JPH057953B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH057953B2 JPH057953B2 JP2007368A JP736890A JPH057953B2 JP H057953 B2 JPH057953 B2 JP H057953B2 JP 2007368 A JP2007368 A JP 2007368A JP 736890 A JP736890 A JP 736890A JP H057953 B2 JPH057953 B2 JP H057953B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- movable element
- vibration
- contact
- traveling wave
- 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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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波モータに関するものである。
従来から広く用いられている各種モータ装置
は、その駆動源として電磁力を応用したものが大
部分であり、各種用途に使われている。しかしこ
れら装置の大きさ、重量及び回転力等は用いられ
る材料によつて一定の制限を受けるものである。
は、その駆動源として電磁力を応用したものが大
部分であり、各種用途に使われている。しかしこ
れら装置の大きさ、重量及び回転力等は用いられ
る材料によつて一定の制限を受けるものである。
何故ならば、これらの因子は用いられる材料の
磁気的特性等によつて決められるものであり、こ
れらの特性を超えた装置は回転駆動を行うことが
不可能となるためである。
磁気的特性等によつて決められるものであり、こ
れらの特性を超えた装置は回転駆動を行うことが
不可能となるためである。
一方、これらの各種モータ装置に代替する装置
として、本出願人によつて超音波振動を利用した
モータ装置即ち、超音波振動子によつて固定子を
励振させて屈曲進行波を発生させ、固定子表面に
加圧接触させた可動子を所定方向に移動させる超
音波モータが提案されている（特願昭57−205220
号〔特公平１−17354号〕、特開昭57−29400号
〔特公平１−17353号〕）。
として、本出願人によつて超音波振動を利用した
モータ装置即ち、超音波振動子によつて固定子を
励振させて屈曲進行波を発生させ、固定子表面に
加圧接触させた可動子を所定方向に移動させる超
音波モータが提案されている（特願昭57−205220
号〔特公平１−17354号〕、特開昭57−29400号
〔特公平１−17353号〕）。
これら発明によつて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
つて小形にして軽量なモータ装置を実現したもの
であるが、本発明はこれらの装置のうち、特に固
定子に相当する弾性体に改善を加えることによ
り、可動子の速度を上げることができ、種々の使
用目的にかなつた超音波モータを提供することを
目的とするものである。
ネルギーを回転又は直進運動に変換することによ
つて小形にして軽量なモータ装置を実現したもの
であるが、本発明はこれらの装置のうち、特に固
定子に相当する弾性体に改善を加えることによ
り、可動子の速度を上げることができ、種々の使
用目的にかなつた超音波モータを提供することを
目的とするものである。
次に、図面を参照して超音波モータの基本動作
原理、本発明の構成及び実施例に関し説明を行
う。
原理、本発明の構成及び実施例に関し説明を行
う。
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。２は金属弾性体からなる固定子であ
り、その表面２Ａ上に横振動と縦振動が合成され
た屈曲進行波が形成された状態を拡大して示して
いる。ここで、屈曲進行波とは弾性体の屈曲振動
により生ずる波であり、弾性体の表面には縦波と
横波とが90°位相のずれた楕円振動が形成され、
固定子２に沿つて伝搬する。第１図は屈曲振動に
よる屈曲進行波の伝搬状態（振動源は図示せず）
のみを示している。即ち、質点(C)に着召すると、
横振幅(a)（上下方向）と縦振巾(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、その屈曲進行波は音速Ｕのスピードで移動
している。
視図である。２は金属弾性体からなる固定子であ
り、その表面２Ａ上に横振動と縦振動が合成され
た屈曲進行波が形成された状態を拡大して示して
いる。ここで、屈曲進行波とは弾性体の屈曲振動
により生ずる波であり、弾性体の表面には縦波と
横波とが90°位相のずれた楕円振動が形成され、
固定子２に沿つて伝搬する。第１図は屈曲振動に
よる屈曲進行波の伝搬状態（振動源は図示せず）
のみを示している。即ち、質点(C)に着召すると、
横振幅(a)（上下方向）と縦振巾(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、その屈曲進行波は音速Ｕのスピードで移動
している。
この運動は固定子２の表面２Ａ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５の表面を固定子２の表面上に加圧接触させる
と、可動子５は固定子２の屈曲進行波の頂点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５は固定子２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。可動
子５は固定子２に沿つて所定方向に移動し、固定
子２が円形の場合には円運動をし、固定子２が直
線の場合には直進動する。
つても同様であつて、この状態下でフリーな可動
子５の表面を固定子２の表面上に加圧接触させる
と、可動子５は固定子２の屈曲進行波の頂点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５は固定子２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。可動
子５は固定子２に沿つて所定方向に移動し、固定
子２が円形の場合には円運動をし、固定子２が直
線の場合には直進動する。
そこで、可動子５の速度を上げるには振動速度
ｖ＝2πfbを上げればよいことがわかる。つまり横
振巾ａに比べ縦振巾ｂを大きくすればよい。固定
子２の屈曲振動による屈曲進行波の横振巾ａおよ
び縦振巾ｂの割合は ｂ／ａ＝2πh1／λ λ：波長 h1：中立軸から表面までの距離 ……(1) であり、波長λは である。
ｖ＝2πfbを上げればよいことがわかる。つまり横
振巾ａに比べ縦振巾ｂを大きくすればよい。固定
子２の屈曲振動による屈曲進行波の横振巾ａおよ
び縦振巾ｂの割合は ｂ／ａ＝2πh1／λ λ：波長 h1：中立軸から表面までの距離 ……(1) であり、波長λは である。
断面２次半径は次式により定義される。
(1)、(2)式よりｂ／ａを大きくするにはｆ、Ｅ、
ρを既定値とするとh1を大きくするか、Ｒ小さく
すれば良いことがわかる。
ρを既定値とするとh1を大きくするか、Ｒ小さく
すれば良いことがわかる。
弾性体からなる固定子２に屈曲進行波を発生さ
せる手段としては、固定子２に圧電体を接着する
方法などがある。又固定子２の一面にのみ可動子
５を接触させる場合と、固定子２の両面の夫々に
可動子５を接触させる場合がある。
せる手段としては、固定子２に圧電体を接着する
方法などがある。又固定子２の一面にのみ可動子
５を接触させる場合と、固定子２の両面の夫々に
可動子５を接触させる場合がある。
本発明は、弾性体からなる固定子２の可動子５
と接触面２Ａに、中立軸Ｂ側に向けて多数の切込
み１を列設したことを特徴とするものである。
と接触面２Ａに、中立軸Ｂ側に向けて多数の切込
み１を列設したことを特徴とするものである。
このように構成することにより、同一材質で同
一の曲げ剛性を備えた軸方向同一断面形状の固定
子を用いたものに比例して、可動子５の駆動速度
を大にすることができたのである。
一の曲げ剛性を備えた軸方向同一断面形状の固定
子を用いたものに比例して、可動子５の駆動速度
を大にすることができたのである。
これは上記(1)、(2)式におけるh1を実質的に大き
くして、可動子５の駆動速度を大にしたことを意
味すると解釈できる。
くして、可動子５の駆動速度を大にしたことを意
味すると解釈できる。
第２図及び第３図に示す実施例は、中立軸Ｂの
上下両側を対称構造とし、上下両面が接触面２
Ａ，２Ａとして用いられる例を示している。弾性
体よりなる固定子２は、矩形断面弾性体の両接触
面２Ａ，２Ａの夫々に、中立軸Ｂ側に向け多数の
切込み１，１……が長手方向に等ピツチで形成さ
れたものである。換言すれば、これら切込み１，
１……により、その残部には中実基体部分６より
多数の突片部３，３……が形成された形状とな
り、中立軸Ｂから接触面２Ａまでの距離h1が実質
的に大となる。
上下両側を対称構造とし、上下両面が接触面２
Ａ，２Ａとして用いられる例を示している。弾性
体よりなる固定子２は、矩形断面弾性体の両接触
面２Ａ，２Ａの夫々に、中立軸Ｂ側に向け多数の
切込み１，１……が長手方向に等ピツチで形成さ
れたものである。換言すれば、これら切込み１，
１……により、その残部には中実基体部分６より
多数の突片部３，３……が形成された形状とな
り、中立軸Ｂから接触面２Ａまでの距離h1が実質
的に大となる。
本発明によれば、高速駆動が可能となる超音波
モータを提供することができる。
モータを提供することができる。
第１図は超音波モータの基本動作原理を説明す
るための一部拡大斜視図、第２図は本発明の実施
例の斜視図、第３図はその断面図である。 １……切込み、２……固定子、２Ａ……接触
面、５……可動子、Ｂ……中立軸。
るための一部拡大斜視図、第２図は本発明の実施
例の斜視図、第３図はその断面図である。 １……切込み、２……固定子、２Ａ……接触
面、５……可動子、Ｂ……中立軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固定子２と、可動子５とを有する超音波モー
タであつて、 固定子２は、弾性体からなり、励振されて屈曲
進行波を発生し、表面に当接された可動子５を駆
動するものであり、可動子５との接触面２Ａから
中立軸Ｂ側に向けて多数の切込み１が列設された
ものである 超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007368A JPH0315278A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007368A JPH0315278A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 超音波モータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58053362A Division JPS59178988A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315278A JPH0315278A (ja) | 1991-01-23 |
| JPH057953B2 true JPH057953B2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=11664030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007368A Granted JPH0315278A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0315278A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233258A (en) * | 1991-03-28 | 1993-08-03 | Nec Corporation | Ultrasonic sheet feeder, low-profile ultrasonic motor, and method of driving the same |
| JPH05325557A (ja) * | 1992-05-26 | 1993-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体記憶装置 |
| JP3328574B2 (ja) | 1998-03-25 | 2002-09-24 | 日本碍子株式会社 | 加速度センサ素子、加速度センサ及びこれらの製造方法 |
| JP3328575B2 (ja) | 1998-03-25 | 2002-09-24 | 日本碍子株式会社 | 加速度センサ素子、加速度センサ及びこれらの製造方法 |
| DE102008026429A1 (de) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Ultraschallaktor |
| JP7409658B2 (ja) * | 2020-06-11 | 2024-01-09 | 株式会社新生工業 | アクチュエータ |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP2007368A patent/JPH0315278A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0315278A (ja) | 1991-01-23 |
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