JPH0532994B2 - - Google Patents
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- JPH0532994B2 JPH0532994B2 JP58130715A JP13071583A JPH0532994B2 JP H0532994 B2 JPH0532994 B2 JP H0532994B2 JP 58130715 A JP58130715 A JP 58130715A JP 13071583 A JP13071583 A JP 13071583A JP H0532994 B2 JPH0532994 B2 JP H0532994B2
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- JP
- Japan
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- stator
- sliding body
- vibration
- movable element
- contact
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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
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、各種の分野で駆動装置として有用
な超音波モータの可動子に関するものである。
な超音波モータの可動子に関するものである。
（従来の技術とその課題）
従来より、駆動源として電磁力を応用した各種
のモータ装置が様々な用途に広く使われている。
しかしながら、これら、従来のモータ装置の場合
には、小型、軽量化、応用分野に一定の制限があ
る。
のモータ装置が様々な用途に広く使われている。
しかしながら、これら、従来のモータ装置の場合
には、小型、軽量化、応用分野に一定の制限があ
る。
使用される材料の磁気的特性等によつて制約さ
れるからでもある。
れるからでもある。
一方、これらの従来のモータ装置に代替するモ
ータ装置として、本出願人によつて、超音波振動
を利用したモータ装置、すなわち超音波振動子と
しての弾性体の表面において励振される振動波
を、これに加圧接触する動体の一方向運動に変換
する駆動装置が提案されている。
ータ装置として、本出願人によつて、超音波振動
を利用したモータ装置、すなわち超音波振動子と
しての弾性体の表面において励振される振動波
を、これに加圧接触する動体の一方向運動に変換
する駆動装置が提案されている。
超音波の持つ強力な振動エネルギーを回転又は
直進運動に変換することによつて、小型にして軽
量なモータ装置を実現したものである。
直進運動に変換することによつて、小型にして軽
量なモータ装置を実現したものである。
しかしながら、この超音波モータ装置は優れた
特徴を持つものとして注目されているが、具体的
にはさらに改善すべき課題が残されてもいた。た
とえば、一般に、切削又は研削加圧された部品の
平面度は約0.001mm〜0.1mm程度の誤差があり、こ
のような平面をもつた固定子表面に剛体に近い部
材からなる可動子の表面を加圧接触させても、ミ
クロ的にみれば各部品の面粗さが、第１図に例示
した横振幅ａと近似し、均一な圧力で接触するこ
とが出来ず、駆動力の伝達効率が非常に損なわれ
るという問題がある。
特徴を持つものとして注目されているが、具体的
にはさらに改善すべき課題が残されてもいた。た
とえば、一般に、切削又は研削加圧された部品の
平面度は約0.001mm〜0.1mm程度の誤差があり、こ
のような平面をもつた固定子表面に剛体に近い部
材からなる可動子の表面を加圧接触させても、ミ
クロ的にみれば各部品の面粗さが、第１図に例示
した横振幅ａと近似し、均一な圧力で接触するこ
とが出来ず、駆動力の伝達効率が非常に損なわれ
るという問題がある。
また、固定子表面上に形成される振動波の振幅
は均一とはならず、加工精度を上げたとしても、
可動子表面はすべての振動波の頂点に接触すると
はかぎらない。
は均一とはならず、加工精度を上げたとしても、
可動子表面はすべての振動波の頂点に接触すると
はかぎらない。
従つて、これまでは、所定の伝達効率を維持す
るために、固定子表面を可動子表面と共に超精密
平面仕上げすることが必要であり、このような仕
上げ加工は難しく、生産性、コスト面において欠
点となつていた。
るために、固定子表面を可動子表面と共に超精密
平面仕上げすることが必要であり、このような仕
上げ加工は難しく、生産性、コスト面において欠
点となつていた。
（課題を解決するための手段）
この発明は、以上の通りの課題を解決すること
を目的とするものであり、そのための手段とし
て、弾性体固定子と可動子とを有する超音波モー
タであつて、可動子は支持体と摺動体とを有し、
この摺動体が支持体の弾性体固定子に対する接触
面に配置され、かつフランジ状の突出片を有する
ものである超音波モータを提供する。
を目的とするものであり、そのための手段とし
て、弾性体固定子と可動子とを有する超音波モー
タであつて、可動子は支持体と摺動体とを有し、
この摺動体が支持体の弾性体固定子に対する接触
面に配置され、かつフランジ状の突出片を有する
ものである超音波モータを提供する。
また、この発明は、その態様として、弾性体固
定子と可動子とを有する超音波モータであつて、
可動子は支持体と摺動体とを有し、この摺動体が
支持体の弾性体固定子に対する接触面に配置さ
れ、かつ摺動体が、支持体との間に空洞が成形さ
れたものである超音波モータ、および摺動体が、
複数のフランジ状の突出片が並列されたものであ
る超音波モータを提供する。
定子と可動子とを有する超音波モータであつて、
可動子は支持体と摺動体とを有し、この摺動体が
支持体の弾性体固定子に対する接触面に配置さ
れ、かつ摺動体が、支持体との間に空洞が成形さ
れたものである超音波モータ、および摺動体が、
複数のフランジ状の突出片が並列されたものであ
る超音波モータを提供する。
以下図面を参照してこの発明のモータ装置の動
作原理と実施例を説明する。
作原理と実施例を説明する。
（作 用）
第１図は、動作原理を説明するための一部拡大
斜視図である。図中の１は金属等の弾性体からな
る固定子であり、その固定子表面１ａ上に横振動
と縦振動とが合成された振動波が形成された状態
を拡大して示している。
斜視図である。図中の１は金属等の弾性体からな
る固定子であり、その固定子表面１ａ上に横振動
と縦振動とが合成された振動波が形成された状態
を拡大して示している。
また、この第１図は振動波の伝搬状態（振動源
は図示せず）を示している。すなわち、質点Ｂに
着目すると、横振幅ａ（上下方向）と縦振幅ｂ（左
右方向）との合成された楕円Ｑ上を矢印Ｍの方向
に運動しており、その振動波は音速Ｕのスピード
で進行波として移動している。この運動は固定子
表面１ａ上のどの点であつても同様であつて、こ
の状態下でフリーな可動子２の表面を固定子１の
表面上に加圧接触させると、この可動子２は固定
子１の振動波の頂点Ａ及びA′の部分でのみ接触
しており、かつこれらの頂点Ａ，A′は振動速度
ｖ＝2πfb （ただしｆは振動数）で矢印Ｍの方向に運動し
ているのであるから、フリーな可動子２は固定子
１との摩擦力によつて矢印Ｎの方向に駆動される
ことになる。
は図示せず）を示している。すなわち、質点Ｂに
着目すると、横振幅ａ（上下方向）と縦振幅ｂ（左
右方向）との合成された楕円Ｑ上を矢印Ｍの方向
に運動しており、その振動波は音速Ｕのスピード
で進行波として移動している。この運動は固定子
表面１ａ上のどの点であつても同様であつて、こ
の状態下でフリーな可動子２の表面を固定子１の
表面上に加圧接触させると、この可動子２は固定
子１の振動波の頂点Ａ及びA′の部分でのみ接触
しており、かつこれらの頂点Ａ，A′は振動速度
ｖ＝2πfb （ただしｆは振動数）で矢印Ｍの方向に運動し
ているのであるから、フリーな可動子２は固定子
１との摩擦力によつて矢印Ｎの方向に駆動される
ことになる。
そこで、電気入力を一定として可動子２の機械
的駆動力（回転力または推進力）をより上げるに
は、先ず接触圧を上げることによつて摩擦力を増
大させ、同時に振動波の多数の頂点が可動子２の
表面と均一な圧力で接触させる。
的駆動力（回転力または推進力）をより上げるに
は、先ず接触圧を上げることによつて摩擦力を増
大させ、同時に振動波の多数の頂点が可動子２の
表面と均一な圧力で接触させる。
しかしながら、可動子２の表面には固定子１の
表面から高い周波数の振動圧力を受け、法線方向
と接線方向に弾性変形による振動変位が生じる。
特に、可動子２の接線方向の振動変位は可動子２
の速度を大きく低下させてしまう。
表面から高い周波数の振動圧力を受け、法線方向
と接線方向に弾性変形による振動変位が生じる。
特に、可動子２の接線方向の振動変位は可動子２
の速度を大きく低下させてしまう。
そこで、この可動子２の具備すべき条件とし
て、 (1) 不完全な平面を有する固定子表面に常に追従
すること、 (2) 不均一な振動波の頂点に均一な圧力で接触す
ること、 (3) 振動波の頂点の一部（例えば波長の約1/8〜
１／４）に密着し、他に接触しない程度の弾性を
有すること、 (4) 高周波振動帯域で弾性が十分な応答性を有す
ること、 (5) 可動子摺動体の法線方向の弾性率に対して接
線方向の弾性率が大きいこと、 (6) 振動減衰率が小さいこと、 などが考慮される。
て、 (1) 不完全な平面を有する固定子表面に常に追従
すること、 (2) 不均一な振動波の頂点に均一な圧力で接触す
ること、 (3) 振動波の頂点の一部（例えば波長の約1/8〜
１／４）に密着し、他に接触しない程度の弾性を
有すること、 (4) 高周波振動帯域で弾性が十分な応答性を有す
ること、 (5) 可動子摺動体の法線方向の弾性率に対して接
線方向の弾性率が大きいこと、 (6) 振動減衰率が小さいこと、 などが考慮される。
このような観点から、この発明では、可動子２
は摺動体を有するものとし、この摺動体、別の表
現ではスライダーに、可動子２としての具備すべ
き条件を満足させ、可動子として一体化させてい
る。
は摺動体を有するものとし、この摺動体、別の表
現ではスライダーに、可動子２としての具備すべ
き条件を満足させ、可動子として一体化させてい
る。
（実施例）
実施例 １
第２図は、固定子１の表面上に形成された振動
波を拡大して示している。支持体３と摺動体４と
により一体的に構成された前記可動子２が固定子
表面１ａに加圧接触している。
波を拡大して示している。支持体３と摺動体４と
により一体的に構成された前記可動子２が固定子
表面１ａに加圧接触している。
ここで一体化するという意味は、支持体３によ
つて摺動体４を固定子表面１ａに密着させると共
に、高周波振動帯域内での弾性に対する十分な応
答性を確保することを示している。
つて摺動体４を固定子表面１ａに密着させると共
に、高周波振動帯域内での弾性に対する十分な応
答性を確保することを示している。
摺動体４は、低弾性率部材４ａの内部に、例え
ば、ピアノ線、グラスフアイバー、カーボンフア
イバー等の高弾性率繊維４ｂを接線方向であつ
て、なおかつ振動波の進行方向に沿つて埋め込ん
で構成し、摺動体４自体の弾性率に異方性を持た
せている。換言すれば、摺動体４の主な構成要素
は低弾性率部材４ａと高弾性率繊維４ｂである。
このような構成要素を選択した理由は、振動圧力
によつて生ぜしめられた法線方向への振動変位に
対しては低弾性率部材４ａを、接線方向への振動
変位に対しては高弾性率繊維４ｂをそれぞれ対応
せしめるためである。
ば、ピアノ線、グラスフアイバー、カーボンフア
イバー等の高弾性率繊維４ｂを接線方向であつ
て、なおかつ振動波の進行方向に沿つて埋め込ん
で構成し、摺動体４自体の弾性率に異方性を持た
せている。換言すれば、摺動体４の主な構成要素
は低弾性率部材４ａと高弾性率繊維４ｂである。
このような構成要素を選択した理由は、振動圧力
によつて生ぜしめられた法線方向への振動変位に
対しては低弾性率部材４ａを、接線方向への振動
変位に対しては高弾性率繊維４ｂをそれぞれ対応
せしめるためである。
摺動体４は、加圧力により振動波の頂点の一部
（例えば波長の約1/8〜11/4）に接触し得るよう
に、その摺動体４の厚さと長さとが決められてい
る。
（例えば波長の約1/8〜11/4）に接触し得るよう
に、その摺動体４の厚さと長さとが決められてい
る。
実施例 ２
第３図も、固定子１の表面上に形成された振動
波を拡大して示している。この固定子表面１ａに
は支持体３と摺動体４で一体的に構成した前記可
動子２が加圧接触している。この場合の摺動体４
は、低弾性率部材４ａの表面に高弾性率、例えば
金属板等の高弾性率板４ｃを固定支持したものか
らなる実施例を示している。
波を拡大して示している。この固定子表面１ａに
は支持体３と摺動体４で一体的に構成した前記可
動子２が加圧接触している。この場合の摺動体４
は、低弾性率部材４ａの表面に高弾性率、例えば
金属板等の高弾性率板４ｃを固定支持したものか
らなる実施例を示している。
実施例 ３
第４図も、固定子１の表面上に形成された振動
波を拡大して示している。この固定子表面１ａに
は金属等の支持体３と一体的に構成されたフラン
ジ状突出片部を有する摺動体４が加圧接触してい
る。この摺動体４は固定子表面１ａの法線方向に
対して可撓性を有し、振動波の頂点の一部（例え
ば波長の約1/8〜 1/4）に接触し得るように、その摺動体４の厚
さｔと長さｌが決められている。また摺動体４の
固有振動数は固定子１の駆動周波数に対して高く
する必要があり、その摺動体４の厚さと長さの割
合は考慮しなければならない。
波を拡大して示している。この固定子表面１ａに
は金属等の支持体３と一体的に構成されたフラン
ジ状突出片部を有する摺動体４が加圧接触してい
る。この摺動体４は固定子表面１ａの法線方向に
対して可撓性を有し、振動波の頂点の一部（例え
ば波長の約1/8〜 1/4）に接触し得るように、その摺動体４の厚
さｔと長さｌが決められている。また摺動体４の
固有振動数は固定子１の駆動周波数に対して高く
する必要があり、その摺動体４の厚さと長さの割
合は考慮しなければならない。
実施例 ４
第５図は、支持体３に固定支持された円弧状の
板状部材で構成された空洞部を有する摺動体４の
断面図を示している。この摺動体４も第４図の実
施例と同様の性質を有している。
板状部材で構成された空洞部を有する摺動体４の
断面図を示している。この摺動体４も第４図の実
施例と同様の性質を有している。
実施例 ５
第６図は、第４図のフランジ状突出片部を複数
有する摺動体の断面図を示している。
有する摺動体の断面図を示している。
特に、第４図および第６図において、摺動体４
の先端は線接触に近く、接触方向と移動方向が同
一であると固定子表面１ａの特定の場所が摩耗す
る。
の先端は線接触に近く、接触方向と移動方向が同
一であると固定子表面１ａの特定の場所が摩耗す
る。
そこで、移動方向に対し、接触方向を斜けるこ
とにより固定子表面上は万遍無く接触する事とな
る。回転可動子の場合は非同心円とすることによ
り構成することが出来る。
とにより固定子表面上は万遍無く接触する事とな
る。回転可動子の場合は非同心円とすることによ
り構成することが出来る。
（発明の効果）
この発明により、以上説明したように、不完全
な平面を有する固定子表面に均一な圧力で接触す
る可動子を採用することにより、高い効率を得
て、さらに強い駆動力の発生を図ることができ
る。
な平面を有する固定子表面に均一な圧力で接触す
る可動子を採用することにより、高い効率を得
て、さらに強い駆動力の発生を図ることができ
る。
さらに、固定子表面の平面加工精度が超精密加
工を必要とせず、一般的な加工条件で充分であ
り、大きな費用負担を回避することが出来るとい
う効果をも併せ有している。
工を必要とせず、一般的な加工条件で充分であ
り、大きな費用負担を回避することが出来るとい
う効果をも併せ有している。
第１図は、この発明の超音波モータの動作原理
を示した一部拡大斜視図であり、第２〜６図は、
この発明の実施例を示した拡大斜視図である。 Ｂ……質点、ａ……横振幅、ｂ……縦振幅、Ｑ
……楕円、Ｍ……方向、Ｕ……音速スピード、
Ａ，A′……頂点、Ｎ……方向、１……固定子、
１ａ……固定子表面、２……可動子、３……支持
体、４……摺動体、４ａ……低弾性率部材、４ｂ
……高弾性率繊維、４ｃ……高弾性率板。
を示した一部拡大斜視図であり、第２〜６図は、
この発明の実施例を示した拡大斜視図である。 Ｂ……質点、ａ……横振幅、ｂ……縦振幅、Ｑ
……楕円、Ｍ……方向、Ｕ……音速スピード、
Ａ，A′……頂点、Ｎ……方向、１……固定子、
１ａ……固定子表面、２……可動子、３……支持
体、４……摺動体、４ａ……低弾性率部材、４ｂ
……高弾性率繊維、４ｃ……高弾性率板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 弾性体固定子１と可動子２とを有する超音波
モータであつて、可動子２は支持体３と摺動体４
とを有し、摺動体４は、支持体３の弾性体固定子
１に対する接触面に配置されたものである超音波
モータ。 ２ 弾性体固定子１と可動子２とを有する超音波
モータであつて、可動子２は支持体３と摺動体４
とを有し、摺動体４は、支持体３の弾性体固定子
１に対する接触面に配置され、かつ摺動体４は、
空洞部を有するものである特許請求の範囲第１項
記載の超音波モータ。 ３ 弾性体固定子１と可動子２とを有する超音波
モータであつて、可動子２は支持体３と摺動体４
とを有し、摺動体４は、支持体３の弾性体固定子
１に対する接触面に配置され、かつ、摺動体４
は、フランジ状の突出片部を有するものである特
許請求の範囲第１項記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130715A JPS6022479A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130715A JPS6022479A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022479A JPS6022479A (ja) | 1985-02-04 |
| JPH0532994B2 true JPH0532994B2 (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=15040888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58130715A Granted JPS6022479A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022479A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06106026B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-12-21 | キヤノン株式会社 | 振動波モ−タ |
| JPS61224882A (ja) | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| EP0198183B1 (en) * | 1985-04-19 | 1992-08-12 | Hitachi Maxell Ltd. | Ultrasonic motor |
| JPH0226086Y2 (ja) * | 1985-07-19 | 1990-07-17 | ||
| JPS6311073A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-18 | Canon Inc | 振動波により駆動される振動波モータ |
| JPH0537673Y2 (ja) * | 1986-05-29 | 1993-09-22 | ||
| US4963781A (en) * | 1987-11-26 | 1990-10-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
| JP2604764B2 (ja) * | 1987-11-26 | 1997-04-30 | 松下電器産業株式会社 | 超音波モータ |
| JPH01138977A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ |
| JPH01270776A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-30 | Aisin Seiki Co Ltd | 超音波モータの動体 |
| JP2689584B2 (ja) * | 1989-04-10 | 1997-12-10 | 松下電器産業株式会社 | 超音波モータ |
| US5204577A (en) * | 1989-05-15 | 1993-04-20 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor improved in driving efficiency |
| JPH02311183A (ja) * | 1989-05-25 | 1990-12-26 | Brother Ind Ltd | 超音波モータ |
| US5352950A (en) * | 1990-03-30 | 1994-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| JP5810303B2 (ja) * | 2010-04-06 | 2015-11-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 駆動装置 |
| JP5627448B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-11-19 | キヤノン株式会社 | 振動型駆動装置 |
| JP5791339B2 (ja) * | 2011-04-13 | 2015-10-07 | キヤノン株式会社 | 円環型振動波アクチュエータ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5832518B2 (ja) * | 1975-09-01 | 1983-07-13 | キエフスキ−．ポリチエフニチエスキ−．Ｉｎｓｔ．イメニ．５０−レチア．ベリコイ．オクチヤブルスコイ．ソシイアリスチチエスコイ．レボリユツイ− | 圧電モ−タ |
| JPS5966392U (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-04 | ソニー株式会社 | 表面波型超音波モータ |
| JPS59101608A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-12 | Canon Inc | 駆動装置 |
| JPH0532991A (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-09 | Kao Corp | 潤滑油添加剤の製造方法およびそれを含有する潤滑油組成物 |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP58130715A patent/JPS6022479A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6022479A (ja) | 1985-02-04 |
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