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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- stator
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- motor
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
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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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