JPH06233557A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
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- JPH06233557A JPH06233557A JP5019099A JP1909993A JPH06233557A JP H06233557 A JPH06233557 A JP H06233557A JP 5019099 A JP5019099 A JP 5019099A JP 1909993 A JP1909993 A JP 1909993A JP H06233557 A JPH06233557 A JP H06233557A
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- Japan
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- stator
- ultrasonic motor
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- electrode
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Links
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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
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度変化に対する性能の変化や接着部の耐候
性の劣化、毬は高コスト化等の問題を解決する。 【構成】 ＰＺＴの側面に電極２、３を有する第１部分
１ａと、該第１部分以外の部分であって少なくとも該材
料の存在しない部分を有する第２部分１ｂとから構成さ
れるステータ１と、該ステータの該第２部分に接触し該
電極に印加された周波電圧により該第２部分に発生する
進行性の振動波により駆動される移動子４とを有する超
音波モータ。
性の劣化、毬は高コスト化等の問題を解決する。 【構成】 ＰＺＴの側面に電極２、３を有する第１部分
１ａと、該第１部分以外の部分であって少なくとも該材
料の存在しない部分を有する第２部分１ｂとから構成さ
れるステータ１と、該ステータの該第２部分に接触し該
電極に印加された周波電圧により該第２部分に発生する
進行性の振動波により駆動される移動子４とを有する超
音波モータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波振動を利用した超
音波モータに関するものである。
音波モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の装置としては、例えば特公
平１−１７３５３号公報の様なものがあった。そこで
は、金属等からなる弾性体と圧電体等からなる電気機械
変換素子部とを接着して、固定子（ステータ）を構成し
ていた。
平１−１７３５３号公報の様なものがあった。そこで
は、金属等からなる弾性体と圧電体等からなる電気機械
変換素子部とを接着して、固定子（ステータ）を構成し
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の装置においては、異なる種類の材料を接着すること
により生じる、温度変化に対する性能の変化や接着部の
耐候性の劣化、また複数個の材料を用いることによる高
コスト化等の多くの問題を有していた。そこで本発明
は、温度変化に対する性能の変化や接着部の耐候性の劣
化、また高コスト化等の問題を解決することを目的とし
ている。
来の装置においては、異なる種類の材料を接着すること
により生じる、温度変化に対する性能の変化や接着部の
耐候性の劣化、また複数個の材料を用いることによる高
コスト化等の多くの問題を有していた。そこで本発明
は、温度変化に対する性能の変化や接着部の耐候性の劣
化、また高コスト化等の問題を解決することを目的とし
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、所定の処理を施すことにより電気エネル
ギを機械エネルギに変換が可能になる材料からなり、該
所定の処理が施され両面に電極２，３を有する第１部分
１ａと、該第１部分以外の部分であって少なくとも該材
料の存在しない部分を有する第２部分１ｂとから構成さ
れるステータ１と、該ステータの該第２部分に接触し該
電極に印加された周波電圧により該第２部分に発生する
進行性の振動波により駆動される移動子４とを有する様
に超音波モータを構成した。
に本発明では、所定の処理を施すことにより電気エネル
ギを機械エネルギに変換が可能になる材料からなり、該
所定の処理が施され両面に電極２，３を有する第１部分
１ａと、該第１部分以外の部分であって少なくとも該材
料の存在しない部分を有する第２部分１ｂとから構成さ
れるステータ１と、該ステータの該第２部分に接触し該
電極に印加された周波電圧により該第２部分に発生する
進行性の振動波により駆動される移動子４とを有する様
に超音波モータを構成した。
【０００５】
【作用】本発明においては、以上の様に固定子の駆動部
（第１部分）と作用部（第２部分）とを同一材料で一体
に構成したので、温度変化に対する性能の変化や接着部
の耐候性の劣化が防止でき、また低コスト化が可能にな
る。
（第１部分）と作用部（第２部分）とを同一材料で一体
に構成したので、温度変化に対する性能の変化や接着部
の耐候性の劣化が防止でき、また低コスト化が可能にな
る。
【０００６】
【実施例】図１〜図３は本発明の第１実施例である。固
定子１は、図１のように全体が同一の材料によって一体
的に形成されている。材料としては、所定の処理を施す
ことにより電気エネルギを機械エネルギに変換が可能に
なる材料であって、本実施例ではＰＺＴ（ジルコン酸チ
タン酸鉛）を用いた場合を開示してある。従って、所定
の処理とはここでは分極処理をさす。
定子１は、図１のように全体が同一の材料によって一体
的に形成されている。材料としては、所定の処理を施す
ことにより電気エネルギを機械エネルギに変換が可能に
なる材料であって、本実施例ではＰＺＴ（ジルコン酸チ
タン酸鉛）を用いた場合を開示してある。従って、所定
の処理とはここでは分極処理をさす。
【０００７】固定子１は分極処理が施され、固定子１の
下方部分には、移動子４と接触する面と直交する両側面
に電極群２と電極３を有している。これを第１部分１ａ
と呼ぶ。固定子１の第１部分１ａ以外を第２部分１ｂと
呼び、この第２部分１ｂには、少なくともＰＺＴの存在
しない空孔１ｃを設けてある。空孔の形状は、長方形で
も楕円でもあってもよい。電極群２と電極３との間には
周波電圧が印加され、これにより第１部分が長手方向、
すなわち電極群２の配列方向に伸縮する。第１部分が伸
縮すると、空孔の上側の部分１ｄを支点にして、櫛歯部
分１ｅに進行性の振動波が発生する。
下方部分には、移動子４と接触する面と直交する両側面
に電極群２と電極３を有している。これを第１部分１ａ
と呼ぶ。固定子１の第１部分１ａ以外を第２部分１ｂと
呼び、この第２部分１ｂには、少なくともＰＺＴの存在
しない空孔１ｃを設けてある。空孔の形状は、長方形で
も楕円でもあってもよい。電極群２と電極３との間には
周波電圧が印加され、これにより第１部分が長手方向、
すなわち電極群２の配列方向に伸縮する。第１部分が伸
縮すると、空孔の上側の部分１ｄを支点にして、櫛歯部
分１ｅに進行性の振動波が発生する。
【０００８】なお、図１では、固定子１の長手方向の断
面形状（櫛歯部分１ｅを含む断面形状）は略正方形であ
るが、長方形、台形又は円形であってもよい。移動子４
は、固定子１の第２部分１ｂに接触し、発生した進行性
の振動波によって駆動される。進行性の振動波によっ
て、移動子が駆動されることは、例えば特公平１−１７
３５３号公報等に開示されているので、ここでは詳細説
明は割愛する。
面形状（櫛歯部分１ｅを含む断面形状）は略正方形であ
るが、長方形、台形又は円形であってもよい。移動子４
は、固定子１の第２部分１ｂに接触し、発生した進行性
の振動波によって駆動される。進行性の振動波によっ
て、移動子が駆動されることは、例えば特公平１−１７
３５３号公報等に開示されているので、ここでは詳細説
明は割愛する。
【０００９】図２（ａ）は、固定子の正面図であり、図
３は、そのＣ−Ｃ断面図である。図２（ｂ）は、電極配
列と、進行性の振動波の波長との関係を説明する図で、
電極４個分が１波長に相当することがわかる。図３は、
固定子１の分極配列と、周波電圧の印加方法との関係を
説明する図である。周波電圧の印加は、図３のようにＡ
相電圧とＢ相電圧を、電極群２を介して空間的に交互に
印加する。Ａ相電圧とＢ相電圧とは、時間的に互いにπ
／２の位相を有している。分極配列は、図の様に電極２
個分づつ同方向に分極された組が、交互に逆方向に配列
してある。電極３は共通電極である。これにより、進行
性の振動波が発生する原理は、本出願人による特開昭６
０−２４５４８２号公報に開示したので、詳細説明は省
略する。
３は、そのＣ−Ｃ断面図である。図２（ｂ）は、電極配
列と、進行性の振動波の波長との関係を説明する図で、
電極４個分が１波長に相当することがわかる。図３は、
固定子１の分極配列と、周波電圧の印加方法との関係を
説明する図である。周波電圧の印加は、図３のようにＡ
相電圧とＢ相電圧を、電極群２を介して空間的に交互に
印加する。Ａ相電圧とＢ相電圧とは、時間的に互いにπ
／２の位相を有している。分極配列は、図の様に電極２
個分づつ同方向に分極された組が、交互に逆方向に配列
してある。電極３は共通電極である。これにより、進行
性の振動波が発生する原理は、本出願人による特開昭６
０−２４５４８２号公報に開示したので、詳細説明は省
略する。
【００１０】図４は、本発明の固定子１を円環形状にし
た場合の斜視図である。図１と同じ機能を有するものに
は同じ番号を付記してある。固定子１の製作の都合上、
櫛歯部分１ｅの方形方向の幅が、半径方向に伸びるに従
って幅広くなってもよいし、となり合う櫛歯部分１ｅ間
の溝の幅が半径方向に伸びるに従って幅広くなってもよ
い。また、空孔１ｃの孔幅が半径方向に伸びるに従って
幅広くなってもよい。なお、図４では電極２、３の厚み
幅を、図１のように誇張して描いてはいない。
た場合の斜視図である。図１と同じ機能を有するものに
は同じ番号を付記してある。固定子１の製作の都合上、
櫛歯部分１ｅの方形方向の幅が、半径方向に伸びるに従
って幅広くなってもよいし、となり合う櫛歯部分１ｅ間
の溝の幅が半径方向に伸びるに従って幅広くなってもよ
い。また、空孔１ｃの孔幅が半径方向に伸びるに従って
幅広くなってもよい。なお、図４では電極２、３の厚み
幅を、図１のように誇張して描いてはいない。
【００１１】図５は、図４の第１部分１ａの断面図であ
る。この形状で、進行性の振動波が発生する原理も、本
出願人による特開昭６０−２４５４８２号公報に開示し
てあるので、詳細説明は省略する。図６は、本発明の回
路のブロック図である。発振器５から出力される周波電
圧（一般に２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚ程度の超音波帯
域）は、増幅器６で増幅され、端子ＡからＡ相電圧とし
て固定子１に入力される。また、発振器５から出力され
る周波電圧は、移相器７にも入力され、ここでπ／２だ
け移相され、増幅器８で増幅され、端子ＢからＢ相電圧
として固定子１に入力される。端子Ｐは固定子１もしく
は超音波モータ（１、４）の振動状態を表す信号で、周
波数決定回路９はその信号に応じて発振器５の周波数を
制御する。
る。この形状で、進行性の振動波が発生する原理も、本
出願人による特開昭６０−２４５４８２号公報に開示し
てあるので、詳細説明は省略する。図６は、本発明の回
路のブロック図である。発振器５から出力される周波電
圧（一般に２０ＫＨｚ〜２００ＫＨｚ程度の超音波帯
域）は、増幅器６で増幅され、端子ＡからＡ相電圧とし
て固定子１に入力される。また、発振器５から出力され
る周波電圧は、移相器７にも入力され、ここでπ／２だ
け移相され、増幅器８で増幅され、端子ＢからＢ相電圧
として固定子１に入力される。端子Ｐは固定子１もしく
は超音波モータ（１、４）の振動状態を表す信号で、周
波数決定回路９はその信号に応じて発振器５の周波数を
制御する。
【００１２】図７（ａ）は、本発明の第２実施例の固定
子１１の正面図である。移動子４との関係は、第１実施
例と同様なので、図中には記載していない。図７（ｂ）
は、電極配列と、進行性の振動波の波長との関係を説明
する図で、電極２個分が１波長に相当することがわか
る。第１実施例との相違点は、第２部分のＰＺＴの存在
しない部分１１ｃと、電極１２との両方が、１波長中に
２個づつ存在しているところである。電極配置と進行性
の振動波の波長の関係は、本出願人による特開昭６０−
２４５４８２号公報の第１０〜１３図に開示した型と同
様で、Ａ相とＢ相との配線をそれぞれまとめることがで
きるという利点がある。
子１１の正面図である。移動子４との関係は、第１実施
例と同様なので、図中には記載していない。図７（ｂ）
は、電極配列と、進行性の振動波の波長との関係を説明
する図で、電極２個分が１波長に相当することがわか
る。第１実施例との相違点は、第２部分のＰＺＴの存在
しない部分１１ｃと、電極１２との両方が、１波長中に
２個づつ存在しているところである。電極配置と進行性
の振動波の波長の関係は、本出願人による特開昭６０−
２４５４８２号公報の第１０〜１３図に開示した型と同
様で、Ａ相とＢ相との配線をそれぞれまとめることがで
きるという利点がある。
【００１３】図８（ａ）は、本発明の第３実施例の固定
子２１の正面図である。移動子との関係は、第１実施例
と同様なので、図中には記載していない。図８（ｂ）
は、電極配列と、進行性の振動波の波長との関係を説明
する図で、電極２個分が１波長に相当することがわか
る。第１実施例との相違点は、電極２２が、１波長中に
２個にしてあるところにある。電極配置と進行性の振動
波の波長の関係としては、本出願人による特開昭６０−
２４５４８２号公報の第１０〜１３図に開示した型と同
様で、Ａ相とＢ相の配線をそれぞれまとめることができ
るという利点がある。
子２１の正面図である。移動子との関係は、第１実施例
と同様なので、図中には記載していない。図８（ｂ）
は、電極配列と、進行性の振動波の波長との関係を説明
する図で、電極２個分が１波長に相当することがわか
る。第１実施例との相違点は、電極２２が、１波長中に
２個にしてあるところにある。電極配置と進行性の振動
波の波長の関係としては、本出願人による特開昭６０−
２４５４８２号公報の第１０〜１３図に開示した型と同
様で、Ａ相とＢ相の配線をそれぞれまとめることができ
るという利点がある。
【００１４】なお、固定子１の材料としては、所定の処
理を施すことにより電気エネルギを機械エネルギに変換
が可能になる材料であれば、本実施例に開示したＰＺＴ
（ジルコン酸チタン酸鉛）に限定されない。例えば他の
圧電材料や、電歪材料、磁歪材料等であってもよい。ま
た、少なくとも第２部分の固定子１と同一の材料が存在
しない部分１ｃは、本実施例に開示した空孔に限定され
ない。例えば、剛性の低い金属や樹脂、無機材料等で構
成してもよい。
理を施すことにより電気エネルギを機械エネルギに変換
が可能になる材料であれば、本実施例に開示したＰＺＴ
（ジルコン酸チタン酸鉛）に限定されない。例えば他の
圧電材料や、電歪材料、磁歪材料等であってもよい。ま
た、少なくとも第２部分の固定子１と同一の材料が存在
しない部分１ｃは、本実施例に開示した空孔に限定され
ない。例えば、剛性の低い金属や樹脂、無機材料等で構
成してもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定子の
駆動部（第１部分）と作用部（第２部分）とを同一材料
で一体に構成したので、温度変化に対する性能の変化や
接着部の耐候性の劣化が防止でき、また低コスト化が可
能となる。さらに接着層を使用しない構造なので、高温
環境下での使用も可能になる。
駆動部（第１部分）と作用部（第２部分）とを同一材料
で一体に構成したので、温度変化に対する性能の変化や
接着部の耐候性の劣化が防止でき、また低コスト化が可
能となる。さらに接着層を使用しない構造なので、高温
環境下での使用も可能になる。
【図１】本発明の超音波モータの第１実施例の斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第１実施例の固定子の正面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】円環型の固定子及び移動子の斜視図である。
【図５】円環型の固定子の図である。
【図６】本発明の第１実施例の回路のブロック図であ
る。
る。
【図７】本発明の第２実施例の固定子の正面図である。
【図８】本発明の第３実施例の固定子の正面図である。
１、１１、２１ 固定子 ２、１２、２２ 電極群 ３ 電極 ４ 移動子
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の処理を施すことにより電気エネル
ギを機械エネルギに変換が可能になる材料からなり、該
所定の処理が施され両面に電極を有する第１部分と、該
第１部分以外の部分であって少なくとも該材料の存在し
ない部分を有する第２部分とから構成される固定子と、 該固定子の該第２部分に接触し、該電極に印加された周
波電圧により該第２部分に発生する進行性の振動波によ
り駆動される移動子とを有することを特徴とする超音波
モータ。 - 【請求項２】 請求項１項に記載の超音波モータにおい
て、 前記材料が圧電材料で、前記所定の処理が分極処理であ
ることをことを特徴とする。 - 【請求項３】 請求項１に記載の超音波モータにおい
て、 前記第２部分の前記材料の存在しない部分が空孔である
ことをことを特徴とする。 - 【請求項４】 請求項１に記載の超音波モータにおい
て、 前記固定子が円環形状で、前記電極が内周と外周とに設
けられ、該内周の電極が共通電極であることをことを特
徴とする。 - 【請求項５】 請求項１に記載の超音波モータにおい
て、 前記第２部分の前記材料の存在しない部分が、前記電極
と、同一ピッチで配列されていることを特徴とする。 - 【請求項６】 請求項１に記載の超音波モータにおい
て、 前記第２部分の前記材料の存在しない部分が、前記電極
の配列の整数倍のピッチで配列されていることを特徴と
する。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019099A JPH06233557A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 超音波モータ |
| DE4403627A DE4403627A1 (de) | 1993-02-05 | 1994-02-05 | Ultraschallmotor mit verbessertem Stator |
| FR9401351A FR2706227A1 (fr) | 1993-02-05 | 1994-02-07 | Moteur à ultrasons. |
| US08/668,389 US5719462A (en) | 1993-02-05 | 1996-06-25 | Ultrasonic motor having improved stator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5019099A JPH06233557A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06233557A true JPH06233557A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11990032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5019099A Pending JPH06233557A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 超音波モータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5719462A (ja) |
| JP (1) | JPH06233557A (ja) |
| DE (1) | DE4403627A1 (ja) |
| FR (1) | FR2706227A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2773924B1 (fr) * | 1998-01-16 | 2000-03-17 | Figest Bv | Moteur piezo-electrique a onde progressive |
| US6262515B1 (en) | 2000-02-18 | 2001-07-17 | Honeywell International, Inc. | Piezoelectric wave motor |
| US6518689B2 (en) | 2000-02-18 | 2003-02-11 | Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc | Piezoelectric wave motor |
| GB0126372D0 (en) * | 2001-11-02 | 2002-01-02 | 1 Ltd | Curved electro-active actuators |
| US7642697B2 (en) * | 2007-03-23 | 2010-01-05 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor and electronic device using the same |
| GB0813161D0 (en) * | 2008-07-18 | 2008-08-27 | Airbus Uk Ltd | Ramped stiffener and apparatus and method for forming the same |
| US20120206013A1 (en) * | 2009-10-15 | 2012-08-16 | Benny Gaber | Modes of operation of piezoelectric motor |
| KR20110062989A (ko) * | 2009-12-04 | 2011-06-10 | 삼성전자주식회사 | 압전 모터 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3964014A (en) * | 1974-10-15 | 1976-06-15 | General Electric Company | Sonic transducer array |
| JPS59201685A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-15 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| JPS6013481A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| JPS60170472A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-09-03 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
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