JPS60210174A - 振動波モ−タ - Google Patents
振動波モ−タInfo
- Publication number
- JPS60210174A JPS60210174A JP59065401A JP6540184A JPS60210174A JP S60210174 A JPS60210174 A JP S60210174A JP 59065401 A JP59065401 A JP 59065401A JP 6540184 A JP6540184 A JP 6540184A JP S60210174 A JPS60210174 A JP S60210174A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- ring
- shaped
- vibration wave
- auxiliary
- 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.)
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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)
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。
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回転型の振動波モ
ータの構造、特に振動波モータのリング状振動体の支持
構造に関する。
ータの構造、特に振動波モータのリング状振動体の支持
構造に関する。
表面波モータは電歪素子に周波電圧を印加したときに生
ずる振動運動を回転運動又は−次元運動に変換するもの
で、従来の電磁モータに比べて巻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
得られるという利点があり、近年注目されている。
ずる振動運動を回転運動又は−次元運動に変換するもの
で、従来の電磁モータに比べて巻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
得られるという利点があり、近年注目されている。
第１図〜第２図は従来の表面波モータの駆動原理を示す
もので、第１図は上記のモータの表面波の発生状態を示
している。金属の振動体１に接着された電歪素子２ａ、
２ｂは、説明の便宜上振動体１の上下両側に配置されて
いるが、電歪素子２ａ、２ｂは振動体ｌの片側、適度に
はなれた所に空間的にλ／４の位相ずれを満足するよう
に配置されている。
もので、第１図は上記のモータの表面波の発生状態を示
している。金属の振動体１に接着された電歪素子２ａ、
２ｂは、説明の便宜上振動体１の上下両側に配置されて
いるが、電歪素子２ａ、２ｂは振動体ｌの片側、適度に
はなれた所に空間的にλ／４の位相ずれを満足するよう
に配置されている。
振動体ｌを電歪素子２ａ、２ｂの一方の電極とし、電歪
素子２ａには、交流電源３ａから■＝Ｖ□ｓｉｎωｔ、
電歪素子２ｂには９０°位相器３ｂを通して入／４位相
のずれたＶ ＝ Ｖ、 Ｑｓｉｎ（ωｔ±π／２）の交
流電圧を印加する。前記式における（＋） 、 （−）
は移動体５を動かす方向によって位相器３ｂで切換えら
れる。
素子２ａには、交流電源３ａから■＝Ｖ□ｓｉｎωｔ、
電歪素子２ｂには９０°位相器３ｂを通して入／４位相
のずれたＶ ＝ Ｖ、 Ｑｓｉｎ（ωｔ±π／２）の交
流電圧を印加する。前記式における（＋） 、 （−）
は移動体５を動かす方向によって位相器３ｂで切換えら
れる。
いま（−）側に切換えてあり電歪素子３ｂにはＶ＝Ｖ□
ｓ ｉ ｎ （ωｔ −π／２）の電圧が印加される
とする。電歪素子３ａだけが単独で電圧Ｖ＝Ｖ□ ’ｓ
ｉ ｎωｔにより振動した場合は同図（ａ）に示すよ
うな定在波による振動が起り、電歪素子３ｂだけが単独
で電圧Ｖ＝ＶＱｓｉｎ（ωｔ−π／２）により振動した
場合は同図（ｂ）に示すような定在波による振動が起る
。上記位相のずれた２つの交流電圧を同時に各々の電歪
素子３ａ、３ｂに印加すると振動波は進行性になる。（
イ）は時間ｔ＝２ｎπ／ω、（ロ）はｔ−π／２ω＋２
ｎπ／ω。
ｓ ｉ ｎ （ωｔ −π／２）の電圧が印加される
とする。電歪素子３ａだけが単独で電圧Ｖ＝Ｖ□ ’ｓ
ｉ ｎωｔにより振動した場合は同図（ａ）に示すよ
うな定在波による振動が起り、電歪素子３ｂだけが単独
で電圧Ｖ＝ＶＱｓｉｎ（ωｔ−π／２）により振動した
場合は同図（ｂ）に示すような定在波による振動が起る
。上記位相のずれた２つの交流電圧を同時に各々の電歪
素子３ａ、３ｂに印加すると振動波は進行性になる。（
イ）は時間ｔ＝２ｎπ／ω、（ロ）はｔ−π／２ω＋２
ｎπ／ω。
（へ）はｔ＝π／ω＋２ｎπ／ω、（ニ）はｔ＝３π／
２ω＋２ｎπ／ωの時のもので振動波の波面はＸ方向に
進行する。
２ω＋２ｎπ／ωの時のもので振動波の波面はＸ方向に
進行する。
このような進行性の振動数は縦波と横波を伴なっており
、第２図に示すように振動体１の頂点Ａについて着目す
ると、縦振幅Ｕと横振幅Ｗで反時計方向の回転楕円運動
をしている振動体ｌの表面には移動体５が加圧接触して
おり振動面の頂点にだけ接触することになるから、頂点
に於ける質点Ａ、Ｎ・・・の楕円運動の縦振幅Ｕの成分
に駆動され、移動体１は矢印Ｎ方向に移動する。
、第２図に示すように振動体１の頂点Ａについて着目す
ると、縦振幅Ｕと横振幅Ｗで反時計方向の回転楕円運動
をしている振動体ｌの表面には移動体５が加圧接触して
おり振動面の頂点にだけ接触することになるから、頂点
に於ける質点Ａ、Ｎ・・・の楕円運動の縦振幅Ｕの成分
に駆動され、移動体１は矢印Ｎ方向に移動する。
９０°位相器により＋９０’位相をずらせば振動波は−
Ｘ方向に進行し、移動体ｌはＮ方向と逆向きに移動する
。
Ｘ方向に進行し、移動体ｌはＮ方向と逆向きに移動する
。
質点Ａの頂点に於ける速度はＶ＝２πｆｕ（ｆは振動周
波数）となり、移動体５の移動速度はこれに依存すると
共に、加圧接触による摩擦駆動がなされるため横振幅Ｗ
にも依存する。
波数）となり、移動体５の移動速度はこれに依存すると
共に、加圧接触による摩擦駆動がなされるため横振幅Ｗ
にも依存する。
即ち、移動体５の移動速度は質点Ａの楕円運動の大きさ
に比例し、その楕円運動の大きさは電歪素子に印加され
る電圧に比例する。
に比例し、その楕円運動の大きさは電歪素子に印加され
る電圧に比例する。
したがって、高回転数を得ようとすれば、高電圧を必要
と、高い駆動効率を得ることは困難であった。
と、高い駆動効率を得ることは困難であった。
また振動体１はその振動をさまたげないように支持する
のが難しく、従来フェルト等の材質を介して支持されて
いる。しかし正確な位置決めが難しいとか経年変化によ
る材質の劣化等々、モータ実装に関して、問題点が少な
からずあった。
のが難しく、従来フェルト等の材質を介して支持されて
いる。しかし正確な位置決めが難しいとか経年変化によ
る材質の劣化等々、モータ実装に関して、問題点が少な
からずあった。
この問題点を解決するために本出願人によって、特願昭
５８−２００３７１号として補助振動子を用いた支持装
置が提案されているが、該出願にて提案されているリン
グ状振動子は精密な形状が要求されているため、リング
状振動子から突出した形状をもつ補助振動子を一体に成
型することは一般的に難かしく、コストがかかるばかり
か補助振動子の４Ｈ数を変更することが難かしいという
欠点があった。
５８−２００３７１号として補助振動子を用いた支持装
置が提案されているが、該出願にて提案されているリン
グ状振動子は精密な形状が要求されているため、リング
状振動子から突出した形状をもつ補助振動子を一体に成
型することは一般的に難かしく、コストがかかるばかり
か補助振動子の４Ｈ数を変更することが難かしいという
欠点があった。
この点に鑑みて本発明は従来の振動波モータの支持装置
の欠点を解消せんとするもので、コストを低くおさえる
ことができ、補助振動子の個数を容易に変更できる振動
波モータを提供することを目的とするものである。
の欠点を解消せんとするもので、コストを低くおさえる
ことができ、補助振動子の個数を容易に変更できる振動
波モータを提供することを目的とするものである。
以下図面を用いて本発明を説明する。
第３図は本発明の原理図を示すものである。
実際リング状振動子１３の振動は、さまざまな振動モー
ドが発生しており、また進行波を生じている為、振動の
節点が存在しない。リング状振動子１３を補助振動子１
２で支持し、該補助振動子１２の振動状態をリング状振
動子１３と補助振動子の接合部１２ａにて、腹になるよ
うに設定すれば、リング状振動子１３の振動はさまたげ
られない。その場合補助振動子１２のリング状振動子と
の接合端１２ａと反対の支持端１２ｂでは固定端となる
。
ドが発生しており、また進行波を生じている為、振動の
節点が存在しない。リング状振動子１３を補助振動子１
２で支持し、該補助振動子１２の振動状態をリング状振
動子１３と補助振動子の接合部１２ａにて、腹になるよ
うに設定すれば、リング状振動子１３の振動はさまたげ
られない。その場合補助振動子１２のリング状振動子と
の接合端１２ａと反対の支持端１２ｂでは固定端となる
。
図中破線は振動状態の一例を示す。
補助振動子１２の振動は、厚さに対して長さ文が十分長
く、断面形状が一定とすると、次のする。
く、断面形状が一定とすると、次のする。
ｙ：中立軸より振動の変位方向の座標
Ｅ：梁の縦弾性係数
Ｉ：梁の断面二次モーメント
Ａ：梁の断面積
ｐ：梁の密度
（１）式を境界条件
ｌ）支持端１２ｂ ：ｘ ＝ ０．固定端変 位 零
：ｙ＝０ ２）リングとの接合端： ｘ ＝ 文、 ＩＩ！にて解
くと ω ： 振 動 数 β： ２，３６５，５．４９８，８．６３９（１，２，
３次の振動） 梁の断面形状、材質、振動子１３の共振周波数が定まる
と（２）式より補助振動子１２の長さ文が決定される。
：ｙ＝０ ２）リングとの接合端： ｘ ＝ 文、 ＩＩ！にて解
くと ω ： 振 動 数 β： ２，３６５，５．４９８，８．６３９（１，２，
３次の振動） 梁の断面形状、材質、振動子１３の共振周波数が定まる
と（２）式より補助振動子１２の長さ文が決定される。
第４図は本発明の一実施例の振動波モータの振動子の概
略構成を示す斜視図である。第４図において２１は金属
等よりなるリング状弾性体、２２は該弾性体２１を励振
するための電歪素子、２３は支持板で弾性体２１、電歪
素子２２と固着され、リング状振動子を形成する。
略構成を示す斜視図である。第４図において２１は金属
等よりなるリング状弾性体、２２は該弾性体２１を励振
するための電歪素子、２３は支持板で弾性体２１、電歪
素子２２と固着され、リング状振動子を形成する。
支持板２３はリング状振動子２４を支持する補助振−動
子２３ａが一体に形成されている。
子２３ａが一体に形成されている。
第５図は本発明の第２の実施例の振動波モータの断面図
である。第５図において弾性体２１、電歪素子２２は支
持板２３に接着され、リング状振動子２４を構成する。
である。第５図において弾性体２１、電歪素子２２は支
持板２３に接着され、リング状振動子２４を構成する。
２５は第４図に示したリング状振動子２４、後述のロー
タ２９を保持するモータ枢体である。２６はスラストベ
アリング、２７はワッシャ、２８はロータ２９をリング
状振動子２４に加圧接触させるためのバネでワッシャ２
７、スラストベアリング２６を介してロータ２９にパネ
カを伝える。
タ２９を保持するモータ枢体である。２６はスラストベ
アリング、２７はワッシャ、２８はロータ２９をリング
状振動子２４に加圧接触させるためのバネでワッシャ２
７、スラストベアリング２６を介してロータ２９にパネ
カを伝える。
ロータ２９はモータ枢体２５に回転自在に軸部２９ａに
て支持され、さらにリング状振動子と接触する接触部２
９ｂを有する。リング状振動子、支持板２３に設けられ
た補油振動子２３ａにて、モータ枢体２５にビス止めさ
れ、位置決めも容易に行える。補助振動子２３ａの長さ
は前記（２）式によって与えられる。
て支持され、さらにリング状振動子と接触する接触部２
９ｂを有する。リング状振動子、支持板２３に設けられ
た補油振動子２３ａにて、モータ枢体２５にビス止めさ
れ、位置決めも容易に行える。補助振動子２３ａの長さ
は前記（２）式によって与えられる。
第６図に本発明の第３の実施例の振動波モータの断面図
を示す。第６図においては弾性体３１をはさんで電歪素
子３２、支持板３３は接着されリング状振動子３４を構
成する。支持板３３に設けられた補助振動子３３ａはリ
ング状振動子３４の内径側に配置され図示されるように
、９０’の折り曲げ部を有している。リング状振動子３
４は補助振動子３３ａの折り曲げ部にてモータ枢体３５
にビス止めされる。モータ枢体３５の内径部にて、ロー
タ３９は回転可能に軸支され、スラストベアリング３６
．ワッシャ３７を介してバネ３８にて図面下方に付勢さ
れている。ロータ３９はリング状振動子と接触する接触
部３９ｂにてリング状振動子３４の内ネ 径角部にて接触し、前述のバヘ３８による付勢力にて加
圧され振動子３４の振動運動が回転運動に変換され、回
転することになる。このような構成とすることで特にモ
ータ外径が拡大することなくコンパクトなモータとする
ことができる。尚、振動子と支持板の固着の方法は接着
、溶着等がある。
を示す。第６図においては弾性体３１をはさんで電歪素
子３２、支持板３３は接着されリング状振動子３４を構
成する。支持板３３に設けられた補助振動子３３ａはリ
ング状振動子３４の内径側に配置され図示されるように
、９０’の折り曲げ部を有している。リング状振動子３
４は補助振動子３３ａの折り曲げ部にてモータ枢体３５
にビス止めされる。モータ枢体３５の内径部にて、ロー
タ３９は回転可能に軸支され、スラストベアリング３６
．ワッシャ３７を介してバネ３８にて図面下方に付勢さ
れている。ロータ３９はリング状振動子と接触する接触
部３９ｂにてリング状振動子３４の内ネ 径角部にて接触し、前述のバヘ３８による付勢力にて加
圧され振動子３４の振動運動が回転運動に変換され、回
転することになる。このような構成とすることで特にモ
ータ外径が拡大することなくコンパクトなモータとする
ことができる。尚、振動子と支持板の固着の方法は接着
、溶着等がある。
以上説明したように本発明に依れば振動波モータのリン
グ状振動子に適度な長さをもつ補助振動子を有する支持
板を固着して支持するという簡単な構造でありながらリ
ング状振動子の振動状態をさまたげないで保持すること
が可能であり、さらに材質劣化に伴う耐久性の問題も解
決することができる。また補助振動子の一端をビス等で
しっかり固定することもでき、リング状振動子を正確に
位置決めでき、継持も容易になる。また支持板はプレス
加工を用いれば容易に成形できる。また補助振動子を有
する支持板を別体にて加工後、振動子及び電歪素子と一
体化することで加工コストが低下するばかりか、電歪素
子、補助振動子のレイアウトの自由度が増し、更に補助
振動子を有する支持板を交換することに依り補助振動子
の数や形を容易に変更することができる効果がある・
グ状振動子に適度な長さをもつ補助振動子を有する支持
板を固着して支持するという簡単な構造でありながらリ
ング状振動子の振動状態をさまたげないで保持すること
が可能であり、さらに材質劣化に伴う耐久性の問題も解
決することができる。また補助振動子の一端をビス等で
しっかり固定することもでき、リング状振動子を正確に
位置決めでき、継持も容易になる。また支持板はプレス
加工を用いれば容易に成形できる。また補助振動子を有
する支持板を別体にて加工後、振動子及び電歪素子と一
体化することで加工コストが低下するばかりか、電歪素
子、補助振動子のレイアウトの自由度が増し、更に補助
振動子を有する支持板を交換することに依り補助振動子
の数や形を容易に変更することができる効果がある・
第１図、第２図は振動波モータの原理図、第３図は補助
振動子の機能を有す原理図、第４図は本発明のリング状
振動子の構成を示す側視図 第５図、は本発明の第１の実施例の振動波モータの断面
図、 第６図は′本発明の第２の実施例の振動波モータの断面
図である。 第１団 Ｃ二） ′ ズ ｚｑ ：ｚｇ 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 振動波モータ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所 東京都大田区下丸子３−３０−２名称 （１（
ｔｏ）キャノン株式会社 代表者賀来龍三部 ４、代理人 凸、補正命令の日付 昭和５９年６月２６日（発送日付） ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容
振動子の機能を有す原理図、第４図は本発明のリング状
振動子の構成を示す側視図 第５図、は本発明の第１の実施例の振動波モータの断面
図、 第６図は′本発明の第２の実施例の振動波モータの断面
図である。 第１団 Ｃ二） ′ ズ ｚｑ ：ｚｇ 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 振動波モータ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 任 所 東京都大田区下丸子３−３０−２名称 （１（
ｔｏ）キャノン株式会社 代表者賀来龍三部 ４、代理人 凸、補正命令の日付 昭和５９年６月２６日（発送日付） ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容
Claims (1)
- モータ枢体内に設けられたリング状振動体に複数の電歪
素子を位相差的に接合し、又は複数に位相差的に分極処
理された電歪素子を接合し、該電歪素子に周波電圧を印
加して、該振動子に進行性表面波を発生させ、その進行
性表面波により、前記振、動体に加圧接触させた移動体
を摩擦駆動する振動波モータにおいて前記振動体をモー
タ枢体に支持するための補助振動子を有し、かつ前記振
動体に固着された支持部材を有することを特徴とする振
動波モータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065401A JPS60210174A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 振動波モ−タ |
| US06/715,412 US4649311A (en) | 1984-04-02 | 1985-03-25 | Vibration wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065401A JPS60210174A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 振動波モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210174A true JPS60210174A (ja) | 1985-10-22 |
| JPH0510913B2 JPH0510913B2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=13285950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59065401A Granted JPS60210174A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 振動波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210174A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242184A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-07 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH01157593U (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-31 |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP59065401A patent/JPS60210174A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242184A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-07 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波モ−タ |
| US4871937A (en) * | 1987-03-27 | 1989-10-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Vibration wave motor |
| JPH01157593U (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-31 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510913B2 (ja) | 1993-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |