JPS6377385A - 表面波モ−タ - Google Patents
表面波モ−タInfo
- Publication number
- JPS6377385A JPS6377385A JP61221468A JP22146886A JPS6377385A JP S6377385 A JPS6377385 A JP S6377385A JP 61221468 A JP61221468 A JP 61221468A JP 22146886 A JP22146886 A JP 22146886A JP S6377385 A JPS6377385 A JP S6377385A
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- Japan
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- ring
- stator
- shaped elastic
- elastic body
- surface wave
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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】
「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
リング状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
固定子の面上を回動するリング状弾性体である回転子と
から成る表面波モータに関する。
リング状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
固定子の面上を回動するリング状弾性体である回転子と
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＠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＠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る超音波振動を
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る超音波振動を
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リング状り
ｉ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
面上を回動するリング状弾性体である回転子とから成る
表面波モータにおいて、 前記両リング状弾性体の少なくとも一方を合成樹脂等の
低弾性を有する材料にて形成し、該一方のリング状弾性
体は、他方のリング状弾性体が圧接される面を有する振
動部と、該振動部の外周に延在する支持部と、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リング状り
ｉ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
面上を回動するリング状弾性体である回転子とから成る
表面波モータにおいて、 前記両リング状弾性体の少なくとも一方を合成樹脂等の
低弾性を有する材料にて形成し、該一方のリング状弾性
体は、他方のリング状弾性体が圧接される面を有する振
動部と、該振動部の外周に延在する支持部と、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」
しかして、リング状弾性体の振動部はその外周に延在す
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
、材質が低弾性で撓みやすいこととあいまって、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。
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
、材質が低弾性で撓みやすいこととあいまって、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。
「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・ 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。
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。
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４
０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低弾性率を有する合成樹
脂材料で一体成形されている。
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４
０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低弾性率を有する合成樹
脂材料で一体成形されている。
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。
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。
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程度に設定しである。
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程度に設定しである。
金属あるいは圧電素子１５に比べて弾性率および密度が
小さい材料を用いであるので、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した場合、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、
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している
。
小さい材料を用いであるので、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した場合、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、
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している
。
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２
５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２
５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。
の円周方向のどの位置でも同一条件となるよう振動部２
５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２
５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
り付は対象、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。
り付は対象、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。
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。
リング状弾性体２０に低弾性率を有する材料を用いであ
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。
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。
支持部３０は、薄板状に形成しであるので、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。
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。
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
。
の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。
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。
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。
、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。
、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２
５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。
負荷（回転力）が加わり、固定子１０、つまり振動部２
５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。
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。
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。
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。
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、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。
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、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、両リング状弾性体
の少なくとも一方が合成樹脂等の低弾性率を有する材料
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１表面波モータの効率を向上させることができる
。
の少なくとも一方が合成樹脂等の低弾性率を有する材料
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１表面波モータの効率を向上させることができる
。
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。
、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。
Claims (3)
- （１）圧電素子および該圧電素子により励振されるリン
グ状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
子の面上を回動するリング状弾性体である回転子とから
成る表面波モータにおいて、 前記両リング状弾性体の少なくとも一方を合成樹脂等の
低弾性を有する材料にて形成し，該一方のリング状弾性
体は、他方のリング状弾性体が圧接される面を有する振
動部と、該振動部の外周に延在する支持部と、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。 - （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。 - （３）前記支持部に穴あるいは薄肉部を設け、少なくと
も振動部の周縁にはフランジ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 true JPS6377385A (ja) | 1988-04-07 |
| JPH0789746B2 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 |
|---|---|---|---|---|
| EP0382563A3 (en) * | 1989-02-10 | 1991-05-02 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive effeciency |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150326147A1 (en) | 2012-11-29 | 2015-11-12 | Daicel Corporation | Elastic body for actuator, and piezoelectric actuator |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61221468A patent/JPH0789746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0382563A3 (en) * | 1989-02-10 | 1991-05-02 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive effeciency |
| EP0631334A1 (en) * | 1989-02-10 | 1994-12-28 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
| EP0627774A3 (ja) * | 1989-02-10 | 1994-12-28 | Nippon Kogaku Kk | |
| EP0783186A1 (en) * | 1989-02-10 | 1997-07-09 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
| US5686776A (en) * | 1989-02-10 | 1997-11-11 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
| US5990597A (en) * | 1989-02-10 | 1999-11-23 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor having high drive efficiency |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0789746B2 (ja) | 1995-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |