JPH0532991B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0532991B2 JPH0532991B2 JP58060526A JP6052683A JPH0532991B2 JP H0532991 B2 JPH0532991 B2 JP H0532991B2 JP 58060526 A JP58060526 A JP 58060526A JP 6052683 A JP6052683 A JP 6052683A JP H0532991 B2 JPH0532991 B2 JP H0532991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- slider
- movable element
- elastic body
- vibration
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
-
- 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
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）
この発明は各種の分野での駆動装置として有用
な超音波モータに関するものである。
な超音波モータに関するものである。
（従来の技術とその課題）
従来から広く用いられれている各種モータ装置
は、その駆動源として電磁力を応用したものが大
部分であり、各種用途に使われている。しかしこ
れら装置の大きさ、重量および回転力などは用い
られる材料の磁気的特性等によつて制限され、ま
た、その小型、軽量にも限界があつた。
は、その駆動源として電磁力を応用したものが大
部分であり、各種用途に使われている。しかしこ
れら装置の大きさ、重量および回転力などは用い
られる材料の磁気的特性等によつて制限され、ま
た、その小型、軽量にも限界があつた。
一方、これらの従来のモータに代替するものと
して、本出願人によつて、超音波振動を利用した
モータ装置、すなわち、超音波振動子である弾性
体の表面において励起される振動波を、弾性体に
加圧接触する動体の運動に変換する装置がすでに
提案されている。
して、本出願人によつて、超音波振動を利用した
モータ装置、すなわち、超音波振動子である弾性
体の表面において励起される振動波を、弾性体に
加圧接触する動体の運動に変換する装置がすでに
提案されている。
このモータ装置は、超音波の持つ強力な振動エ
ネルギーを回転または直進運動に変換するもので
ある。
ネルギーを回転または直進運動に変換するもので
ある。
そして、この超音波振動モータは、これまでに
ない特徴を持ち、小型、軽量化が図られることか
ら、各種分野への応用に極めて有用なものであ
る。しかしながら、その特徴にもかかわらず、そ
の具体化のためにはいくつかの改善すべき点があ
つた。たとえば、一般に、切削または研削加工さ
れた部品の平面度は約001mm〜0.1mm程度の誤差が
あるため、このような平面をもつた固定子表面に
剛体に近い素材の可動子の表面を加圧接触させて
も、ミクロ的にみれば各部品の面の粗さが、モー
タの動作原理を示した第１図における横振軸ａと
近似し、均一な圧力で接触することが出来ず、駆
動力の伝達効果が著しく損なわれるという欠点が
あつた。従つて、従来では固定子表面は回転子表
面と共に超精密平面仕上げすることが必要であつ
た。
ない特徴を持ち、小型、軽量化が図られることか
ら、各種分野への応用に極めて有用なものであ
る。しかしながら、その特徴にもかかわらず、そ
の具体化のためにはいくつかの改善すべき点があ
つた。たとえば、一般に、切削または研削加工さ
れた部品の平面度は約001mm〜0.1mm程度の誤差が
あるため、このような平面をもつた固定子表面に
剛体に近い素材の可動子の表面を加圧接触させて
も、ミクロ的にみれば各部品の面の粗さが、モー
タの動作原理を示した第１図における横振軸ａと
近似し、均一な圧力で接触することが出来ず、駆
動力の伝達効果が著しく損なわれるという欠点が
あつた。従つて、従来では固定子表面は回転子表
面と共に超精密平面仕上げすることが必要であつ
た。
（課題を解決するための手段）
この発明は、以上の通りの欠点を解消するため
になされたものであり、そのための手段として、
固定子と可動子とを有する超音波モータであつ
て、固定子は、励振されて表面に進行波を発生す
るものであり、可動子は、弾性体とスライダーと
を有し、スライダーは弾性体の表面に、もしくは
これと一体に形成され、かつ固定子に当接され、
可動子が固定子に対して相対的に可動するもので
ある超音波モータを提供するものである。
になされたものであり、そのための手段として、
固定子と可動子とを有する超音波モータであつ
て、固定子は、励振されて表面に進行波を発生す
るものであり、可動子は、弾性体とスライダーと
を有し、スライダーは弾性体の表面に、もしくは
これと一体に形成され、かつ固定子に当接され、
可動子が固定子に対して相対的に可動するもので
ある超音波モータを提供するものである。
すなわち、この発明は、一般的加工による不完
全な平面を有する固定子表面に、スライダーを均
一に加圧接触して駆動させることにより、効率的
に大きな駆動力を発生させ、しかも、超精密加工
の作業を不要化した超音波モータ装置を提供する
ものである。
全な平面を有する固定子表面に、スライダーを均
一に加圧接触して駆動させることにより、効率的
に大きな駆動力を発生させ、しかも、超精密加工
の作業を不要化した超音波モータ装置を提供する
ものである。
以下図面を参照してこの発明のモータ装置の動
作原理と実施例を説明する。
作原理と実施例を説明する。
（作 用）
第１図は動作原理を説明するための一部拡大斜
視図である。金属等の固定子１の表面１ａ上に横
振動と縦振動が合成された振動波である進行波が
形成された状態を拡大して示している。
視図である。金属等の固定子１の表面１ａ上に横
振動と縦振動が合成された振動波である進行波が
形成された状態を拡大して示している。
また、この第１図は進行波の伝搬状態（振動源
は図示せず）を示している。すなわち、質点Ｂに
着目すると、横振幅ａ（上下方向）と縦振幅ｂ（左
右方向）との合成された波は楕円Ｑ上を矢印Ｍの
方向に運動しており、その波は速度Ｕのスピード
で移動している。この運動は固定子表面１ａのど
の点であつても同様であつて、この状態下でフリ
ーな可動子２を固定子１の表面上に加圧接触させ
ると、この可動子２は固定子１の波の頂点Ａ及び
A′の部分でのみ接触し、かつこれら頂点Ａ、
A′は振動速度Ｖ＝2πfb（（ただしｆは振動数）で
矢印Ｍの方向に運動しているので、フリーな可動
子２は固定子１との摩擦力によつて矢印Ｎの方向
に駆動されることになる。
は図示せず）を示している。すなわち、質点Ｂに
着目すると、横振幅ａ（上下方向）と縦振幅ｂ（左
右方向）との合成された波は楕円Ｑ上を矢印Ｍの
方向に運動しており、その波は速度Ｕのスピード
で移動している。この運動は固定子表面１ａのど
の点であつても同様であつて、この状態下でフリ
ーな可動子２を固定子１の表面上に加圧接触させ
ると、この可動子２は固定子１の波の頂点Ａ及び
A′の部分でのみ接触し、かつこれら頂点Ａ、
A′は振動速度Ｖ＝2πfb（（ただしｆは振動数）で
矢印Ｍの方向に運動しているので、フリーな可動
子２は固定子１との摩擦力によつて矢印Ｎの方向
に駆動されることになる。
そこで、電気入力を一定として可動子２の機械
的駆動力（（回転力または推進力）を増大させる
には、まず加圧接触力を大きくし、同時に波の多
数の頂点が動体面と均一な圧力で接触するように
する。
的駆動力（（回転力または推進力）を増大させる
には、まず加圧接触力を大きくし、同時に波の多
数の頂点が動体面と均一な圧力で接触するように
する。
しかしながら、可動子２面では、固定子１の表
面から高い周波数の振動圧力を受け、法線方向と
接線方向に弾性変形による振動変位が生じる。特
に、可動子２の接線方向の変位は動体速度を大き
く低下させてしまう。
面から高い周波数の振動圧力を受け、法線方向と
接線方向に弾性変形による振動変位が生じる。特
に、可動子２の接線方向の変位は動体速度を大き
く低下させてしまう。
そこで、可動子２の具備すべき条件として考え
られることは、不完全な表面を有する固定子１表
面に常に追従し、高周波振動帯域では十分な慣性
抵抗を有する質量を持ち、法線方向の弾性率に対
して接線方向の弾性体を大きくることができるこ
とである。
られることは、不完全な表面を有する固定子１表
面に常に追従し、高周波振動帯域では十分な慣性
抵抗を有する質量を持ち、法線方向の弾性率に対
して接線方向の弾性体を大きくることができるこ
とである。
このような観点から、この発明においては可動
子２を弾性体とともにスライダーを有するものと
し、このスライダーに、可動子２として具備すべ
き条件を満足させ、回転、直進等の運動を行う可
動子２として一体化さる。
子２を弾性体とともにスライダーを有するものと
し、このスライダーに、可動子２として具備すべ
き条件を満足させ、回転、直進等の運動を行う可
動子２として一体化さる。
（実施例）
実施例 １
（小さく分割されたスライダー）
第２図において金属等の弾性体からなる固定子
１の表面は不完全な平面１Ａを有している。そこ
で、この平面 １Ａに十分追従するように、この発明において
は小さく分割されたスライダー５とこのスライダ
ー５に圧力を加えるためのたとえばゴム状の弾性
体３と支持体４により前記可動子２を一体的に構
成している。ここで、スライダー５は高周波帯域
で十分な弾性抵抗を有する質量を持つている。
１の表面は不完全な平面１Ａを有している。そこ
で、この平面 １Ａに十分追従するように、この発明において
は小さく分割されたスライダー５とこのスライダ
ー５に圧力を加えるためのたとえばゴム状の弾性
体３と支持体４により前記可動子２を一体的に構
成している。ここで、スライダー５は高周波帯域
で十分な弾性抵抗を有する質量を持つている。
実施例 ２
（異方性を持たせたスライダー）
第３図の例においても、固定子１の表面は不完
全な平面１Ａを有している。この平面１Ａに支持
体４とスライダー５で構成した前記可動子２を加
圧接触させている。ここで、スライダー５には、
低弾性率の部材５Ａの内部に高弾性率部材５Ｂを
接線方向に埋め込んで法線方向と接線方向弾性率
に異方性を持たせている。つまり、このスライダ
ー５は、前記弾性体３と一体化している。特に、
繊維としてピアノ線を用いると大きな弾性質量を
持ち、極めて効果的である。
全な平面１Ａを有している。この平面１Ａに支持
体４とスライダー５で構成した前記可動子２を加
圧接触させている。ここで、スライダー５には、
低弾性率の部材５Ａの内部に高弾性率部材５Ｂを
接線方向に埋め込んで法線方向と接線方向弾性率
に異方性を持たせている。つまり、このスライダ
ー５は、前記弾性体３と一体化している。特に、
繊維としてピアノ線を用いると大きな弾性質量を
持ち、極めて効果的である。
実施例 ３
（可撓性を有するスライダー）
第４図に示した例においても固定子１の表面
は、不完全な表面１Ａを有している。この面１Ａ
に支持体４と可撓性を有する前記スライダー５に
該当するものとしての板状部材６、たとえばスチ
ール板等の高弾性率の板との間に低弾性率の弾性
体３を配置し、前記可動子２として一体的に構成
している。
は、不完全な表面１Ａを有している。この面１Ａ
に支持体４と可撓性を有する前記スライダー５に
該当するものとしての板状部材６、たとえばスチ
ール板等の高弾性率の板との間に低弾性率の弾性
体３を配置し、前記可動子２として一体的に構成
している。
実施例 ４
（回転型モータ）
第５図は回転型モータの一例を断面図として示
している。
している。
回転可動子２は、固定子７に当接するスライダ
ーとスプリング８とを有し、軸９に連結されてい
る。また、このモータは、軸受１０および音響絶
縁体１１を備えている。つまり、不完全な平面を
有する固定子７に円周方向に小さく分割したスラ
イダーを加圧接触している。個々のスライダーは
それぞれ複数のスプリング８により維持され、ス
プリング８は軸９に固定されている。
ーとスプリング８とを有し、軸９に連結されてい
る。また、このモータは、軸受１０および音響絶
縁体１１を備えている。つまり、不完全な平面を
有する固定子７に円周方向に小さく分割したスラ
イダーを加圧接触している。個々のスライダーは
それぞれ複数のスプリング８により維持され、ス
プリング８は軸９に固定されている。
（発明の効果）
この発明は以上の説明から明らかなように、不
完全な平面を有する固定子表面に、均一な圧力で
接触する回転子または移動子を採用することによ
り、大きな効率で、さらに強い駆動力の発生を図
るという点で、極めて有用である。さらに、固定
子表面の平面加工精度が超精密加工を必要とせ
ず、一般的な加工条件で充分であり、大きな費用
負担を回避することが出来るという効果をも有し
ている。
完全な平面を有する固定子表面に、均一な圧力で
接触する回転子または移動子を採用することによ
り、大きな効率で、さらに強い駆動力の発生を図
るという点で、極めて有用である。さらに、固定
子表面の平面加工精度が超精密加工を必要とせ
ず、一般的な加工条件で充分であり、大きな費用
負担を回避することが出来るという効果をも有し
ている。
第１図は超音波モータの動作原理を示した一部
拡大斜視図、第２〜５図は本発明の実施例を示し
た一部拡大斜視図と断面図である。 １……固定子、１ａ……固定子表面、１Ａ……
平面、２……可動子、３……ゴム状弾性体、４…
…支持体、５……スライダー、５Ａ……低弾性率
部材、５Ｂ……高弾性率部材、６……板状部材
（スライダー）、７……固定子、８……スプリン
グ、９……軸、１０……軸受、１１……音響絶縁
体。
拡大斜視図、第２〜５図は本発明の実施例を示し
た一部拡大斜視図と断面図である。 １……固定子、１ａ……固定子表面、１Ａ……
平面、２……可動子、３……ゴム状弾性体、４…
…支持体、５……スライダー、５Ａ……低弾性率
部材、５Ｂ……高弾性率部材、６……板状部材
（スライダー）、７……固定子、８……スプリン
グ、９……軸、１０……軸受、１１……音響絶縁
体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固定子１と可動子２とを有する超音波モータ
であつて、固定子１は、励振されて表面に進行波
を発生するものであり、可動子２は、弾性体３と
スライダー５とを有し、スライダー５は弾性体３
の表面に、もしくはこれと一体に形成され、かつ
固定子１に当接され、可動子２が固定子１に対し
て相対的に可動するものである超音波モータ。 ２ 可動子２の弾性体３は、弾性率がその表面の
接線方向と法線方向に対し、異方向性を有するも
のである特許請求の範囲第１項記載の超音波モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060526A JPS59188381A (ja) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060526A JPS59188381A (ja) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59188381A JPS59188381A (ja) | 1984-10-25 |
| JPH0532991B2 true JPH0532991B2 (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=13144839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58060526A Granted JPS59188381A (ja) | 1983-04-06 | 1983-04-06 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59188381A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0828985B2 (ja) * | 1985-03-01 | 1996-03-21 | 株式会社新生工業 | 超音波モータの回転子／移動子 |
| JPS61224882A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| JPH06106026B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-12-21 | キヤノン株式会社 | 振動波モ−タ |
| JPS62193567A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面波型超音波モータ |
| JPS6268494U (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-28 | ||
| JPS62154792U (ja) * | 1986-03-20 | 1987-10-01 | ||
| JPS631381A (ja) * | 1986-06-18 | 1988-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH0445438Y2 (ja) * | 1987-01-31 | 1992-10-26 | ||
| JPH0819939B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1996-03-04 | 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 | 送り案内機構 |
| JP2526549Y2 (ja) * | 1989-09-22 | 1997-02-19 | キヤノン株式会社 | 振動波装置 |
| JP2008295234A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
| JP5776270B2 (ja) | 2011-03-29 | 2015-09-09 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電アクチュエーター、モーター、ロボットハンドおよびロボット |
| JP5843469B2 (ja) * | 2011-04-26 | 2016-01-13 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| JP5929138B2 (ja) | 2011-12-06 | 2016-06-01 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電モーターおよびロボット |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5966392U (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-04 | ソニー株式会社 | 表面波型超音波モータ |
| JPS59101608A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-12 | Canon Inc | 駆動装置 |
| JPS59155891U (ja) * | 1983-04-04 | 1984-10-19 | キヤノン株式会社 | 超音波モ−タ |
-
1983
- 1983-04-06 JP JP58060526A patent/JPS59188381A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59188381A (ja) | 1984-10-25 |
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