JPS59201685A - 振動波モ−タ - Google Patents

振動波モ−タ

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JPS59201685A
JPS59201685A JP58076754A JP7675483A JPS59201685A JP S59201685 A JPS59201685 A JP S59201685A JP 58076754 A JP58076754 A JP 58076754A JP 7675483 A JP7675483 A JP 7675483A JP S59201685 A JPS59201685 A JP S59201685A
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vibration
vibration wave
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vibrator
wave motor
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一郎 奥村
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和弘 伊豆川
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    • 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
    • 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
    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
    • H02N2/0065—Friction interface

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は進行性振動波により駆動する振動波モータ、特
に振動波を伝える振動体の構造に関するものである。
振動波モータは例えば特開昭５２−２９１９２号公報に
も開示されているように、電歪素子に交流、脈流等の周
波電圧を印加したときに生ずる振動運動を回転連動又は
−次元運動に変換するものである。
従来の電磁モータに比べて＠線を必要としないため、構
造が簡単で小型になり、低速回転時にも高トルクが得ら
れると共に喉性モーメントが少ないという利点がある。
そのため、最近注目されている。
上記公報等で知られている振動波モータは振動運動を回
転運動等に変換するにあたり、振動体に生じた定在振動
波で、振動体と接触するロータ等の移動体を一方向に摩
擦駆動するもので、振動の往運動時には振動体と移動体
が摩擦接触し、復運動時には離れるようになっている。
そのため摩擦駆動効率の悪いものとなってしま、う。
最近この点を改良した振動波モータで振動体に生ずる進
行性振動波によって移動体を摩擦駆動するものがある。
第１図にはその要部の概略図が示しである。
同図で１は電歪素子で例えばＰＺＴ　（チタン酸ジルコ
ン鉛）で、２は振動体で弾性物質の中空平面円板からな
り、電歪素子１を接着しである。振動体２は電歪素子ｌ
と共にステータ（不図示）側に保持されている。３は移
動体で振動体２に対し抑圧接触されていたロータを形成
する。電歪素子１は複数個接着されておりそのうちの一
部の群に対し、他の群は振動波の波長の月波長分だけず
れたピッチで配置ぎれる。群内での各電歪素子は局波長
のピッチで、相隣り合うちのの極性が逆になるように配
置されている。
このような構成の振動波モータで一つの群内全部の電歪
素子にＶ。ＳｉｎωＴの交流電圧を印加し、もう一方の
群内全部の電歪素子にＶ。Ｃｏ５（１）　Ｔの交流電圧
を印加する。従って各電歪素子は相隣り合うものどうし
極性が逆向きで二つの群どうし９０°位相のずれた交流
電圧が印加されて振動をする。この振動が伝えられて振
動体？は電歪素子１の配置ピッチに従って曲げ振動をす
る。振動体２が一つおきの電歪素子の位置で出っ張ると
、他の一つおきの電歪素子の位置が引っ込む。
−・力、前記の如く電歪素子の一部は他の一部に対し、
局波長ずれた位置にあるため曲げ振動が進行する。交ｆ
Ａｆ、電圧か印加されている間、次々と振動か励起され
て、進行性曲げ振動波となって振動体２を伝わってゆく
。
このときの波の進行状態が第２図（ａ）　（ｂ）　（ｃ
）　（ｄ）に示しである。いま、進行性曲げ振動波が矢
示Ｘ方向に進むとする。０を静止状態に於ける振動体の
中心面とすると振動状態では鎖線示の状態となり、この
中立面６は曲げによる応力が拮抗してしする。中立面６
と直交する断面７についてみると、これら二面の交線５
では応力がかからず上下振動しているだけである。同時
に断面７は交線５を中心として左右の振り子振動してい
る。同図（ａ）に　　　示ず状態で断面７と振動体２の
移動体ｌ側の表面との交線上の点Ｐは左右振動の右死点
となっており上方向運動だけしている。この振り子振動
は交線５が波の正側では（中心面０の上側にあるとき）
左方向（波の進行と逆方向）の応力が加わり、波の負側
（同じく下側にあるとき）右方向の応力が加わる。即ち
同図（ａ）で交線５′と断面７′が前者のときの状態で
点Ｐ′は応力Ｆ′が加わり、交線５′／と断面７／が後
者のときの状態で点Ｐ′は応カビが加わる。波が進行し
　（ｂ）に示すように波の正側に交線５かくると点Ｐは
左方向の運動をすると同時に上方向の運動をする。（Ｃ
）で点Ｐは上下振動のｌ−死点で左方向の運動だけする
。（ｄ）では左方向の運動と下方向運動をする。さらに
波が進行し、右方向と下方向の運動、右方向、と上方向
の運動を経て（ａ）の状態に戻る。この一連の運動を合
成すると点Ｐは回転楕円運動をしておりその回転半径は
、振動体２の板厚をＬとすると、ｔ／２の関数となる。
一方同図（ｃ）に示すように点Ｐが移動体３と接する線
では点Ｐの運動によって移動体３がＸ力向に摩擦駆動さ
れる。
このようにして駆動される振動波モータで、移動体３の
速度は振動体２の表面の点Ｐの運動速度夕 によって決まる。移動体３の速度を増すためには、振動
体２の表面の点Ｐの回転速度を増す必要かある。そのた
め振動体２の厚さｔを増せば回転振動の半径を大きくす
ることが考えられる。ところか振動体２の厚さしが増す
と剛性が増加し振動振幅か減少し、回転振動の回転角が
小さくなってしまうため、振動体２の表面点Ｐの速度増
加には限界がある。
本発明は上記のような事実に鑑みなされたもので、振動
体の構造を改良することにより、移動体の移動速度を高
め、駆動効率の高い振動波モータを提供することを目的
とするものである。
この目的を達成するため本発明は、電歪素子Ｊに周波電
圧を印加し、該電歪素子１に接合した振動体２に生ずる
進行性振動波によって、該振動体２と接合する移動体３
を駆動する振動波モータに於て、該振動体２が少なくと
も移動体３と対面する側で多数に分割されていることを
特徴とする振動波モータである。
以下図面に示された実施例を詳細に説明し上記本発明の
構成を明らかにする。
第３図は本発明の振動波モータの振動体２の一実施例を
示すものである。振動体２は円環状をしており移動体３
（本図に於て省略）側で、小振動片２ａに分割されてお
り、電歪素子１側では連続した基体２ｂとなっている。
振動波モータの他の部分の構成は、第１図及びその説明
によって明らかにしであるものと同じである。
第４図は振動体２の寸法を示したものである。
０は基体２ｂの中心面、ｔｂは基体２の厚さである。で
は小振動片２ａの厚さ、文は同じく長さである。小振動
片２ａはヤング率がＥで、密度がρである。またｈは小
振動片２ａの先端から中心面０までの距離である。
第５図はこのような振動体２に進行性曲げ振動波か生じ
、小振動片２ａの先端がそこに圧接されている移動体３
を駆動する状態を示している。
曲げ振動波はＸ方向に進行し、移動体３はＸ方向に進行
する。このときＰ点に於ける回転楕円運動の回転半径は
ｈの関数となる。従って、従来の振動体２（第２図参照
）のＰ点の回転楕円運動の回転半径がｔ／２の関数であ
ったのに比べて大巾に向Ｊ二する。しかも、この形状で
あると振動体の剛性はほとんど増加しないため振幅が減
少することなく１、回転半径の増加に寄与する。
このような形状で小振動片２ａの寸法を大路次式の関係
にすると、さらに増速効果が加わる。
１７文２＝（２πｆ　／１．８７５２）　ｐ　Ｅこの式
は、振動体２の基体２ｂが振動した場合に、それによっ
て励起される小振動片２ａの共振条件である。即ち、片
持ちはりである小振動片２ａが一次モードの共振をする
条件で、この条件を満足すると、小振動片２ａの曲げ振
動の共振効果が加わり、移動体３が増速される。第５図
で小振動片２ａが順次的がって共振している状態を示し
ている。
また、小振動片２ａの先端のエッチが移動体３に対しひ
っかかって駆動させるため、移動体３と振動体２の面の
摩擦によって駆動させる従来のもの（第２図参照）、に
比し駆動効率の向上を実現できる。
以上説明したように、本発明の振動波モータでは、振動
体２の点Ｐの回転運動の半径が大きくなり、小振動片２
ａの寸法によってはその共振による増速か加わり、摩擦
駆動効率の良いものになり、極めて性能の良い振動波モ
ータが得られる。
なお、小振動片２ａの構造は前例のものに限らず例えば
第６図に示す丸棒状のもの、その他色柱状のもの、ピン
状のものであっても良い。
また、リニア型の振動波モータに対しても適用し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は振動波モータの主要部の概略図、第２図は振動
波モータの駆動原理を説明する図、第３図は本発明を適
用した振動波モータの振動体の実施例を示す斜視図、第
４図は同上実施例の詳細な側面図、第５図は振動体が移
動体を駆動する状態の説明図、第６図は振動体の別な実
施例の部分斜視図である。 １は電歪素子、２は振動体、２ａは小振動片、３は移動
体である。 第２図 ／″３ 第６図　　第１図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電歪素子に周波電圧を印加し、該電歪素子に接合
    した振動体に生ずる進行性振動波によって、該振動体、
    ！−接合する移動体を駆動する振動波モータに於て、 該振動体が少なくとも移動体と対面する側で多数に分割
    されていることを特徴とする振動波モータ。
JP58076754A 1983-04-30 1983-04-30 振動波モ−タ Granted JPS59201685A (ja)

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US06/599,521 US4580073A (en) 1983-04-30 1984-04-12 Vibration wave motor with plural projection vibrator
DE3415628A DE3415628C3 (de) 1983-04-30 1984-04-26 Vibrationswellenmotor

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