JPH0510912B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0510912B2 JPH0510912B2 JP58200371A JP20037183A JPH0510912B2 JP H0510912 B2 JPH0510912 B2 JP H0510912B2 JP 58200371 A JP58200371 A JP 58200371A JP 20037183 A JP20037183 A JP 20037183A JP H0510912 B2 JPH0510912 B2 JP H0510912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- vibration
- ring
- auxiliary
- oscillators
- 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
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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】
本発明は進行性表面波により駆動する表面波モ
ータの構造、特に表面波モータのリング状振動体
の支持構造に関するものである。
ータの構造、特に表面波モータのリング状振動体
の支持構造に関するものである。
表面波モータは、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動運動又は一次元運
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
点があり、近年注目されている。
たときに生ずる振動運動を回動運動又は一次元運
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
点があり、近年注目されている。
第１図〜第２図は従来の表面波モータの駆動原
理を示すもので、第１図は上記のモータの表面波
の発生状態を示している。金属の振動体１に接着
された電歪素子２ａ，２ｂは、説明の便宜上振動
体１の上下両側に配置されているが、電歪素子２
ａ，２ｂは振動体１の片側、適度にはなれた所に
空間的にλ／４の位相ずれを満足するように配置
されている。
理を示すもので、第１図は上記のモータの表面波
の発生状態を示している。金属の振動体１に接着
された電歪素子２ａ，２ｂは、説明の便宜上振動
体１の上下両側に配置されているが、電歪素子２
ａ，２ｂは振動体１の片側、適度にはなれた所に
空間的にλ／４の位相ずれを満足するように配置
されている。
振動体１を電歪素子２ａ，２ｂの一方の電極と
し、電歪素子２ａには、交流電源３ａからＶ＝
Vosinωt、電歪素子２ｂには90°位相器３ｂを通
してλ／４位相のずれたＶ＝Vosin（ωt±π／２）
の交流電圧を印加する。前記式における（＋），
（−）は移動体５を動かす方向によつて位相器３
ｂで切換えられる。
し、電歪素子２ａには、交流電源３ａからＶ＝
Vosinωt、電歪素子２ｂには90°位相器３ｂを通
してλ／４位相のずれたＶ＝Vosin（ωt±π／２）
の交流電圧を印加する。前記式における（＋），
（−）は移動体５を動かす方向によつて位相器３
ｂで切換えられる。
いま（−）側に切換えてあり電歪素子３ｂには
Ｖ＝Vosin（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＝
Vosinωtにより振動した場合は同図ａに示すよう
な定在波による振動が起り、電歪素子３ｂだけが
単独で電圧Ｖ＝Vosin（ωt−π／２）により振動
した場合は同図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２つの交流電圧を同時
に各々の電歪素子３ａ，３ｂ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、(ヘ)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。
Ｖ＝Vosin（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＝
Vosinωtにより振動した場合は同図ａに示すよう
な定在波による振動が起り、電歪素子３ｂだけが
単独で電圧Ｖ＝Vosin（ωt−π／２）により振動
した場合は同図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２つの交流電圧を同時
に各々の電歪素子３ａ，３ｂ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、(ヘ)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数は縦波と横波を伴な
つており、第２図に示すように振動体１の頂点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１の表面
には移動体５が加圧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は矢印Ｎ方向に移動する。
つており、第２図に示すように振動体１の頂点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１の表面
には移動体５が加圧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は矢印Ｎ方向に移動する。
90°移相器により＋90°位相をずらせば振動波は
−Ｘ方向に進行し、移動体１はＮ方向と逆向きに
移動する。
−Ｘ方向に進行し、移動体１はＮ方向と逆向きに
移動する。
質点Ａの頂点に於ける速度はＶ＝2πu（は振
動周波数）となり、移動体５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がなさ
れるため横振幅ｗにも依存する。
動周波数）となり、移動体５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がなさ
れるため横振幅ｗにも依存する。
即ち、移動体５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。
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。
したがつて、高回転数を得ようとすれば、高電
圧を必要とし、高い駆動効率を得ることは困難で
あつた。
圧を必要とし、高い駆動効率を得ることは困難で
あつた。
また振動体１はその振動をさまたげないように
支持するのが難しく、従来フエルト等の材質を介
して支持されている。しかし正確な位置決めが難
しいとか経年変化による材質の劣化等々、モータ
実装に関して、問題点が少なからずあつた。
支持するのが難しく、従来フエルト等の材質を介
して支持されている。しかし正確な位置決めが難
しいとか経年変化による材質の劣化等々、モータ
実装に関して、問題点が少なからずあつた。
本発明は上述従来例の欠点を除去し、振動波モ
ータの効率の高い支持装置を提供することを目的
としているものである。
ータの効率の高い支持装置を提供することを目的
としているものである。
以下図面を用いて本発明を説明する。
第３図は本発明の原理図を示すものである。
実際リング状振動子１３の振動は、さまざまな
振動モードが発生しており、また進行波を生じて
いる為、振動の節点が存在しない。リング状振動
子１３を補助振動子１２で支持し、該補助振動子
１２の振動状態をリング状振動子１３と補助振動
子の接合部１２ａにて、振動の腹になるように設
定すれば、すなわち補助振動子１２の長さを、第
３図に示されるように振動子１３に生じる振動の
波長λの実質的に1/4に設定すれば、リング状振
動子１３の振動はさまたげられない。その場合補
助振動子１２のリング状振動子との接合端１２ａ
と反対の支持端１２ｂでは固定端となる。
振動モードが発生しており、また進行波を生じて
いる為、振動の節点が存在しない。リング状振動
子１３を補助振動子１２で支持し、該補助振動子
１２の振動状態をリング状振動子１３と補助振動
子の接合部１２ａにて、振動の腹になるように設
定すれば、すなわち補助振動子１２の長さを、第
３図に示されるように振動子１３に生じる振動の
波長λの実質的に1/4に設定すれば、リング状振
動子１３の振動はさまたげられない。その場合補
助振動子１２のリング状振動子との接合端１２ａ
と反対の支持端１２ｂでは固定端となる。
図中破線は振動状態の一例を示す。
補助振動子１２の振動は、厚さに対して長さ
が十分長く、断面形状が一定とすると、次の曲げ
振動方程式に従う。
が十分長く、断面形状が一定とすると、次の曲げ
振動方程式に従う。
EI∂4ｙ／∂x4＋ρA∂2ｙ／∂t2＝０……(1)
但し
ｘ：梁の軸線上の座標で、支持端を原点と
する。
する。
ｙ：中立軸より振動の変位方向の座標
Ｅ：梁の縦弾性係数
Ｉ：梁の断面二次モーメント
Ａ：梁の断面積
ρ：梁の密度
(1)式を境界条件
１ 支持端１２ｂ ：ｘ＝０、固定端
変位零 ：ｙ＝０
たわみ角零 ：dy／dx＝０
２ リングとの接合端 ：ｘ＝、腹
たわみ角零 ：dy／dx＝０
せん断力零 ：d3ｙ／dx3＝０
にて解くと
ω：振動数
β：2.365，5.498，8.639（１，２，３次の
振動） 梁の断面形状、材質、リング状振動子１３の共
振周波数が定まると、(2)式より補助振動子１２の
長さが決定される。
振動） 梁の断面形状、材質、リング状振動子１３の共
振周波数が定まると、(2)式より補助振動子１２の
長さが決定される。
第４図に振動波モータに適応した一例を示す。
補助振動子１２は４個であるが数は任意に選択
できる。
できる。
上記の原理によれば、リング状振動子１３に進
行波を発生させても、リング状振動子１３の振動
はそこなわれない。
行波を発生させても、リング状振動子１３の振動
はそこなわれない。
第５図に振動波モータに適応した他の例を示
す。
す。
補助振動子１２の形状が第４図の実施例と異な
るがこれは、振動波モータの実施形態に合わせて
選択すれば良い。図中それぞれで示す補助振動
子１２の長さは(2)式によつて与えられる。
るがこれは、振動波モータの実施形態に合わせて
選択すれば良い。図中それぞれで示す補助振動
子１２の長さは(2)式によつて与えられる。
第４図、第５図の図中破線はリング状振動子１
３、補助振動子１２の振動状態の一例を示す。
３、補助振動子１２の振動状態の一例を示す。
第６図は本発明をステイルカメラ、シネカメ
ラ、ビデオカメラ等の各種カメラ類のレンズの絞
りユニツトに適用したものを示している。
ラ、ビデオカメラ等の各種カメラ類のレンズの絞
りユニツトに適用したものを示している。
同図ではユニツトの各要素を分解した状態を表
わしている。
わしている。
台２１の中心円筒部２１ａに電歪素子２２と接
着されたリング状振動体２３、移動体である回転
体２４の各中心穴部が順に適度なスキマをもつて
はめ込まれる。その上に絞り羽根２５が配置さ
れ、羽根２５の円孔２５ｂ、長穴２５ａと台２１
の突起２１ｂ、回転体２４の突起２４ａがそれぞ
れ係合し、スラストベアリング２６がスペーサー
２７で位置決めされ、抑え板２８によつて抑えら
れる。台２１と抑え板２８はビス２９で固定され
る。その際リング状振動子２３は、リング状振動
体２３と一体的に設けられた補助振動子２３ａの
支持端２３ｃとスペーサー３０にて、台２１と適
度なスキマをもつて一体的に支持され、ビス２９
の段部２９ａで正確に台２１に対して位置決めさ
れる。台２１には円弧状のくし歯電極３１ａが外
周に設けられ、回転体２４から突出するブラシ３
１ｂと接触し、回転体２４の回転移動量に応じた
信号を出し、電極３１の終端部には開放リセツト
スイツチSWが取付けられ回転体２４に設けられ
た突起２４ｂによつて開閉される。
着されたリング状振動体２３、移動体である回転
体２４の各中心穴部が順に適度なスキマをもつて
はめ込まれる。その上に絞り羽根２５が配置さ
れ、羽根２５の円孔２５ｂ、長穴２５ａと台２１
の突起２１ｂ、回転体２４の突起２４ａがそれぞ
れ係合し、スラストベアリング２６がスペーサー
２７で位置決めされ、抑え板２８によつて抑えら
れる。台２１と抑え板２８はビス２９で固定され
る。その際リング状振動子２３は、リング状振動
体２３と一体的に設けられた補助振動子２３ａの
支持端２３ｃとスペーサー３０にて、台２１と適
度なスキマをもつて一体的に支持され、ビス２９
の段部２９ａで正確に台２１に対して位置決めさ
れる。台２１には円弧状のくし歯電極３１ａが外
周に設けられ、回転体２４から突出するブラシ３
１ｂと接触し、回転体２４の回転移動量に応じた
信号を出し、電極３１の終端部には開放リセツト
スイツチSWが取付けられ回転体２４に設けられ
た突起２４ｂによつて開閉される。
回転体２４はベアリング２６と抑え板２８の間
にある不図示のバネによつて、リング状振動子２
３によつて適度に圧力がかけられている。
にある不図示のバネによつて、リング状振動子２
３によつて適度に圧力がかけられている。
以上のように、本発明によれば表面波モータの
リング状振動子に適度な長さを持つ補助振動子を
一体的に設け、支持するという簡単な構造であり
ながらリング状振動子の振動状態をさまたげない
で保持することが可能となり、さらに、材質劣化
に伴う耐久性の問題も解決することが可能となつ
た。また、補助振動子の一端をビス等でしっかり
と固定することも可能となり、リング状振動子を
正確に位置決めでき、維持も容易になる等の効果
もある。
リング状振動子に適度な長さを持つ補助振動子を
一体的に設け、支持するという簡単な構造であり
ながらリング状振動子の振動状態をさまたげない
で保持することが可能となり、さらに、材質劣化
に伴う耐久性の問題も解決することが可能となつ
た。また、補助振動子の一端をビス等でしっかり
と固定することも可能となり、リング状振動子を
正確に位置決めでき、維持も容易になる等の効果
もある。
第１図、第２図は表面波モータの原理図、第３
図は本発明の原理図、第４図、第５図は本発明に
よる表面波モータの概念図、第６図は表面波モー
タにより駆動される絞りのユニツト図、 図において、１，１３，２３はリング状振動
子、２，２２は圧電素子、５，２４は移動体、１
２は補助振動子、２１は台、２５は絞り羽根、２
６はベアリング、２７はスペーサ、２８は抑え
板、２９はネジ、３０はスペーサ、３１はパルス
板である。尚１３，２３の夫々が主振動子を構成
し、１２，２３ａの夫々が補助振動子を構成す
る。
図は本発明の原理図、第４図、第５図は本発明に
よる表面波モータの概念図、第６図は表面波モー
タにより駆動される絞りのユニツト図、 図において、１，１３，２３はリング状振動
子、２，２２は圧電素子、５，２４は移動体、１
２は補助振動子、２１は台、２５は絞り羽根、２
６はベアリング、２７はスペーサ、２８は抑え
板、２９はネジ、３０はスペーサ、３１はパルス
板である。尚１３，２３の夫々が主振動子を構成
し、１２，２３ａの夫々が補助振動子を構成す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主振動子１３，２３と、補助振動子１２，２
３ａとを有する振動波モータであつて、 主振動子１３，２３は、電気−機械エネルギー
変換素子２２を有し、この変換素子２２によつ
て、供給される電気信号に応答して、進行性振動
波を発生するものであり、 補助振動子１２，２３ａは、主振動子１３，２
３を所定位置に固定支持するもので、加振された
時に、主振動子１３，２３との接合部１２ａが
腹、固定端１２ｂが節となる 振動波モータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200371A JPS6096183A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 振動波モータ |
| US06/774,166 US4634915A (en) | 1983-10-26 | 1985-09-09 | Mount for surface wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200371A JPS6096183A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 振動波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096183A JPS6096183A (ja) | 1985-05-29 |
| JPH0510912B2 true JPH0510912B2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16423192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58200371A Granted JPS6096183A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 振動波モータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4634915A (ja) |
| JP (1) | JPS6096183A (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0662587A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-04 | Nikon Corp | 超音波モータ |
| JPH0822147B2 (ja) * | 1985-12-20 | 1996-03-04 | 株式会社ニコン | 超音波モーター |
| JPS62193569A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH0740792B2 (ja) * | 1986-04-28 | 1995-05-01 | 株式会社村田製作所 | 円筒型圧電振動子の支持構造 |
| JPS62262675A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
| JPS63129860A (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-02 | Canon Inc | 電磁駆動モ−タ |
| US5159253A (en) * | 1987-02-24 | 1992-10-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for a vibration wave motor |
| JP2524346B2 (ja) * | 1987-03-27 | 1996-08-14 | オリンパス光学工業株式会社 | 超音波モ−タ |
| JP2622128B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1997-06-18 | キヤノン株式会社 | 振動波モーター装置 |
| US5140231A (en) * | 1987-10-20 | 1992-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive circuit for vibratory-wave motor |
| US4831306A (en) * | 1988-05-04 | 1989-05-16 | Micro-Pulse Research And Development | Piezoelectric motor having a pivotally mounted annular shaped housing |
| JP2612050B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1997-05-21 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| US5066884A (en) * | 1989-02-10 | 1991-11-19 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
| DE69030827T2 (de) * | 1989-02-14 | 1998-01-15 | Canon Kk | Vibrationswellenmotor |
| JP2669916B2 (ja) * | 1990-02-02 | 1997-10-29 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| JPH0421374A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-24 | Canon Inc | 振動波モータ及びプリンタ |
| JPH04222475A (ja) * | 1990-12-25 | 1992-08-12 | Canon Inc | 振動波モータの支持装置 |
| US5319278A (en) * | 1992-06-05 | 1994-06-07 | Nec Corporation | Longitudinal-torsional resonance ultrasonic motor with improved support structure |
| FR2695767B1 (fr) * | 1992-09-17 | 1994-10-21 | Mecanique Appliquee Lab | Moteur piézo-électrique rotatif présentant une liaison stator-boîtier améliorée. |
| FR2847738B1 (fr) * | 2002-11-25 | 2005-01-28 | Sagem | Moteur deux axes a plots |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH581405A5 (ja) * | 1974-03-29 | 1976-10-29 | Suisse Horlogerie | |
| SE436675B (sv) * | 1975-08-12 | 1985-01-14 | Ki Politekhnichsky I Im 50 Let | Elektrisk motor driven genom piezoelektriska krafter |
| US4210837A (en) * | 1979-03-08 | 1980-07-01 | Misikov Vitaly M | Piezoelectrically driven torsional vibration motor |
| JPS5996881A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-04 | Toshio Sashita | 平板型超音波モータ装置 |
| AT382262B (de) * | 1982-04-16 | 1987-02-10 | Ki Polt I | Piezoelektrischer motor |
| AT384912B (de) * | 1982-04-16 | 1988-01-25 | Ki Polt I | Piezoelektrischer motor |
| US4513219A (en) * | 1982-11-25 | 1985-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP58200371A patent/JPS6096183A/ja active Granted
-
1985
- 1985-09-09 US US06/774,166 patent/US4634915A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6096183A (ja) | 1985-05-29 |
| US4634915A (en) | 1987-01-06 |
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