〜
４ｆ，３ｇ〜３ｌ，４ａ〜４ｌは夫々隣り合うも
の例えば３ａと３ｂが同一電圧印加によつて反対
方向に歪むものを配設し、また、振動子２を挟ん
で対向するもの例えば３ａと３ｇが同一電圧印加
によつて反対方向に歪むものを配設してある。上
記電歪素子３ａ〜３ｆ，３ｇ〜３ｌは夫々群とし
てリード線ｌ３ａ，ｌ３ｂに結線され、同４ａ〜
４ｆ，４ｇ〜４ｌは夫々群としてリード線ｌ４
ａ，ｌ４ｂに結線されている。
４ｆ，３ｇ〜３ｌ，４ａ〜４ｌは夫々隣り合うも
の例えば３ａと３ｂが同一電圧印加によつて反対
方向に歪むものを配設し、また、振動子２を挟ん
で対向するもの例えば３ａと３ｇが同一電圧印加
によつて反対方向に歪むものを配設してある。上
記電歪素子３ａ〜３ｆ，３ｇ〜３ｌは夫々群とし
てリード線ｌ３ａ，ｌ３ｂに結線され、同４ａ〜
４ｆ，４ｇ〜４ｌは夫々群としてリード線ｌ４
ａ，ｌ４ｂに結線されている。
第６図は上記電歪素子３ａ〜３ｌ，４ａ，４ｌ
に電圧を供給印加する駆動用電源Ｅの一例を示す
ブロツク図で、発振器５・インバータ６・分周器
７，８とからなる。この分周器７の出力はリード
線ｌ３ａ，ｌ３ｂを介して電歪素子群３ａ〜３
ｆ，３ｇ〜３ｌに供給印加し、分周器８の出力は
リード線ｌ４ａ，ｌ４ｂを介して電歪素子群４ａ
〜４ｆ，４ｇ〜４ｌに供給印加される。本図では
説明を簡略化するために代表的な電歪素子３ａ，
４ａ，３ｇ，４ｇについての結線のみを示す。Ｇ
は振動子２を接地する接地線である。
に電圧を供給印加する駆動用電源Ｅの一例を示す
ブロツク図で、発振器５・インバータ６・分周器
７，８とからなる。この分周器７の出力はリード
線ｌ３ａ，ｌ３ｂを介して電歪素子群３ａ〜３
ｆ，３ｇ〜３ｌに供給印加し、分周器８の出力は
リード線ｌ４ａ，ｌ４ｂを介して電歪素子群４ａ
〜４ｆ，４ｇ〜４ｌに供給印加される。本図では
説明を簡略化するために代表的な電歪素子３ａ，
４ａ，３ｇ，４ｇについての結線のみを示す。Ｇ
は振動子２を接地する接地線である。
上記発振器５から出力されたパルス波は分周器
７へ、または、インバータ６を介して分周器８へ
入力される。このインバータ６は分周器７の出力
と同８の出力の位相を互いに90°ずらせるための
ものである。上記電歪素子３ｇと４ｇは電圧を加
えると縮み、３ａと４ａは電圧を加えると伸びる
性質のものであり、これ等電歪素子３ａ，と３
ｇ、４ａと４ｇは振動板２の両面に対向配設され
ているため、両電歪素子の歪みは重畳されて振動
板２を屈曲する力を倍増することになる。また、
電歪素子３ａと４ａ，３ｇと４ｇは位相差が90°
になるように配置されているので、位相を90°ず
らせた電圧が印加されることにより前記の進行性
振動波を発生し、その位相を90°進めるか遅らせ
ることによつて移動部材の移動方向つまり振動波
モータの駆動方向を正逆切換えることができる。
７へ、または、インバータ６を介して分周器８へ
入力される。このインバータ６は分周器７の出力
と同８の出力の位相を互いに90°ずらせるための
ものである。上記電歪素子３ｇと４ｇは電圧を加
えると縮み、３ａと４ａは電圧を加えると伸びる
性質のものであり、これ等電歪素子３ａ，と３
ｇ、４ａと４ｇは振動板２の両面に対向配設され
ているため、両電歪素子の歪みは重畳されて振動
板２を屈曲する力を倍増することになる。また、
電歪素子３ａと４ａ，３ｇと４ｇは位相差が90°
になるように配置されているので、位相を90°ず
らせた電圧が印加されることにより前記の進行性
振動波を発生し、その位相を90°進めるか遅らせ
ることによつて移動部材の移動方向つまり振動波
モータの駆動方向を正逆切換えることができる。
第７図は第３図に示す振動子２を適用した本発
明振動波モータの一実施例の断面図である。１１
は非回転体としてのモータ本体で、中央部に円筒
状の軸１１ａが一体に形成されており、この軸１
１ａに前記リング状振動子２を回転可能に嵌合し
ている。１２，１２はリング状振動子２の周縁部
を侠持するように該振動子の両面に配設した摩擦
部材、１３は摩擦部材１２，１２を介して振動子
２をモータ本体１１に押圧させるように上記軸１
１ａに嵌合した押えリングで、その内周面に形成
された軸方向の凹部１３ａに軸１１ａに突設させ
た突設物１４を回り止め的に嵌合させてある。１
５は軸１１ａの外周面に形成された円周溝１６に
係合させたワツシヤで、低摩擦部材１７を介して
板ばね１８のスラスト方向の位置を規制してい
る。この板ばね１８は摩擦部材１９を介して押え
リング１３を振動子２の方向へ押圧している。
明振動波モータの一実施例の断面図である。１１
は非回転体としてのモータ本体で、中央部に円筒
状の軸１１ａが一体に形成されており、この軸１
１ａに前記リング状振動子２を回転可能に嵌合し
ている。１２，１２はリング状振動子２の周縁部
を侠持するように該振動子の両面に配設した摩擦
部材、１３は摩擦部材１２，１２を介して振動子
２をモータ本体１１に押圧させるように上記軸１
１ａに嵌合した押えリングで、その内周面に形成
された軸方向の凹部１３ａに軸１１ａに突設させ
た突設物１４を回り止め的に嵌合させてある。１
５は軸１１ａの外周面に形成された円周溝１６に
係合させたワツシヤで、低摩擦部材１７を介して
板ばね１８のスラスト方向の位置を規制してい
る。この板ばね１８は摩擦部材１９を介して押え
リング１３を振動子２の方向へ押圧している。
第８図は上記振動子２の構造を示す第７−
線に沿う断面図である。振動子２の表面には電歪
素子３，４（前記第３図乃至第５図に示した電歪
素子群３ａ〜３ｆ，４ａ〜４ｆを総轄的に表わし
たもの）が配置され、ブラシ２０ａ，２０ｂが取
付部２０を介して固定されている。ブラシ２０
ａ，２０ｂはリード線ｌ３ａ，ｌ３ｂ，ｌ４ａ，
ｌ４ｂを介して電歪素子３，４に接続される。こ
の場合、リード線ｌ３ｂ，ｌ４ｂは振動子２にあ
けられた小穴２２ａ，２２ｂを通して該振動子裏
面の電歪素子３，４（第３図乃至第５図に示した
電歪素子群３ｇ〜３ｌ、４ｇ〜４ｌを総轄的に表
わしたもの）に接続されているが、この小穴の径
は微小であるため、振動子２に発生する振動波を
乱すようなことはほとんど生じない、振動子２の
アースは導電性のモータ本体１１を介して行うた
め、前記第４，５図に示したアース線Ｇは不要で
ある。
線に沿う断面図である。振動子２の表面には電歪
素子３，４（前記第３図乃至第５図に示した電歪
素子群３ａ〜３ｆ，４ａ〜４ｆを総轄的に表わし
たもの）が配置され、ブラシ２０ａ，２０ｂが取
付部２０を介して固定されている。ブラシ２０
ａ，２０ｂはリード線ｌ３ａ，ｌ３ｂ，ｌ４ａ，
ｌ４ｂを介して電歪素子３，４に接続される。こ
の場合、リード線ｌ３ｂ，ｌ４ｂは振動子２にあ
けられた小穴２２ａ，２２ｂを通して該振動子裏
面の電歪素子３，４（第３図乃至第５図に示した
電歪素子群３ｇ〜３ｌ、４ｇ〜４ｌを総轄的に表
わしたもの）に接続されているが、この小穴の径
は微小であるため、振動子２に発生する振動波を
乱すようなことはほとんど生じない、振動子２の
アースは導電性のモータ本体１１を介して行うた
め、前記第４，５図に示したアース線Ｇは不要で
ある。
第９図は第７図−線に沿う断面図であつ
て、モータ本体１１の表面にはガラスエポキシ基
板やフレキシブルプリント板などで構成された電
極板２１が設けてあり、この電極板表面には前記
ブラシ２０ａ，２０ｂに対向して電極パターン２
１ａ，２１ｂがリング状に形成されている。各電
極パターン２１ａ，２１ｂにはリード線２３ａ，
２３ｂを介して駆動用電源Ｅ（第２，６図）から
給電される。
て、モータ本体１１の表面にはガラスエポキシ基
板やフレキシブルプリント板などで構成された電
極板２１が設けてあり、この電極板表面には前記
ブラシ２０ａ，２０ｂに対向して電極パターン２
１ａ，２１ｂがリング状に形成されている。各電
極パターン２１ａ，２１ｂにはリード線２３ａ，
２３ｂを介して駆動用電源Ｅ（第２，６図）から
給電される。
上記電極パターン２１ａ，同２１ｂに給電され
た電圧がブラシ２０ａ，２０ｂ、リード線ｌ３
ａ，ｌ３ｂ、ｌ４ａ，ｌ４ｂを介して電歪素子３
（３ａ〜３ｆ，３ｇ〜３ｌ）、４（４ａ〜４ｆ、４
ｇ〜４ｌ）に加えられると、振動子２には円周方
向に進行性振動波（第１，２図の原理説明参照）
が生じる。振動子２は摩擦部材１２，１２で挾持
されているため反作用で、進行性振動波の進行方
向とは反対方向に回転する。この振動子２が振動
しているときは、進行性振動波の進行方向が振動
子２の表と裏では同方向であるため、振動子２の
振動振幅が大きくなつて進行性振動波の進み成分
も大きくなる。また振動子２は摩擦部材１２，１
２で侠持されていても損失なく一方向に回転する
ことになる。このとき摩擦部材１２，１２と振動
子２とは板ばね１８のばね力で圧接されており振
動子２に生じた進行性振動波は無駄なく該振動子
の回転エネルギに変換されることとなる。この場
合、振動子２はブラシ２０ａ，２０ｂの接する電
極パターン２１ａ，２１ｂがリング状であるから
連続回転する。この振動子２の回転トルクは該振
動子２の周面に突設された出力軸２７を介して被
駆動物体（不図示）に伝えられる。
た電圧がブラシ２０ａ，２０ｂ、リード線ｌ３
ａ，ｌ３ｂ、ｌ４ａ，ｌ４ｂを介して電歪素子３
（３ａ〜３ｆ，３ｇ〜３ｌ）、４（４ａ〜４ｆ、４
ｇ〜４ｌ）に加えられると、振動子２には円周方
向に進行性振動波（第１，２図の原理説明参照）
が生じる。振動子２は摩擦部材１２，１２で挾持
されているため反作用で、進行性振動波の進行方
向とは反対方向に回転する。この振動子２が振動
しているときは、進行性振動波の進行方向が振動
子２の表と裏では同方向であるため、振動子２の
振動振幅が大きくなつて進行性振動波の進み成分
も大きくなる。また振動子２は摩擦部材１２，１
２で侠持されていても損失なく一方向に回転する
ことになる。このとき摩擦部材１２，１２と振動
子２とは板ばね１８のばね力で圧接されており振
動子２に生じた進行性振動波は無駄なく該振動子
の回転エネルギに変換されることとなる。この場
合、振動子２はブラシ２０ａ，２０ｂの接する電
極パターン２１ａ，２１ｂがリング状であるから
連続回転する。この振動子２の回転トルクは該振
動子２の周面に突設された出力軸２７を介して被
駆動物体（不図示）に伝えられる。
上記のブラシ２０ａ，２０ｂと電極パターン２
１ａ，２１ｂとの接触の際、接触している部分が
振動すると給電上不都合が生じるため、図示例は
電極パターン２１ａ，２１ｂを振動しない部分つ
まりモータ本体表面にレイアウトしている。ブラ
シ２０ａ，２０ｂは弾性を有しているため、振動
子表面に固定してブラシ取付部２０が振動しても
ブラシ先端には振動が伝わらなく、安定した給電
が行える。
１ａ，２１ｂとの接触の際、接触している部分が
振動すると給電上不都合が生じるため、図示例は
電極パターン２１ａ，２１ｂを振動しない部分つ
まりモータ本体表面にレイアウトしている。ブラ
シ２０ａ，２０ｂは弾性を有しているため、振動
子表面に固定してブラシ取付部２０が振動しても
ブラシ先端には振動が伝わらなく、安定した給電
が行える。
図示例は同一電圧の印加によつて伸びる電歪素
子と縮む電歪素子を交互に振動子２に接着材等で
固着したものであるが、所望形状の電歪素子片に
位相差的に分極処理して部分的に異なる性質（伸
びと縮み）を与えてもよい。また、多数の同一性
質の電歪素子を並設し、この電歪素子を一つおき
にまとめ２グループに分け、この各グループに極
性の異なる電圧を印加してグループ毎に伸びと縮
みを生じさせるようにしてもよい。
子と縮む電歪素子を交互に振動子２に接着材等で
固着したものであるが、所望形状の電歪素子片に
位相差的に分極処理して部分的に異なる性質（伸
びと縮み）を与えてもよい。また、多数の同一性
質の電歪素子を並設し、この電歪素子を一つおき
にまとめ２グループに分け、この各グループに極
性の異なる電圧を印加してグループ毎に伸びと縮
みを生じさせるようにしてもよい。
本発明は上記のように振動子の両面に対向的に
異なる性質（伸びと縮み）の電歪素子を設けたか
ら、この両面の電歪素子の歪が互いに重畳されて
振動子の振動振幅を増倍し、小形の振動子でも大
きなエネルギを発生できるもので、簡単な構成
で、高出力、高効率の振動波モータを得ることが
できる効果がある。
異なる性質（伸びと縮み）の電歪素子を設けたか
ら、この両面の電歪素子の歪が互いに重畳されて
振動子の振動振幅を増倍し、小形の振動子でも大
きなエネルギを発生できるもので、簡単な構成
で、高出力、高効率の振動波モータを得ることが
できる効果がある。
第１０図は第７図乃至第９図に実施例として示
した本発明振動波モータをレンズ鏡筒の中に組込
んだときの応用例である。第７図におけるモータ
本体１１としてレンズ固定部材２４が利用され、
モータの出力軸２７は距離環２５に設けられた長
穴２５ａに係合しており、この出力軸２７が前記
のように振動子２と一体回転することにより距離
環２５を回転させる。このときレンズ固定部材２
４に設けられたヘリコイドネジ２４ａが距離環２
５の外周に切られたヘリコドネジ２５ｂと係合さ
れると同時に前群レンズ環２６のヘリコイドネジ
２６ａが上記距離環２５の内周に切られたヘリコ
イドネジ２５ｃと係合しているので、距離環２５
および前群レンズ環２６は回転しながら光軸方向
へ移動し、前側レンズ群Laと後側レンズ群Lbと
の距離を変えて焦点合せを行うものである。
した本発明振動波モータをレンズ鏡筒の中に組込
んだときの応用例である。第７図におけるモータ
本体１１としてレンズ固定部材２４が利用され、
モータの出力軸２７は距離環２５に設けられた長
穴２５ａに係合しており、この出力軸２７が前記
のように振動子２と一体回転することにより距離
環２５を回転させる。このときレンズ固定部材２
４に設けられたヘリコイドネジ２４ａが距離環２
５の外周に切られたヘリコドネジ２５ｂと係合さ
れると同時に前群レンズ環２６のヘリコイドネジ
２６ａが上記距離環２５の内周に切られたヘリコ
イドネジ２５ｃと係合しているので、距離環２５
および前群レンズ環２６は回転しながら光軸方向
へ移動し、前側レンズ群Laと後側レンズ群Lbと
の距離を変えて焦点合せを行うものである。
第１図は振動波モータの駆動原理を説明する模
型図、第２図は振動子と、電歪素子の配列と、定
在波及び進行性振動波の発生状態の相関図、第３
図は本発明振動波モータに適用する振動子の横断
面図、第４図はこの振動子の平面図、第５図はそ
の底面図、第６図は駆動用電源と一部の電歪素子
との結線図、第７図は本発明振動波モータの縦断
面図、第８図・第９図は第７図−，−線
に沿う横断面図、第１０図は本発明振動波モータ
を駆動源として組込んだレンズ鏡筒の縦断面図で
ある。尚２；１１が固定子、１；２が可動子、
３，４が電気−機械エネルギー変換素子の夫々を
構成する。 １は移動体、２は振動子、３（３ａ〜３ｌ）、
４（４ａ〜４ｌ）は電歪素子。
型図、第２図は振動子と、電歪素子の配列と、定
在波及び進行性振動波の発生状態の相関図、第３
図は本発明振動波モータに適用する振動子の横断
面図、第４図はこの振動子の平面図、第５図はそ
の底面図、第６図は駆動用電源と一部の電歪素子
との結線図、第７図は本発明振動波モータの縦断
面図、第８図・第９図は第７図−，−線
に沿う横断面図、第１０図は本発明振動波モータ
を駆動源として組込んだレンズ鏡筒の縦断面図で
ある。尚２；１１が固定子、１；２が可動子、
３，４が電気−機械エネルギー変換素子の夫々を
構成する。 １は移動体、２は振動子、３（３ａ〜３ｌ）、
４（４ａ〜４ｌ）は電歪素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固定子２；１１と、可動子１；２と、第１、
第２の電気−機械エネルギー変換素子３，４とを
有する振動波モータであつて、 前記第１、第２の電気−機械エネルギー変換素
子３，４の夫々は、前記固定子２；１１又は可動
子１；２を挟んでこれらの表裏の夫々の面に設け
られ、前記固定子２；１１の一部と前記可動子
１；２の一部とは、前記第１、第２の電気−機械
エネルギー変換素子３，４から離れた部分で摩擦
接触し、 前記第１、第２の電気−機械エネルギー変換素
子３，４は、供給される交流信号に応答して前記
固定子２；１１又は可動子１；２に進行性振動波
を発生するものであり、該振動波は前記固定子
２；１１又は可動子１；２とを相対的に移動させ
るものであることを特徴とする振動波モータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220842A JPS59110389A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 振動波モ−タ |
| US06/559,450 US4504760A (en) | 1982-12-16 | 1983-12-08 | Piezoelectrically driven vibration wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220842A JPS59110389A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 振動波モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110389A JPS59110389A (ja) | 1984-06-26 |
| JPH0477553B2 true JPH0477553B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=16757393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57220842A Granted JPS59110389A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 振動波モ−タ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4504760A (ja) |
| JP (1) | JPS59110389A (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59201685A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-15 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| USRE34409E (en) * | 1983-05-04 | 1993-10-19 | Nikon Corporation | Drive circuit for surface-wave driven motor utilizing ultrasonic vibration |
| JPS6013481A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| US4562373A (en) * | 1983-10-21 | 1985-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric motor |
| US4658172A (en) * | 1984-02-10 | 1987-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive circuit for a vibration wave motor |
| US4786836A (en) * | 1984-03-01 | 1988-11-22 | Matsushita Electric Industrail Co., Ltd. | Piezoelectric motor |
| JPS60210172A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-22 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| US4831305A (en) * | 1984-04-02 | 1989-05-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| US4692649A (en) * | 1985-03-01 | 1987-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Driving circuit of a vibration wave motor |
| JPS61224878A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ− |
| US4692652A (en) * | 1985-03-29 | 1987-09-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| GB2183371B (en) * | 1985-10-09 | 1989-09-27 | Canon Kk | Vibration wave motor and drive circuit therefor |
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| JP2977253B2 (ja) * | 1990-09-04 | 1999-11-15 | 三菱重工業株式会社 | 中空型超音波モータ |
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| FR2682126B1 (fr) * | 1991-10-07 | 1994-12-23 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et dispositif de decapage des rives d'une tole immergee dans une solution reactive, notamment de toles laminees a chaud. |
| DE4438876B4 (de) * | 1994-10-31 | 2004-04-01 | Pi Ceramic | Piezoelektrischer Motor |
| EP0789937B1 (de) * | 1994-10-31 | 2000-05-17 | Pi Ceramic GmbH | Piezoelektrischer motor |
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| US8508057B2 (en) * | 2009-08-03 | 2013-08-13 | David J. Schulte | Power generator |
| JP6037888B2 (ja) * | 2013-02-22 | 2016-12-07 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | 制振装置 |
| US10883486B1 (en) * | 2017-11-21 | 2021-01-05 | Huilin Zhou | Forced surface traveling wave-driven microfluidic pump |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE436675B (sv) * | 1975-08-12 | 1985-01-14 | Ki Politekhnichsky I Im 50 Let | Elektrisk motor driven genom piezoelektriska krafter |
| JPS5326911A (en) * | 1976-08-25 | 1978-03-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Pulse motor |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP57220842A patent/JPS59110389A/ja active Granted
-
1983
- 1983-12-08 US US06/559,450 patent/US4504760A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59110389A (ja) | 1984-06-26 |
| US4504760A (en) | 1985-03-12 |
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