JPH0744854B2 - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPH0744854B2 JPH0744854B2 JP61230171A JP23017186A JPH0744854B2 JP H0744854 B2 JPH0744854 B2 JP H0744854B2 JP 61230171 A JP61230171 A JP 61230171A JP 23017186 A JP23017186 A JP 23017186A JP H0744854 B2 JPH0744854 B2 JP H0744854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- mover
- viscous
- viscous fluid
- interposed
- 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】 「産業上の利用分野」 本発明は固定子に生じた表面波を利用し、固定子に圧接
した移動子を移動させるようにした超音波モータに関す
る。
した移動子を移動させるようにした超音波モータに関す
る。
「従来の技術」 圧電素子で固定子を振動させて表面波を生じさせ、この
固定子に圧接した移動子を移動させるようにした超音波
モータは各種発明されている。
固定子に圧接した移動子を移動させるようにした超音波
モータは各種発明されている。
移動子が固定子の表面波を受けて移動するためには、移
動子を固定子に圧接して、摩擦力が移動子に作用するよ
うにしなければならない。このため、移動子を各種のバ
ネあるいは磁力で固定子側に圧接させるとともに、固定
子と移動子間に摩擦体を介在させるようにするのが一般
的である（例えば特開昭59−185180号公報）。
動子を固定子に圧接して、摩擦力が移動子に作用するよ
うにしなければならない。このため、移動子を各種のバ
ネあるいは磁力で固定子側に圧接させるとともに、固定
子と移動子間に摩擦体を介在させるようにするのが一般
的である（例えば特開昭59−185180号公報）。
「発明が解決しようとする問題点」 従来の表面波モータは、移動子が固定子表面から摩擦で
進行力を受けるため、移動子と固定子表面間に摩擦体を
介在させて両者間で適切な摩擦が生じるようにしてい
る。しかし表面波はsin曲線状に進行し、各位置での楕
円運動は山部で進行し、谷部で後退することとなり、摩
擦係数を大きくするため移動子を固定子に強く圧接しす
ぎると、移動子は進行力だけでなく後退力も受け全体で
進行が妨げられるという問題があった。
進行力を受けるため、移動子と固定子表面間に摩擦体を
介在させて両者間で適切な摩擦が生じるようにしてい
る。しかし表面波はsin曲線状に進行し、各位置での楕
円運動は山部で進行し、谷部で後退することとなり、摩
擦係数を大きくするため移動子を固定子に強く圧接しす
ぎると、移動子は進行力だけでなく後退力も受け全体で
進行が妨げられるという問題があった。
また固定子と摩擦体との各圧接面が摩耗し、長い間に
は、十分な進行が得られなくなるという問題があった。
は、十分な進行が得られなくなるという問題があった。
そこで本発明は、固定子と摩擦体との間の摩耗を防止
し、しかも固定子に圧接した移動子が効率よく進行力を
得られるようにすることを目的とする。
し、しかも固定子に圧接した移動子が効率よく進行力を
得られるようにすることを目的とする。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、表面波を生じさせる固定子に移動子を圧接す
るとともに、固定子と移動子との間に粘性流体を介在さ
せた表面波モータである。
るとともに、固定子と移動子との間に粘性流体を介在さ
せた表面波モータである。
粘性流体を介在させるのは、固定子の表面波を粘性によ
り移動子に十分伝達させられるようにするためである。
り移動子に十分伝達させられるようにするためである。
「作用」 固定子に設けた複数個の圧電素子に、90゜の位相差のあ
る電圧を印加することにより固定子を振動させると、固
定子に表面波が生じて固定子表面を伝わっていく。この
場合、固定子の表面の一点は楕円起動を描く振動とな
る。よってこの固定子に圧接した移動子は、粘性により
固定子表面の楕円運動の進行方向に力を受けて移動す
る。
る電圧を印加することにより固定子を振動させると、固
定子に表面波が生じて固定子表面を伝わっていく。この
場合、固定子の表面の一点は楕円起動を描く振動とな
る。よってこの固定子に圧接した移動子は、粘性により
固定子表面の楕円運動の進行方向に力を受けて移動す
る。
移動子が固定子上を移動するときの粘性力は、両者間に
介在させた粘性流体の粘性により生じ、この粘性力Ｆ
は、接触面積をＡ、粘性係数をη、流体の速度勾配をdU
/dx;（ただしＵは粘性流体の移動子に対する相対速度、
ｘは粘性流体の表面距離）とすると、 Ｆ＝Ａ・η・dU/dxとなる。
介在させた粘性流体の粘性により生じ、この粘性力Ｆ
は、接触面積をＡ、粘性係数をη、流体の速度勾配をdU
/dx;（ただしＵは粘性流体の移動子に対する相対速度、
ｘは粘性流体の表面距離）とすると、 Ｆ＝Ａ・η・dU/dxとなる。
移動子が移動中は、粘性力Ｆと相対速度Ｕとの関係は第
２図のようになる。第２図からわかるように、従来の摩
擦体のみのときは移動子の速度に摩擦力が影響されない
のに対し、粘性流体を介在させた場合は、粘性力は相対
速度が大きいほど漸次増大し、流体の相対速度がある値
以上では粘性流体を介在させた方が粘性力が大きくな
る。よって粘性力が所定値以上となるような粘性係数、
相対速度等を設定して使用することにより望ましい表面
波モータとなる。
２図のようになる。第２図からわかるように、従来の摩
擦体のみのときは移動子の速度に摩擦力が影響されない
のに対し、粘性流体を介在させた場合は、粘性力は相対
速度が大きいほど漸次増大し、流体の相対速度がある値
以上では粘性流体を介在させた方が粘性力が大きくな
る。よって粘性力が所定値以上となるような粘性係数、
相対速度等を設定して使用することにより望ましい表面
波モータとなる。
「実施例」 本発明の実施例を第１図により説明する。
超音波モータは、ケーシング部分１にクッションザイ２
を介してリング状の固定子３が設けられ、この固定子３
のクッション材側の面に多数の圧電素子４が設けられ
る。各圧電素子４には、90゜の位相差のある電圧を印加
することにより固定子３を振動させて表面波を生じさせ
られるようになっている。
を介してリング状の固定子３が設けられ、この固定子３
のクッション材側の面に多数の圧電素子４が設けられ
る。各圧電素子４には、90゜の位相差のある電圧を印加
することにより固定子３を振動させて表面波を生じさせ
られるようになっている。
固定子３の圧電素子４を設けてない方の面にリング状の
移動子５を設け、この移動子５を押付部材６により固定
子３に圧接させる。なお、押付部材６は、その中心軸6a
を移動子５側からケーシング１側に貫通させて、中心軸
端部をバネ７を介してナットで固定するようになってい
る。移動子５と固定子３との間に粘性流体８が介在さ
れ、移動子５は固定子３の表面波を粘性流体８を介して
粘性により移動するようになっている。
移動子５を設け、この移動子５を押付部材６により固定
子３に圧接させる。なお、押付部材６は、その中心軸6a
を移動子５側からケーシング１側に貫通させて、中心軸
端部をバネ７を介してナットで固定するようになってい
る。移動子５と固定子３との間に粘性流体８が介在さ
れ、移動子５は固定子３の表面波を粘性流体８を介して
粘性により移動するようになっている。
粘性流体８としては、例えばJIS No.3オイルが使用さ
れ、その油膜厚さは約１〜３μｍにする。油膜厚さは薄
いので、粘性流体は表面張力で外部に漏れてしまうこと
はないが、移動子５と固定子３の外周部と内周部にシー
ル材を配置して漏れ防止をしてもよい。また粘性流体８
を固定子３と移動子５との間に容易に保持させるため、
固定子３と移動子５との間に吸油性部材を介在させても
よく、あるいは従来のように摩擦体を介在させて摩擦体
と固定子との間に粘性流体を介在させてもよい。
れ、その油膜厚さは約１〜３μｍにする。油膜厚さは薄
いので、粘性流体は表面張力で外部に漏れてしまうこと
はないが、移動子５と固定子３の外周部と内周部にシー
ル材を配置して漏れ防止をしてもよい。また粘性流体８
を固定子３と移動子５との間に容易に保持させるため、
固定子３と移動子５との間に吸油性部材を介在させても
よく、あるいは従来のように摩擦体を介在させて摩擦体
と固定子との間に粘性流体を介在させてもよい。
上記実施例中、移動子５と固定子３の外径が60cm、圧電
素子４への印加電圧が80V、皿バネの押圧力13kgで超音
波モータを駆動したところ、回転数100rpm、トルクは6k
g・cmであり、粘性流体を介在させることで十分に粘性
力が作用していることがわかる。
素子４への印加電圧が80V、皿バネの押圧力13kgで超音
波モータを駆動したところ、回転数100rpm、トルクは6k
g・cmであり、粘性流体を介在させることで十分に粘性
力が作用していることがわかる。
なお上記実施例では、移動子５が回転する形式のもので
あったが、リング状の固定子が長い直線部を有するよう
に形成して、移動子が固定子の直線部を往復移動するよ
うにした形式のものにも、本発明を同様に適用できる。
あったが、リング状の固定子が長い直線部を有するよう
に形成して、移動子が固定子の直線部を往復移動するよ
うにした形式のものにも、本発明を同様に適用できる。
「発明の効果」 本発明の超音波モータは、移動子と固定子との間に粘性
流体を介在させ、固定子の表面波を粘性粘性力により受
けて移動するので、固定子の表面波を効率よく利用でき
る。また移動子と固定子との間での摩耗がないので、移
動子等の材質の選択が自由になり、さらに超音波モータ
を使用せず保管しておく場合にも、固定子と移動子との
接合面が粘着することがない。
流体を介在させ、固定子の表面波を粘性粘性力により受
けて移動するので、固定子の表面波を効率よく利用でき
る。また移動子と固定子との間での摩耗がないので、移
動子等の材質の選択が自由になり、さらに超音波モータ
を使用せず保管しておく場合にも、固定子と移動子との
接合面が粘着することがない。
第１図は本発明の超音波モータの断面図、第２図は粘性
（摩擦）力と相対速度との関係を示すグラフである。 3;固定子、4;圧電素子 5;移動子、6;押付部材 7;バネ、8;粘性流体
（摩擦）力と相対速度との関係を示すグラフである。 3;固定子、4;圧電素子 5;移動子、6;押付部材 7;バネ、8;粘性流体
Claims (1)
- 【請求項１】固定子を圧電素子で振動させることにより
固定子表面に表面波を生じさせ、この固定子に圧接した
移動子を表面波により移動させるようにした超音波モー
タにおいて、移動子を固定子に圧接させる面に粘性流体
を介在させることを特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230171A JPH0744854B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61230171A JPH0744854B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 超音波モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389075A JPS6389075A (ja) | 1988-04-20 |
| JPH0744854B2 true JPH0744854B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=16903717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61230171A Expired - Lifetime JPH0744854B2 (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744854B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193989U (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-21 | ||
| JPH02110992U (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-05 | ||
| JP5186291B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2013-04-17 | 本田技研工業株式会社 | モータ |
| JP5712939B2 (ja) * | 2012-01-26 | 2015-05-07 | 株式会社豊田自動織機 | 振動アクチュエータ |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61230171A patent/JPH0744854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 「応用物理」第５１巻第６号（１９８２）Ｐ．７１３〜７２０ |
| 日経メカニカル、１９８５．９．２３Ｐ．８９〜９１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6389075A (ja) | 1988-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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