JPH0828985B2 - 超音波モータの回転子／移動子 - Google Patents
超音波モータの回転子／移動子Info
- Publication number
- JPH0828985B2 JPH0828985B2 JP60040614A JP4061485A JPH0828985B2 JP H0828985 B2 JPH0828985 B2 JP H0828985B2 JP 60040614 A JP60040614 A JP 60040614A JP 4061485 A JP4061485 A JP 4061485A JP H0828985 B2 JPH0828985 B2 JP H0828985B2
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- JP
- Japan
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- mover
- rotor
- stator
- sliding body
- present
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
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〕 この発明は、超音波振動を利用した超音波モータの回
転子／移動子に関するものである。さらに詳しくは、こ
の発明は、圧電体の屈曲振動（超音波振動）を利用する
超音波モータにおいて、モータ効率の改善とモータの高
出力化を図ることのできる改良された回転子または移動
子に関するものである。
転子／移動子に関するものである。さらに詳しくは、こ
の発明は、圧電体の屈曲振動（超音波振動）を利用する
超音波モータにおいて、モータ効率の改善とモータの高
出力化を図ることのできる改良された回転子または移動
子に関するものである。
超音波の持つ強力な振動エネルギーを利用した新しい
駆動方法と、この方法に基づくモータ装置がこの発明の
発明者によって提案され（特公平１−17353号）、その
実用化が進められるに従って、超音波モータの持つ優れ
た特性が広く注目され、各種の技術分野への応用が活発
に検討されてきている。
駆動方法と、この方法に基づくモータ装置がこの発明の
発明者によって提案され（特公平１−17353号）、その
実用化が進められるに従って、超音波モータの持つ優れ
た特性が広く注目され、各種の技術分野への応用が活発
に検討されてきている。
この超音波モータは、複数個の圧電体（電歪素子）と
金属等の弾性体によって超音波振動子としての固定子を
構成し、その並列する圧電体（電歪素子）に時間的に位
相の異なる高周波電圧を印加することによりこの固定子
の所定の表面に振動波を生じさせ、固定子表面に加圧接
触させた回転子または移動子をその表面振動波によって
所定の方向に駆動させることを原理的な特徴としている
ものである。
金属等の弾性体によって超音波振動子としての固定子を
構成し、その並列する圧電体（電歪素子）に時間的に位
相の異なる高周波電圧を印加することによりこの固定子
の所定の表面に振動波を生じさせ、固定子表面に加圧接
触させた回転子または移動子をその表面振動波によって
所定の方向に駆動させることを原理的な特徴としている
ものである。
この基本原理と構成からなる超音波モータを提案して
以来、この発明の発明者はその実用化の過程において様
々な工夫、改良を加えてきたところであるが、この検討
において、モータとしての効率を向上させることがその
課題の一つとなっていた。それは、より大きなモータ効
率の向上と、これによるモータとしての高出力化を図る
ことであった。
以来、この発明の発明者はその実用化の過程において様
々な工夫、改良を加えてきたところであるが、この検討
において、モータとしての効率を向上させることがその
課題の一つとなっていた。それは、より大きなモータ効
率の向上と、これによるモータとしての高出力化を図る
ことであった。
この発明は、以上の通りの課題を解決することを目的
になされたものである。
になされたものである。
この発明は、上記の課題を解決するものとして、横波
と縦波が合成された振動波を生じる、圧電体固着の固定
子の表面に加圧接触する回転子／移動子において、固定
子に接触する高摩擦係数の薄い弾性体からなる可撓性の
摺動体（スライダー）と、この摺動体に固着した可撓性
の支持体とによって前記回転子／移動子を構成し、回転
子／移動子の全体が弾性変形するようにしたことを特徴
とする超音波モータの回転子／移動子を提供する。
と縦波が合成された振動波を生じる、圧電体固着の固定
子の表面に加圧接触する回転子／移動子において、固定
子に接触する高摩擦係数の薄い弾性体からなる可撓性の
摺動体（スライダー）と、この摺動体に固着した可撓性
の支持体とによって前記回転子／移動子を構成し、回転
子／移動子の全体が弾性変形するようにしたことを特徴
とする超音波モータの回転子／移動子を提供する。
すなわち、これまでに提案してきた超音波モータの場
合には、超音波振動する固定子に加圧接触させた高摩擦
係数のゴム状の弾性体からなる摺動体の弾性変形による
エネルギー損失が大きく、モータ効率の向上には制約が
あったが、この発明は、このような摺動体を可撓性と
し、かつ、できるだけ薄くして弾性変形によるエネルギ
ー損失を小さくすることが可能であるとの知見に基づい
てなされたものである。
合には、超音波振動する固定子に加圧接触させた高摩擦
係数のゴム状の弾性体からなる摺動体の弾性変形による
エネルギー損失が大きく、モータ効率の向上には制約が
あったが、この発明は、このような摺動体を可撓性と
し、かつ、できるだけ薄くして弾性変形によるエネルギ
ー損失を小さくすることが可能であるとの知見に基づい
てなされたものである。
そしてまた、従来は、回転子／移動子を構成する摺動
体には、その支持体として固定子からの振動圧力を受け
ても変形しない程度の剛性のあるものを用いていたが、
この発明の場合には、前記の通り、摺動体をできるだけ
薄くすることから、支持体も可撓性とし、摺動体と支持
体とからなる回転子／移動子には全体として弾性変形す
る可撓性を持たせることがモータ効率の向上とモータの
高出力化に有効であることを見出し、具体的にこの発明
が完成された。
体には、その支持体として固定子からの振動圧力を受け
ても変形しない程度の剛性のあるものを用いていたが、
この発明の場合には、前記の通り、摺動体をできるだけ
薄くすることから、支持体も可撓性とし、摺動体と支持
体とからなる回転子／移動子には全体として弾性変形す
る可撓性を持たせることがモータ効率の向上とモータの
高出力化に有効であることを見出し、具体的にこの発明
が完成された。
以下、図面を参照しながら、さらに詳しくこの発明の
構成および作用効果について説明する。
構成および作用効果について説明する。
まず、第１図は、従来のモータ装置の動作を原理的に
説明したものである。この第１図に示したように、従来
の装置の場合にも横波と縦波とが合成された振動波（屈
曲波）が固定子１の表面に形成され、伝播する。その固
定子１の表面1aの各頂点は、一般に知られているように
楕円振動しており、その振動波は音速Ｕのスピードで移
動している。
説明したものである。この第１図に示したように、従来
の装置の場合にも横波と縦波とが合成された振動波（屈
曲波）が固定子１の表面に形成され、伝播する。その固
定子１の表面1aの各頂点は、一般に知られているように
楕円振動しており、その振動波は音速Ｕのスピードで移
動している。
また、回転子／移動子２を構成している摺動体３は、
固定子１の表面に形成された振動波と接触しながら、摩
擦力により、矢印Ｎの方向に駆動されて行く。この時
は、摺動体３の高摩擦係数と、第１図からも明らかな摺
動体３の大きな弾性変形とによって摩擦駆動力が発生し
ている。
固定子１の表面に形成された振動波と接触しながら、摩
擦力により、矢印Ｎの方向に駆動されて行く。この時
は、摺動体３の高摩擦係数と、第１図からも明らかな摺
動体３の大きな弾性変形とによって摩擦駆動力が発生し
ている。
しかしながら、固定子に固着している圧電体（図示し
ていない）への電気入力および接触加圧力を一定とする
場合、この従来のモータ構造においては、ゴム等からな
る摺動体３の大きな弾性変形によるエネルギー損失が大
きく、結局のところ、モータ効率を向上させることが極
めて困難であった。
ていない）への電気入力および接触加圧力を一定とする
場合、この従来のモータ構造においては、ゴム等からな
る摺動体３の大きな弾性変形によるエネルギー損失が大
きく、結局のところ、モータ効率を向上させることが極
めて困難であった。
そこで、この発明は、第２図に示した構成をその基本
としている。この場合にも、固定子７に生じる表面の振
動波は、第１図の場合と同様に音速Ｕのスピードで移動
する。
としている。この場合にも、固定子７に生じる表面の振
動波は、第１図の場合と同様に音速Ｕのスピードで移動
する。
だが、この第２図に示したように、この発明では、高
摩擦係数の弾性体からなる摺動体５を、従来に比べては
るかに薄くし、この摺動体５を可撓性とすることで、そ
の弾性変形によるエネルギー損失を低減させている。
摩擦係数の弾性体からなる摺動体５を、従来に比べては
るかに薄くし、この摺動体５を可撓性とすることで、そ
の弾性変形によるエネルギー損失を低減させている。
また、この発明では、摺動体５とともに回転子／移動
子４を構成する支持体６に可撓性を持たせているため、
回転子／移動子４は全体として可撓性を示し、固定子７
の表面の摺動波と摺動体５との接触範囲は従来同様に固
定子７の表面7aの頂部7bとその近傍となり、摺動体５の
高摩擦係数と回転子／移動子４の全体としての可撓性と
によって高摩擦力が発生し、大きな効率と高出力で、摺
動体５は矢印Ｎ方向に駆動する。
子４を構成する支持体６に可撓性を持たせているため、
回転子／移動子４は全体として可撓性を示し、固定子７
の表面の摺動波と摺動体５との接触範囲は従来同様に固
定子７の表面7aの頂部7bとその近傍となり、摺動体５の
高摩擦係数と回転子／移動子４の全体としての可撓性と
によって高摩擦力が発生し、大きな効率と高出力で、摺
動体５は矢印Ｎ方向に駆動する。
第３図は、より具体的にこの発明の実施例を示したも
のである。
のである。
固定子８には圧電体９を固着し、この圧電体９に高周
波電圧を印加し、固定子８に屈曲振動を生じさせ、摺動
体11に伝える。この摺動体11は、高摩擦係数を有し、か
つ薄く構成し、また可撓性のある支持体12によって、摺
動体11と支持体12とからなる回転子／移動子13の全体に
可撓性を持たせてもいる。
波電圧を印加し、固定子８に屈曲振動を生じさせ、摺動
体11に伝える。この摺動体11は、高摩擦係数を有し、か
つ薄く構成し、また可撓性のある支持体12によって、摺
動体11と支持体12とからなる回転子／移動子13の全体に
可撓性を持たせてもいる。
このため、摺動体11の変形エネルギーの消費を抑え、
高効率・高出力のモータが実現される。
高効率・高出力のモータが実現される。
もちろん、この発明は、以上の例によって限定される
ものではない。その細部についは様々な態様が可能であ
る。
ものではない。その細部についは様々な態様が可能であ
る。
以上詳しく説明した通り、この発明によってモータ効
率は大きく向上し、高出力化が図られる。
率は大きく向上し、高出力化が図られる。
第１図は、従来の超音波モータの動作を示した拡大斜視
図であり、第２図は、この発明の動作を示した拡大斜視
図である。 第３図は、この発明の実施例を示した断面図である。 ４……回転子／移動子 ５……摺動体 ６……支持体 ７……固定子 ８……固定子 ９……圧電体 10……フェルト 11……摺動体 12……支持体 13……回転子／移動子 14……軸 15……軸受
図であり、第２図は、この発明の動作を示した拡大斜視
図である。 第３図は、この発明の実施例を示した断面図である。 ４……回転子／移動子 ５……摺動体 ６……支持体 ７……固定子 ８……固定子 ９……圧電体 10……フェルト 11……摺動体 12……支持体 13……回転子／移動子 14……軸 15……軸受
Claims (1)
- 【請求項１】横波と縦波が合成された振動波を生じる、
圧電体固着の固定子の表面に加圧接触する回転子／移動
子において、固定子に接触する高摩擦係数の薄い弾性体
からなる可撓性の摺動体と、この摺動体に固着した可撓
性の支持体とによって前記回転子／移動子を構成し、回
転子／移動子の全体が弾性変形するようにしたことを特
徴とする超音波モータの回転子／移動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60040614A JPH0828985B2 (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 超音波モータの回転子／移動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60040614A JPH0828985B2 (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 超音波モータの回転子／移動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61203872A JPS61203872A (ja) | 1986-09-09 |
| JPH0828985B2 true JPH0828985B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=12585401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60040614A Expired - Lifetime JPH0828985B2 (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 超音波モータの回転子／移動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828985B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2690907B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1997-12-17 | 株式会社日立製作所 | 複合型圧電モータ |
| US5066884A (en) * | 1989-02-10 | 1991-11-19 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
| US5091670A (en) * | 1989-06-19 | 1992-02-25 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188381A (ja) * | 1983-04-06 | 1984-10-25 | Shinsei Kogyo:Kk | 超音波モータ |
| JPS60174074A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-09-07 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP60040614A patent/JPH0828985B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61203872A (ja) | 1986-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |