JPH0789746B2 - 表面波モ−タ - Google Patents
表面波モ−タInfo
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- JPH0789746B2 JPH0789746B2 JP61221468A JP22146886A JPH0789746B2 JP H0789746 B2 JPH0789746 B2 JP H0789746B2 JP 61221468 A JP61221468 A JP 61221468A JP 22146886 A JP22146886 A JP 22146886A JP H0789746 B2 JPH0789746 B2 JP H0789746B2
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- Japan
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- vibrating
- piezoelectric element
- wave motor
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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」 本発明は、圧電素子および該圧電素子により励振される
弾性体から成る固定子と、該固定子に圧接され、該固定
子に生じる超音波振動の表面進行波によって該固定子の
面上を移動する弾性体である移動子とから成る表面波モ
ータに関する。
弾性体から成る固定子と、該固定子に圧接され、該固定
子に生じる超音波振動の表面進行波によって該固定子の
面上を移動する弾性体である移動子とから成る表面波モ
ータに関する。
「従来の技術」 超音波振動を利用した表面波モータは、振動源である固
定子の振動を妨げないようにする種々の支持固定の仕方
が工夫されており、従来の技術としては次のようなもの
がある。
定子の振動を妨げないようにする種々の支持固定の仕方
が工夫されており、従来の技術としては次のようなもの
がある。
（１）固定子の駆動面（回転子が圧接される面）と反対
側の面にフェルト等の緩衝材を設けて支持する。
側の面にフェルト等の緩衝材を設けて支持する。
（２）固定子横断面における中立軸上で固定子の内周側
あるいは外周側に複数の補助振動部材あるいはフランジ
を設けて支持する。
あるいは外周側に複数の補助振動部材あるいはフランジ
を設けて支持する。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら（１）の方法で固定子を支持する場合、固
定子を構成する弾性体（通常の金属材料）の弾性係数が
圧電素子と同等から３倍程度あるため、固定子横断面に
おける撓みの中立軸は固定子の厚さ方向のほぼ中央に位
置し、圧電素子の振動振幅と駆動面の振動振幅はほぼ等
しい状態であり、したがって、圧電素子面（駆動面と反
対側の面）にフェルト等の緩衝材を接着等で固定すると
圧電素子の振動を妨げることになり、駆動面の振幅も減
少してしまいモータの駆動効率を低下させてしまうとい
う問題があった。また、固定子がフェルト等と回転子の
間で厚み方向に加圧されることも振幅減少の原因となっ
ている。
定子を構成する弾性体（通常の金属材料）の弾性係数が
圧電素子と同等から３倍程度あるため、固定子横断面に
おける撓みの中立軸は固定子の厚さ方向のほぼ中央に位
置し、圧電素子の振動振幅と駆動面の振動振幅はほぼ等
しい状態であり、したがって、圧電素子面（駆動面と反
対側の面）にフェルト等の緩衝材を接着等で固定すると
圧電素子の振動を妨げることになり、駆動面の振幅も減
少してしまいモータの駆動効率を低下させてしまうとい
う問題があった。また、固定子がフェルト等と回転子の
間で厚み方向に加圧されることも振幅減少の原因となっ
ている。
また、（２）のように複数の補助振動部材やフランジを
設けて支持する場合、支持する目的では剛性を高くする
べきであるが、剛性が高いと支持によるエネルギー損失
が大きくなる。そこで、支持による損失を減らし、支持
を行うように補助振動部材あるいはフランジを設けると
その形状は厚さが薄く幅の狭い補助振動部材を多数設け
るか厚さの極めて薄いフランジにするしかなくなる。し
たがって支持による損失を減らすには補助振動部材ある
いはフランジの製造は難しくそして高価なものになって
しまうという問題があった。
設けて支持する場合、支持する目的では剛性を高くする
べきであるが、剛性が高いと支持によるエネルギー損失
が大きくなる。そこで、支持による損失を減らし、支持
を行うように補助振動部材あるいはフランジを設けると
その形状は厚さが薄く幅の狭い補助振動部材を多数設け
るか厚さの極めて薄いフランジにするしかなくなる。し
たがって支持による損失を減らすには補助振動部材ある
いはフランジの製造は難しくそして高価なものになって
しまうという問題があった。
また、駆動面の振幅を大きくするために駆動面に深い溝
を多数設ける構造もあるが、この構造でも損失上の利点
と構造上の複雑さやコストとが相反するという上述の問
題があった。
を多数設ける構造もあるが、この構造でも損失上の利点
と構造上の複雑さやコストとが相反するという上述の問
題があった。
本発明はこれらの問題を解決し、回転子あるいは固定子
を確実に支持することができ、支持による損失が少な
く、駆動面の振幅を大きくすることができ、かつコスト
的にも優れた超音波振動を利用した表面波モータを提供
することを目的としている。
を確実に支持することができ、支持による損失が少な
く、駆動面の振幅を大きくすることができ、かつコスト
的にも優れた超音波振動を利用した表面波モータを提供
することを目的としている。
「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、 圧電素子および該圧電素子により励振される弾性体から
成る固定子と、該固定子に圧接され、該固定子に生じる
超音波振動の表面進行波によって該固定子の面上を移動
する弾性体である移動子とから成る表面波モータにおい
て、 前記両弾性体の少なくとも一方を合成樹脂材料にて形成
し、該一方の弾性体は、他方の弾性体が圧接される面を
有する振動部と、該振動部から延在する支持部と、さら
に該支持部の外周に設けられた被保持部とを一体成形し
て成ることを特徴とする表面波モータに存する。
は、 圧電素子および該圧電素子により励振される弾性体から
成る固定子と、該固定子に圧接され、該固定子に生じる
超音波振動の表面進行波によって該固定子の面上を移動
する弾性体である移動子とから成る表面波モータにおい
て、 前記両弾性体の少なくとも一方を合成樹脂材料にて形成
し、該一方の弾性体は、他方の弾性体が圧接される面を
有する振動部と、該振動部から延在する支持部と、さら
に該支持部の外周に設けられた被保持部とを一体成形し
て成ることを特徴とする表面波モータに存する。
「作用」 弾性体の振動部はそれから周方向に延在するよう一体成
形された支持部により支持されており、支持されている
部位は振動時の撓みの中立軸の近傍であり、振動部は最
低の損失で確実に支持されながら超音波振動し、回転子
が回動される。
形された支持部により支持されており、支持されている
部位は振動時の撓みの中立軸の近傍であり、振動部は最
低の損失で確実に支持されながら超音波振動し、回転子
が回動される。
このような構造でも、合成樹脂材料にて形成してあるの
で、振動部と支持部と被保持部とを一体成形して低コス
トで製造することができる。
で、振動部と支持部と被保持部とを一体成形して低コス
トで製造することができる。
「実施例」 以下、図面に基づき本発明の各種実施例を説明する。
第１図は本発明の第１実施例に係る表面波モータの固定
子の斜視図を示し、第２図は、第１図の固定子とそれに
より回転される回転子との断面図を示している。
子の斜視図を示し、第２図は、第１図の固定子とそれに
より回転される回転子との断面図を示している。
固定子10は、圧電素子15と、圧電素子15によって励振さ
れるリング状弾性体20とで構成され、また回転子50はリ
ング状弾性体51とライニング材52とで構成されている。
れるリング状弾性体20とで構成され、また回転子50はリ
ング状弾性体51とライニング材52とで構成されている。
そしてリング状弾性体20は、圧電素子15によって励振さ
れる振動部25と、振動部25の外周に延在する支持部30
と、支持部30の外周に設けられた被保持部40とより成
る。この被保持部40は、表面波モータを取付ける位置に
対してリング状弾性体20を位置決めして保持するもので
ある。このリング状弾性体20は、エンジニアリングプラ
スチック等の合成樹脂材料で一体成形されており、好ま
しくは、動作上適切な低弾性率を有するものが望まし
い。
れる振動部25と、振動部25の外周に延在する支持部30
と、支持部30の外周に設けられた被保持部40とより成
る。この被保持部40は、表面波モータを取付ける位置に
対してリング状弾性体20を位置決めして保持するもので
ある。このリング状弾性体20は、エンジニアリングプラ
スチック等の合成樹脂材料で一体成形されており、好ま
しくは、動作上適切な低弾性率を有するものが望まし
い。
圧電素子15はリング状弾性体20の振動部25に接着固定あ
るいはリング状弾性体20を一体成形する時に同時に成形
され固定されている。後者の場合、従来の接着工程を除
くことが可能となる。
るいはリング状弾性体20を一体成形する時に同時に成形
され固定されている。後者の場合、従来の接着工程を除
くことが可能となる。
前記のように動作上適切な低弾性率を有するものが望ま
しいので、本実施例におけるリング状弾性体20の弾性率
は圧電素子15の弾性率に比べて1/10程度に、密度は1/5
程度に、従来の金属等の弾性率に比べて1/20程度、そし
て密度は1/5程度に設定してある。
しいので、本実施例におけるリング状弾性体20の弾性率
は圧電素子15の弾性率に比べて1/10程度に、密度は1/5
程度に、従来の金属等の弾性率に比べて1/20程度、そし
て密度は1/5程度に設定してある。
金属あるいは圧電素子15に比べて弾性率および密度が小
さい材料を用いてある場合、固定子10の形状は従来の形
状に比べて、内，外径は従来と同じとすると、リング状
弾性体20の厚さで２倍程度厚くなる。また、固定子10の
屈曲振動の中立軸は金属材料を用いた場合の従来は固定
子10の厚さのほぼ中央（1/2）であったのに対し、圧電
素子15に極めて近い所に位置させることができる。
さい材料を用いてある場合、固定子10の形状は従来の形
状に比べて、内，外径は従来と同じとすると、リング状
弾性体20の厚さで２倍程度厚くなる。また、固定子10の
屈曲振動の中立軸は金属材料を用いた場合の従来は固定
子10の厚さのほぼ中央（1/2）であったのに対し、圧電
素子15に極めて近い所に位置させることができる。
支持部30は、振動部25を支持する条件が振動部25の円周
方向のどの位置でも同一条件となるよう振動部25の外周
の全周に延在する薄板状に形成されており、振動部25の
外周面の厚みの略中央部、すなわち振動部25の振動時の
撓みにおける中立軸で振動部25に接続していて、圧電素
子15の面では支持しないようにしている。
方向のどの位置でも同一条件となるよう振動部25の外周
の全周に延在する薄板状に形成されており、振動部25の
外周面の厚みの略中央部、すなわち振動部25の振動時の
撓みにおける中立軸で振動部25に接続していて、圧電素
子15の面では支持しないようにしている。
被保持部40は支持部30の外周に枠状に成形され、取り付
け対象、例えばレンズ鏡筒に形成された嵌合溝に位置決
めして嵌め込まれるものである。
け対象、例えばレンズ鏡筒に形成された嵌合溝に位置決
めして嵌め込まれるものである。
次に作用を説明する。
圧電素子15に所定の周波数の電圧をかけると、それによ
り振動部25と圧電素子15が一体で屈曲振動し、振動部25
の表面（駆動面）の質点がだ円運動の変位をする。この
表面に圧接されている回転子50はこのだ円運動によって
固定子10に対して相対的に回転し、回転力が得られる。
り振動部25と圧電素子15が一体で屈曲振動し、振動部25
の表面（駆動面）の質点がだ円運動の変位をする。この
表面に圧接されている回転子50はこのだ円運動によって
固定子10に対して相対的に回転し、回転力が得られる。
支持部30は、薄板状に形成してあるので、それ自体が変
位しやすく、かつ最も悪影響を受けにくい中立軸で振動
部25に接続しているので、振動部25の振動を妨げること
がない。全周で振動部25を支持しているので、確実に保
持しているとともに、変位の偏在が生じない。
位しやすく、かつ最も悪影響を受けにくい中立軸で振動
部25に接続しているので、振動部25の振動を妨げること
がない。全周で振動部25を支持しているので、確実に保
持しているとともに、変位の偏在が生じない。
本実施例では、リング状弾性体20に低弾性率を有する材
料を用いてあるので、金属材料を用いた場合より、圧電
素子15の同一たわみ量（変形量）に対して固定子10の駆
動面で得られる変形量は数倍大きくなる。変形量が大き
くなると駆動面質点のだ円運動も大きくなるため表面波
モータとしての出力が大きくなる。
料を用いてあるので、金属材料を用いた場合より、圧電
素子15の同一たわみ量（変形量）に対して固定子10の駆
動面で得られる変形量は数倍大きくなる。変形量が大き
くなると駆動面質点のだ円運動も大きくなるため表面波
モータとしての出力が大きくなる。
第３図は第２実施例を示しており、支持部30に支持部の
剛性を低減させるための穴部31を設けたものである。
剛性を低減させるための穴部31を設けたものである。
したがって、支持部30は振動部25の振動の中立軸上全周
に接続する内周フランジ32、穴部31と穴部31の間に形成
されたリブ部33、さらに内周フランジ32と対称的に被保
持部40に接続する外周フランジ34により構成されてい
る。
に接続する内周フランジ32、穴部31と穴部31の間に形成
されたリブ部33、さらに内周フランジ32と対称的に被保
持部40に接続する外周フランジ34により構成されてい
る。
内周フランジ32が振動部の全周に設けられているのは、
振動部25を支持する際、振動部25の拘束条件が周方向の
どの部分でも変わらないようにするためである。複数の
穴部31を設け、内周フランジ32、リブ部33、外周フラン
ジ34を一平面で形成するようにしたから、支持部30の曲
げに対する剛性が低下し、振動部25がより拘束されずに
振動することができる。
振動部25を支持する際、振動部25の拘束条件が周方向の
どの部分でも変わらないようにするためである。複数の
穴部31を設け、内周フランジ32、リブ部33、外周フラン
ジ34を一平面で形成するようにしたから、支持部30の曲
げに対する剛性が低下し、振動部25がより拘束されずに
振動することができる。
リブ部33と穴部31の寸法は、不図示の回転子に外部負荷
（回転力）が加わり、固定子10、つまり振動部25に負荷
（回転力）が加わった場合に、被保持部40に対して振動
部25が位置ずれを起こしてしまわないように設定されて
いる。穴部31は他の部位より一層薄くした薄肉部で形成
してもよい。
（回転力）が加わり、固定子10、つまり振動部25に負荷
（回転力）が加わった場合に、被保持部40に対して振動
部25が位置ずれを起こしてしまわないように設定されて
いる。穴部31は他の部位より一層薄くした薄肉部で形成
してもよい。
なお、被保持部40は、固定子10をレンズ鏡筒、モータの
ハウジング等に固定するためのものであって、固定子10
の固定方法によって被保持部40の形状を設定すればよ
く、図に示した円環状でなくてもよい。
ハウジング等に固定するためのものであって、固定子10
の固定方法によって被保持部40の形状を設定すればよ
く、図に示した円環状でなくてもよい。
以上では、表面波モータの固定子を説明してきたが、回
転子についても同様のことが説明できる。この場合、上
述で圧電素子と説明した部分はライニング材となり被保
持部を回転子の回転力を取り出すために用いればよい。
また、表面波モータの構成によっては被保持部の形状お
よび位置を変えて回転子を形成すれば良い。
転子についても同様のことが説明できる。この場合、上
述で圧電素子と説明した部分はライニング材となり被保
持部を回転子の回転力を取り出すために用いればよい。
また、表面波モータの構成によっては被保持部の形状お
よび位置を変えて回転子を形成すれば良い。
いずれにせよ、回転子を構成する振動部、支持部、そし
て被保持部は、合成樹脂材料にて一体成形で作成でき、
振動部と支持部の位置関係は固定子の場合と同じであ
る。
て被保持部は、合成樹脂材料にて一体成形で作成でき、
振動部と支持部の位置関係は固定子の場合と同じであ
る。
「発明の効果」 本発明に係る表面波モータによれば、両弾性体の少なく
とも一方が合成樹脂材料であるため、金属等を用いた場
合と同等の入力エネルギーでも超音波振動の振幅をより
大きくすることができ、その結果、表面波モータの効率
を向上させることができる。
とも一方が合成樹脂材料であるため、金属等を用いた場
合と同等の入力エネルギーでも超音波振動の振幅をより
大きくすることができ、その結果、表面波モータの効率
を向上させることができる。
また、振動部、支持部、被保持部が合成樹脂材料で一体
成形されているので、目的を達成するために複雑な形状
になっても容易に成形することができ、コストを低減す
ることができる。
成形されているので、目的を達成するために複雑な形状
になっても容易に成形することができ、コストを低減す
ることができる。
また、実施例によれば、固定子は振動部、支持部、被保
持部が低弾性材料にて一体成形されている為に、支持部
の剛性を下げても（駆動効率を低下させない為）、従来
の金属性の固定子に比べてその形状が薄肉形状となら
ず、支持部が表面波モータの組込み時等で損傷を受ける
ことがない。
持部が低弾性材料にて一体成形されている為に、支持部
の剛性を下げても（駆動効率を低下させない為）、従来
の金属性の固定子に比べてその形状が薄肉形状となら
ず、支持部が表面波モータの組込み時等で損傷を受ける
ことがない。
そして、支持部の剛性を下げるために支持部に穴部を設
ける場合も、振動部、支持部、被保持部を一体成形で加
工できるので、穴あけ等の加工が必要なく、安価に作成
することができるという利点がある。
ける場合も、振動部、支持部、被保持部を一体成形で加
工できるので、穴あけ等の加工が必要なく、安価に作成
することができるという利点がある。
第１図および第２図は本発明の第１実施例を示してお
り、第１図は固定子の斜視図、第２図は固定子及び回転
子の横断面図、第３図は第２実施例に係る固定子の平面
図である。 10……固定子、15……圧電素子 20……リング状弾性体、25……振動部 30……支持部、31……穴部 32……内周フランジ、33……リブ部 34……外周フランジ、40……被保持部 50……回転子
り、第１図は固定子の斜視図、第２図は固定子及び回転
子の横断面図、第３図は第２実施例に係る固定子の平面
図である。 10……固定子、15……圧電素子 20……リング状弾性体、25……振動部 30……支持部、31……穴部 32……内周フランジ、33……リブ部 34……外周フランジ、40……被保持部 50……回転子
Claims (2)
- 【請求項１】圧電素子および該圧電素子により励振され
る弾性体から成る固定子と、該固定子に圧接され、該固
定子に生じる超音波振動の表面進行波によって該固定子
の面上を移動する弾性体である移動子とから成る表面波
モータにおいて、 前記両弾性体の少なくとも一方を合成樹脂材料にて形成
し、該一方の弾性体は、他方の弾性体が圧接される面を
有する振動部と、該振動部から延在する支持部と、さら
に該支持部の外周に設けられた被保持部とを一体成形し
て成ることを特徴とする表面波モータ。 - 【請求項２】前記支持部にその剛性を加減するための穴
あるいは薄肉部を設けたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の表面波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221468A JPH0789746B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 表面波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61221468A JPH0789746B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 表面波モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377385A JPS6377385A (ja) | 1988-04-07 |
| JPH0789746B2 true JPH0789746B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16767186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61221468A Expired - Fee Related JPH0789746B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 表面波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789746B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014084184A1 (ja) | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 株式会社ダイセル | アクチュエータ用弾性体及び圧電アクチュエータ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5066884A (en) * | 1989-02-10 | 1991-11-19 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61221468A patent/JPH0789746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014084184A1 (ja) | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 株式会社ダイセル | アクチュエータ用弾性体及び圧電アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6377385A (ja) | 1988-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |