JPH01103176A - 超音波モータとその駆動方法 - Google Patents
超音波モータとその駆動方法Info
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- JPH01103176A JPH01103176A JP62260934A JP26093487A JPH01103176A JP H01103176 A JPH01103176 A JP H01103176A JP 62260934 A JP62260934 A JP 62260934A JP 26093487 A JP26093487 A JP 26093487A JP H01103176 A JPH01103176 A JP H01103176A
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- Japan
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- motor
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 5
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
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)
本発明は超音波振動エネルギーを利用したモータに関す
る。
る。
(従来の技術)
超音波振動を利用するモータは既に多数の駆動方式が提
案されている。その代表的なものは例えば特開昭59−
122385に開示されている様に、ステータ表面に屈
曲振動の進行波を励振し、ロータをステータに圧接する
ことによりロータを回転させるものである。この方式で
は薄型モータが実現されるが、進行波を利用しているた
め効率が低く、振動振巾も小さいので強力なモータを得
ることはできない。
案されている。その代表的なものは例えば特開昭59−
122385に開示されている様に、ステータ表面に屈
曲振動の進行波を励振し、ロータをステータに圧接する
ことによりロータを回転させるものである。この方式で
は薄型モータが実現されるが、進行波を利用しているた
め効率が低く、振動振巾も小さいので強力なモータを得
ることはできない。
これを解決する目的で最近、縦振動と捩り振動との2重
モータ定在波型振動子をステータに利用するモータが提
案されている。その代表的なステータの構造を第3図に
示す。
モータ定在波型振動子をステータに利用するモータが提
案されている。その代表的なステータの構造を第3図に
示す。
このステータは金属部材31.32と圧電セラミック板
33.34とから構成されており、圧電セラミック板3
3で縦振動を励振し、圧電セラミック板34で捩り振動
を励振するようになっている。各構成部、材の寸法は縦
振動の1次モータと捩り振動の2次モータの共振周波数
が一致するように設計されている。2つの圧電セラミッ
ク板にそれぞれ交流電圧を印加してステータを共振させ
ると、2種類の異形振動モータが合成され金属部材32
の端面Aには楕円振動が誘起される。従ってA面にロー
タを圧接すればロータは回転運動を起こす。
33.34とから構成されており、圧電セラミック板3
3で縦振動を励振し、圧電セラミック板34で捩り振動
を励振するようになっている。各構成部、材の寸法は縦
振動の1次モータと捩り振動の2次モータの共振周波数
が一致するように設計されている。2つの圧電セラミッ
ク板にそれぞれ交流電圧を印加してステータを共振させ
ると、2種類の異形振動モータが合成され金属部材32
の端面Aには楕円振動が誘起される。従ってA面にロー
タを圧接すればロータは回転運動を起こす。
この様な2重モータ振動子をステータとする超音波モー
タは、捩り変位と縦変位とがそれぞれ圧電縦効果により
独立して大振巾で励振され、かつ定在波量であるため非
常に強力で高効率のモータが実現できる。
タは、捩り変位と縦変位とがそれぞれ圧電縦効果により
独立して大振巾で励振され、かつ定在波量であるため非
常に強力で高効率のモータが実現できる。
(発明が解決しようとする問題点)
しかし、上記の様な構成のモータではステータの長さが
長くなる事を免れない。第3図に示したステータを例え
ば25KHzで駆動するには、部材31の直径が約40
mm、ステータの全長が約100mmとなる。
長くなる事を免れない。第3図に示したステータを例え
ば25KHzで駆動するには、部材31の直径が約40
mm、ステータの全長が約100mmとなる。
本発明はこの欠点を除き強力、高効率で、かつステータ
の、長さの短い超音波モータとその駆動方法を提供する
ことにある。
の、長さの短い超音波モータとその駆動方法を提供する
ことにある。
(問題点を解決するための手段)
本発明は円形端面の面方向に分極された円柱状圧電体の
外周面上に前記分極方向とほぼ平行および垂直となる位
置に電極を形成してステータとし、前記円柱状圧電体の
外周面上に設けられた弾性体をロータに用いることを特
徴とする超音波モータであり、径方向拡がり振動と捩り
振動との2重モータによりステータを駆動することを特
徴とする駆動方法である。
外周面上に前記分極方向とほぼ平行および垂直となる位
置に電極を形成してステータとし、前記円柱状圧電体の
外周面上に設けられた弾性体をロータに用いることを特
徴とする超音波モータであり、径方向拡がり振動と捩り
振動との2重モータによりステータを駆動することを特
徴とする駆動方法である。
(作用)
本発明では径方向拡がり振動の1次共振と捩り振動の1
次共振との共振周波数が一致するように設計された円柱
状ステータが使用される。そしてこの場合ステータの長
さは直径の約半分の程度となる。従って25KHzで駆
動されるステータの場合には長さが約20mmとなり、
従来の縦振動の1次と捩り振動の2次の2重モータ振動
子をステータにした場合に比べて約115に薄型化され
る。
次共振との共振周波数が一致するように設計された円柱
状ステータが使用される。そしてこの場合ステータの長
さは直径の約半分の程度となる。従って25KHzで駆
動されるステータの場合には長さが約20mmとなり、
従来の縦振動の1次と捩り振動の2次の2重モータ振動
子をステータにした場合に比べて約115に薄型化され
る。
また、本発明の2重モータ振動子でも2種類の振動モー
タを互いに独立して励振できる定在波形であるため振動
振巾も大きくとれ効率も高い。
タを互いに独立して励振できる定在波形であるため振動
振巾も大きくとれ効率も高い。
(実施例)
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図は本発明によるステータの構造と製造手段を示し
ている。まず第1図(a)に示すような圧電セラミック
スのブロック11を準備し、この2つの対向する面にそ
れぞれ分極用金属電極膜12を設ける。金属電極膜から
分極用電極端子13をとり出し、端子間に直流高圧を印
加して、ブロック11を矢印の方向に分極する。次にブ
ロック11を第1図(b)に示す様な円柱14となる様
に加工する。そして第1図(C)に示す様に円柱14の
周囲に2組の対向する金属電極膜15.16を蒸着等の
方法で形成する。この場合対向電極15は分極と平行方
向、16は垂直方向に施こし、円柱の長さの約半分程度
とする。電極対15と16はそれぞれ捩り振動と径方向
拡がり振動の定在波を励振するためのものである。この
様に構成された圧電セラミックスをステータ、二使用す
る。
ている。まず第1図(a)に示すような圧電セラミック
スのブロック11を準備し、この2つの対向する面にそ
れぞれ分極用金属電極膜12を設ける。金属電極膜から
分極用電極端子13をとり出し、端子間に直流高圧を印
加して、ブロック11を矢印の方向に分極する。次にブ
ロック11を第1図(b)に示す様な円柱14となる様
に加工する。そして第1図(C)に示す様に円柱14の
周囲に2組の対向する金属電極膜15.16を蒸着等の
方法で形成する。この場合対向電極15は分極と平行方
向、16は垂直方向に施こし、円柱の長さの約半分程度
とする。電極対15と16はそれぞれ捩り振動と径方向
拡がり振動の定在波を励振するためのものである。この
様に構成された圧電セラミックスをステータ、二使用す
る。
第2図は本発明によるモータの構成を示すもので、図中
21は第1図に示す方法で得られたステータを示してい
る。このステータの電極を施さない部分にリング状弾性
体26をはめ込み、ステータに圧接させる。そして2組
の対向電極22.23から取り出された電極端子24.
25にそれぞれ交流電圧を印加して径方向拡がり振動と
振り振動とを同時に励振すると、ステータの側面には2
つの振動モータが合成された楕円振動が誘起される。そ
の結果、リング状弾性体26はロータとなり回転運動を
行なった。
21は第1図に示す方法で得られたステータを示してい
る。このステータの電極を施さない部分にリング状弾性
体26をはめ込み、ステータに圧接させる。そして2組
の対向電極22.23から取り出された電極端子24.
25にそれぞれ交流電圧を印加して径方向拡がり振動と
振り振動とを同時に励振すると、ステータの側面には2
つの振動モータが合成された楕円振動が誘起される。そ
の結果、リング状弾性体26はロータとなり回転運動を
行なった。
なお、本実施例では直径44mm1長さ40mmの圧電
セラミックスがステータに用いられ、51KHzの交流
電圧で駆動された。ロータには内径44mm、外径48
mm、長さ18mmのリング状有機樹脂が使用された。
セラミックスがステータに用いられ、51KHzの交流
電圧で駆動された。ロータには内径44mm、外径48
mm、長さ18mmのリング状有機樹脂が使用された。
(発明の効果)
本発明によれば薄型で強力かつ効率の高い超音波モータ
が実現する。
が実現する。
第1図(a)、(b)、(c)は本発明の実施例のステ
ータの製造手順を示す図、第2図は本発明の実施例のモ
ータの構成を示す図、第3図は従来のモータの構成を示
す図。 図中、11・・・圧電セラミックブロック、12・・・
分極用電極膜、13・・・分極用電極端子、14.21
・・・円柱状圧電セラミック、15.22・・・捩り振
動駆動用電極、16.23・・・径方向拡がり振動駆動
用電極、24・・・捩り振動駆動用電極端子、25・・
・径方向拡がり振動駆動用電極端子、26・・・リング
状弾性体(ロータ)、31.32・、・金属部材、33
・・・縦振動駆動用圧電セラミック板、34・・・捩り
振動駆動用圧電セラミック板をそれぞれ示している。
ータの製造手順を示す図、第2図は本発明の実施例のモ
ータの構成を示す図、第3図は従来のモータの構成を示
す図。 図中、11・・・圧電セラミックブロック、12・・・
分極用電極膜、13・・・分極用電極端子、14.21
・・・円柱状圧電セラミック、15.22・・・捩り振
動駆動用電極、16.23・・・径方向拡がり振動駆動
用電極、24・・・捩り振動駆動用電極端子、25・・
・径方向拡がり振動駆動用電極端子、26・・・リング
状弾性体(ロータ)、31.32・、・金属部材、33
・・・縦振動駆動用圧電セラミック板、34・・・捩り
振動駆動用圧電セラミック板をそれぞれ示している。
Claims (2)
- (1) 円形端面の面方向に分極された円柱状圧電体の
外周面上に前記分極方向とほぼ平行および垂直となる位
置に電極を形成したステータと前記円柱状圧電体の外周
面上に設けられた弾性体ロータを用いることを特徴とす
る超音波モータ。 - (2) 径方向拡がり振動と捩り振動との2重モータに
よりステータを駆動することを特徴とする超音波モータ
の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62260934A JPH0775475B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 超音波モータとその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62260934A JPH0775475B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 超音波モータとその駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01103176A true JPH01103176A (ja) | 1989-04-20 |
JPH0775475B2 JPH0775475B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17354801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62260934A Expired - Lifetime JPH0775475B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 超音波モータとその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0775475B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101895231A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-11-24 | 北京大学 | 一种微型二自由度平面运动压电电机 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6430477A (en) * | 1987-07-26 | 1989-02-01 | Honda Electronic | Ultrasonic driving device |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62260934A patent/JPH0775475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6430477A (en) * | 1987-07-26 | 1989-02-01 | Honda Electronic | Ultrasonic driving device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101895231A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-11-24 | 北京大学 | 一种微型二自由度平面运动压电电机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0775475B2 (ja) | 1995-08-09 |
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