JPS63174581A - 振動波モ−タ - Google Patents
振動波モ−タInfo
- Publication number
- JPS63174581A JPS63174581A JP62004596A JP459687A JPS63174581A JP S63174581 A JPS63174581 A JP S63174581A JP 62004596 A JP62004596 A JP 62004596A JP 459687 A JP459687 A JP 459687A JP S63174581 A JPS63174581 A JP S63174581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- section
- rotor
- unit
- vibration
- wave motor
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 title abstract 3
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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)
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】
〔発明の属する分野〕
本発明は振動波モータ、特に振動波モータの振動体と摩
擦接触する移動体の構造に関する。
擦接触する移動体の構造に関する。
近年振動体に進行性振動波を発生させ、該振動波により
振動体に摩擦接触した移動体を穆勅するように構成した
振動波モータの開発が盛んに行われ、例えば特開昭61
−224882号公報等においてその内容も開示されて
いる。
振動体に摩擦接触した移動体を穆勅するように構成した
振動波モータの開発が盛んに行われ、例えば特開昭61
−224882号公報等においてその内容も開示されて
いる。
ところで、該振動波モータでは、振動体と移動体とのト
ルクの伝達効率がモータのエネルギー効率に大きな比重
を占め、それが充分でない場合にはそのエネルギー効率
は著しく低下する。
ルクの伝達効率がモータのエネルギー効率に大きな比重
を占め、それが充分でない場合にはそのエネルギー効率
は著しく低下する。
そこで振動体に発生する振動の軌跡方向と、移動体にお
ける振動体の接触部の変位方向とが略一致する様に構成
し、上述の問題を解決する技術を本件出願人は前記公報
で提案した。
ける振動体の接触部の変位方向とが略一致する様に構成
し、上述の問題を解決する技術を本件出願人は前記公報
で提案した。
しかし、このような構造においても、各部分の寸法関係
により結果的にその接触部の剛性が不適切な場合にはエ
ネルギー効率が低かフたり、音や振動を発することがあ
った。
により結果的にその接触部の剛性が不適切な場合にはエ
ネルギー効率が低かフたり、音や振動を発することがあ
った。
この点について詳述する。第5図は従来の振動波モータ
のリング状移動体の断面を示すもので、移動体10のフ
ランジ部2の長さLが長く、振動体(不図示)と接触す
る接触部3の剛性が低く過ぎた場合には振動体との接触
範囲が拡がってしまい、振動体の低速度部或は逆方向速
度部の影響を大きく受け、摩擦損失が大きく、エネルギ
ー効率が低下してしまう。
のリング状移動体の断面を示すもので、移動体10のフ
ランジ部2の長さLが長く、振動体(不図示)と接触す
る接触部3の剛性が低く過ぎた場合には振動体との接触
範囲が拡がってしまい、振動体の低速度部或は逆方向速
度部の影響を大きく受け、摩擦損失が大きく、エネルギ
ー効率が低下してしまう。
・また反対に前述の長さ1が短かく、接触部3の剛性が
高過ぎた場合には、振動体の振動力をフランジ部2で吸
収できず、移動体10の本体部1が大きく振動し、モー
タ外部に振動が伝達され音が発生していた。
高過ぎた場合には、振動体の振動力をフランジ部2で吸
収できず、移動体10の本体部1が大きく振動し、モー
タ外部に振動が伝達され音が発生していた。
(発明の目的)
本発明の目的は上記従来モータの欠点を解決した振動波
モータを提供せんとするものである。
モータを提供せんとするものである。
以下図面を参照して本発明について詳述する。
〔実施例)
第1図は本発明を適用した振動波モータの要部構成図で
、駆動時の振動体4と移動体10との接触状態を概念的
に示した図である。1〜3は移動体を構成する各部材で
、1は弾性部材で形成されたリング状の本体部、2は本
体部1より延出したフランジ部、3はフランジ部2の端
部から延出し、かつ振動体の振動付与部である頂部に摩
擦接触する端部を有する接触部である。
、駆動時の振動体4と移動体10との接触状態を概念的
に示した図である。1〜3は移動体を構成する各部材で
、1は弾性部材で形成されたリング状の本体部、2は本
体部1より延出したフランジ部、3はフランジ部2の端
部から延出し、かつ振動体の振動付与部である頂部に摩
擦接触する端部を有する接触部である。
4はリング状の振動体で、該振動体4の上部には図示の
様な構成の複数のスリット4aが全周に亘って設けられ
、その断面は図示の様にほぼ台形形状をしている。5は
振動体4に、例えば前述の公報に示される方法により図
示のZ方向の進行性振動波を発生させる圧電セラミック
スで、該圧電セラミックス5は振動体4の底面に接着剤
にて接着され、モータ駆動時に不図示の駆動回路より位
相差を有する交流電圧が印加される。
様な構成の複数のスリット4aが全周に亘って設けられ
、その断面は図示の様にほぼ台形形状をしている。5は
振動体4に、例えば前述の公報に示される方法により図
示のZ方向の進行性振動波を発生させる圧電セラミック
スで、該圧電セラミックス5は振動体4の底面に接着剤
にて接着され、モータ駆動時に不図示の駆動回路より位
相差を有する交流電圧が印加される。
尚該振動波モータの他の構成並びに動作については例え
ば前述の公報に開示される振動波モータのものと実質的
に同一であるのでその詳細な説明は省略する。
ば前述の公報に開示される振動波モータのものと実質的
に同一であるのでその詳細な説明は省略する。
第2図は第1図示振動波モータをy方向から見た図であ
る。
る。
進行性振動波の進行方向がX方向正の向き(第2図の矢
印参照)の場合、ステータを構成する振動体4に不図示
の加圧部材により加圧接触し、摩擦により駆動されるロ
ータを構成する移動体10の移動方向はX方自負の向き
となっている。
印参照)の場合、ステータを構成する振動体4に不図示
の加圧部材により加圧接触し、摩擦により駆動されるロ
ータを構成する移動体10の移動方向はX方自負の向き
となっている。
このとき、ロータとステータの接触状態は、以下のよう
になっている事が振動波モータにとって重要である。
になっている事が振動波モータにとって重要である。
即ち、
(1)ロータとステータの接触が、ステータの曲げ進行
波の頂上近傍に限られること。
波の頂上近傍に限られること。
(2)ロータのフランジ部2、およびロータの接触部3
からなる系の振動の時定数がステータ10の曲げ振動に
より受ける2方向(第1図参照)の振動的な力に対して
充分小さいこと。
からなる系の振動の時定数がステータ10の曲げ振動に
より受ける2方向(第1図参照)の振動的な力に対して
充分小さいこと。
(3)ロータのフランジ部2、およびロータの本体部1
からなる系の振動の時定数がステータの曲げ振動により
受ける2方向の撮動的な力に対して、充分大きく、ロー
タの本体1が大きく振動しないこと。
からなる系の振動の時定数がステータの曲げ振動により
受ける2方向の撮動的な力に対して、充分大きく、ロー
タの本体1が大きく振動しないこと。
斯様な理由を項目類に説明する。
(1)の説明、ステータ4の表面速度は頂上部4bで最
大となり、頂上より離れるに従って、表面速度が減少し
、その底部4Cで逆向きの最大となっているため、ステ
ータとロータの接触範囲が拡がるにつれてモータの駆動
効率が低下する。従ってロータのフランジ部2、および
ロータの接触部3の剛性は高い程良い。又、ロータの本
体1の曲げ剛性も可能な限り高くする必要がある。
大となり、頂上より離れるに従って、表面速度が減少し
、その底部4Cで逆向きの最大となっているため、ステ
ータとロータの接触範囲が拡がるにつれてモータの駆動
効率が低下する。従ってロータのフランジ部2、および
ロータの接触部3の剛性は高い程良い。又、ロータの本
体1の曲げ剛性も可能な限り高くする必要がある。
(2)の説明、ロータの接触部3の、ある一点がステー
タ10の曲げ振動により受ける2方向の力は理想的な場
合、およそ第3図に示すような振動的な力であると考え
られる。このような力に対してロータフランジ部2、お
よびロータ接触部3からなる系の時定数が大きい場合は
、接触圧が減少し、摩−による駆動力が低下する。さら
に2方向負の向きへの変位も増加して、接触範囲が拡が
り駆動効率が低下する。
タ10の曲げ振動により受ける2方向の力は理想的な場
合、およそ第3図に示すような振動的な力であると考え
られる。このような力に対してロータフランジ部2、お
よびロータ接触部3からなる系の時定数が大きい場合は
、接触圧が減少し、摩−による駆動力が低下する。さら
に2方向負の向きへの変位も増加して、接触範囲が拡が
り駆動効率が低下する。
又、第3図に示すような力はステータ10の撮動周期T
より高い周波数成分も含まれているので、ロータフラン
ジ部2、およびロータ接触部3による系の固有振動数は
かなり高いことが必要である。
より高い周波数成分も含まれているので、ロータフラン
ジ部2、およびロータ接触部3による系の固有振動数は
かなり高いことが必要である。
第4図はステータとロータの圧接力が一定の場合のロー
タの固有振動数とステータの振動数との比と駆動力の関
係を求めた実験値である。
タの固有振動数とステータの振動数との比と駆動力の関
係を求めた実験値である。
これよりロータの固有振動数はステータの振動数の少な
くとも3倍以上必要と考えられる。
くとも3倍以上必要と考えられる。
(3)の説明、ロータがステータから受ける振動的な力
に対してロータ本体部1とロータフランジ部2による系
の時定数が小さい時にはロータ本体部1が大きく振動し
音が発生する。
に対してロータ本体部1とロータフランジ部2による系
の時定数が小さい時にはロータ本体部1が大きく振動し
音が発生する。
以上(1)〜(3)項で述べた条件を満たすロータ(移
動体)構造、材質について以下に述べる。
動体)構造、材質について以下に述べる。
前述の(2)項の条件から、ロータ(移動体)の材質は
、軽く(密度小)、且つ弾性定数の大きいものが望まれ
る。さらに、材料、加工コスト等を考慮するとアルミニ
ウムおよびアルミ合金が最適であることがわかフた。
、軽く(密度小)、且つ弾性定数の大きいものが望まれ
る。さらに、材料、加工コスト等を考慮するとアルミニ
ウムおよびアルミ合金が最適であることがわかフた。
又、この種の振動波モータのステータ10の撮動数は、
通常30K)Iz 〜60K)(zで設計されることが
多いので、その3倍以上の固有振動数を有するロータフ
ランジ部2、およびロータ接触部3の寸法は第5図伝記
号を用いて示すと、およそ、 x / t l≦7.且つ t2/l+≦5
・・・ (1)が必要であってIL/t1はj2/l
、≦4が最適であった。
通常30K)Iz 〜60K)(zで設計されることが
多いので、その3倍以上の固有振動数を有するロータフ
ランジ部2、およびロータ接触部3の寸法は第5図伝記
号を用いて示すと、およそ、 x / t l≦7.且つ t2/l+≦5
・・・ (1)が必要であってIL/t1はj2/l
、≦4が最適であった。
しかしながら、第5図示の本体部1の高さT1および進
行性振動波の進行方向と直角な本体部1の幅T2が小さ
すぎると(1)式の条件を満足せず、非常に効率の低い
モータとなる。通常この種の振動波モータのステータ曲
げ振動波の波長λ(第2図参照)が、10mm〜30m
m程度、ロータとステータの圧接力が、IKgf〜5K
gfであることを考慮すると前記TI。
行性振動波の進行方向と直角な本体部1の幅T2が小さ
すぎると(1)式の条件を満足せず、非常に効率の低い
モータとなる。通常この種の振動波モータのステータ曲
げ振動波の波長λ(第2図参照)が、10mm〜30m
m程度、ロータとステータの圧接力が、IKgf〜5K
gfであることを考慮すると前記TI。
T2は、
T1≧l6mm、 T2≧o、 7mm ・・
・(2)が必要であって、T、≧2mm、T2≧inm
が最適であることがわかった。
・(2)が必要であって、T、≧2mm、T2≧inm
が最適であることがわかった。
さらに(3)項の条件を満足するためには、ステータの
振動数が30KHz〜60KHzであることを考慮する
と、フランジ部2に長さl。
振動数が30KHz〜60KHzであることを考慮する
と、フランジ部2に長さl。
厚みtlとの比1)、/t1は、
n/t1≧2 ・・・(3)で
あることが必要であることがわかった。
あることが必要であることがわかった。
尚t2は接触部3の高さである。
以上まとめると、移動体10は、
2≦U/l 、≦7. t2/t1≦5゜TI≧l6
mm、 T、≧0.7mmの条件を満足することが前
述の課題解決には必要であることがわかった。更に移動
体10の材料は、アルミおよびアルミ合金とすることが
、音の発生を防ぎ、且つエネルギー効率の高いモータが
得られることがわかった。
mm、 T、≧0.7mmの条件を満足することが前
述の課題解決には必要であることがわかった。更に移動
体10の材料は、アルミおよびアルミ合金とすることが
、音の発生を防ぎ、且つエネルギー効率の高いモータが
得られることがわかった。
以上説明したように、移動体の材質、構造寸法を上記の
範囲内に設定することにより、異常音を発しない、静か
で、且つ駆動効率の高い振動波モータを実現することが
できるものである。
範囲内に設定することにより、異常音を発しない、静か
で、且つ駆動効率の高い振動波モータを実現することが
できるものである。
第1図は本発明を通用した振動波モータの要部構成図、
第2図は第1図示モータをy方向から見た時の側面図、
第3図は移動体接触部が振動体より受ける力の時間的変
化を説明する図、 第4図はフランジ部と接触部の固有振動数と駆動力の関
係を示す図、 第5図は従来の振動波モータの移動体の断面図である。 1:移動体本体部 2:穆動体フランジ部3:移動体
接触部 4:振動体 である。
化を説明する図、 第4図はフランジ部と接触部の固有振動数と駆動力の関
係を示す図、 第5図は従来の振動波モータの移動体の断面図である。 1:移動体本体部 2:穆動体フランジ部3:移動体
接触部 4:振動体 である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 進行性振動波を発生する振動体と、該振動体に摩擦接
触して前記振動波により駆動される移動体とからなる振
動波モータにおいて、本体部と、該本体部から延出した
フランジ部、該フランジ部の端部から延出し、かつ前記
振動体の振動付与部に摩擦接触する接触部とにより前記
移動体を構成し、かつ前記本体部の高さをT_1,その
幅をT_2,前記フランジ部の長さをlその厚みをt_
1,前記接触部の高さをt_2とした時、2≦l/t_
1≦7,t_2/t_1≦5,T_1≧1.6mm,T
_2≧0.7mm としたことを特徴とする振動波モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62004596A JPS63174581A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 振動波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62004596A JPS63174581A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 振動波モ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63174581A true JPS63174581A (ja) | 1988-07-19 |
Family
ID=11588422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62004596A Pending JPS63174581A (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 振動波モ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63174581A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5256928A (en) * | 1990-10-26 | 1993-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor with a vibrator having recesses |
EP0582230A1 (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-09 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor |
US5327040A (en) * | 1991-04-02 | 1994-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Ultrasonic motor with a vibrating body and a moving body driven thereby |
US5917270A (en) * | 1992-12-17 | 1999-06-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration driven motor or actuator |
WO2010116896A1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary type vibration wave driving apparatus |
CN102158124A (zh) * | 2010-02-08 | 2011-08-17 | 株式会社尼康 | 振动波马达、透镜镜筒及相机 |
JP2011166902A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Nikon Corp | 振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61224882A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP62004596A patent/JPS63174581A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61224882A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5256928A (en) * | 1990-10-26 | 1993-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor with a vibrator having recesses |
US5327040A (en) * | 1991-04-02 | 1994-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Ultrasonic motor with a vibrating body and a moving body driven thereby |
US5448129A (en) * | 1991-04-02 | 1995-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor with vibrating body and moving body driven thereby |
EP0582230A1 (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-09 | Nikon Corporation | Ultrasonic motor |
US5917270A (en) * | 1992-12-17 | 1999-06-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration driven motor or actuator |
WO2010116896A1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary type vibration wave driving apparatus |
CN102365814A (zh) * | 2009-04-07 | 2012-02-29 | 佳能株式会社 | 旋转式振动波驱动装置 |
US9154056B2 (en) | 2009-04-07 | 2015-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary type vibration wave driving apparatus |
CN102158124A (zh) * | 2010-02-08 | 2011-08-17 | 株式会社尼康 | 振动波马达、透镜镜筒及相机 |
JP2011166902A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Nikon Corp | 振動波モータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
US8513857B2 (en) | 2010-02-08 | 2013-08-20 | Nikon Corporation | Vibrational wave motor, lens barrel and camera |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS59201684A (ja) | 振動波モ−タ | |
JPS63174581A (ja) | 振動波モ−タ | |
JP2002291263A (ja) | 振動体および振動波駆動装置 | |
JPH11164575A (ja) | 振動モータ | |
US5532541A (en) | Ultrasonic motor | |
JP2646668B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法および超音波モータ用振動子 | |
JP3155339B2 (ja) | 超音波モータ | |
JPH03273878A (ja) | 超音波モータ | |
JPS60183981A (ja) | 超音波モ−タ | |
JP2605355B2 (ja) | 超音波モータの駆動方法および超音波モータ用振動子 | |
JP2582176B2 (ja) | 超音波モータ | |
JPS61116978A (ja) | 超音波駆動モ−タ | |
JPS63283475A (ja) | 超音波モ−タ | |
JPH0530761A (ja) | 表面波モータ | |
JPS60162487A (ja) | 圧電駆動装置 | |
JP3089750B2 (ja) | 超音波モータ | |
JP3207488B2 (ja) | 超音波アクチュエータ | |
JP2004007858A (ja) | 振動波駆動装置および電気機器 | |
JPS63294271A (ja) | 超音波モ−タ | |
JPH01144372A (ja) | 超音波モータ用振動子 | |
JPS627379A (ja) | 超音波モ−タ装置 | |
JPH0479238B2 (ja) | ||
JPS63117674A (ja) | 超音波モ−タ | |
JP3119920B2 (ja) | 超音波モータ | |
JP2622286B2 (ja) | 超音波リニアモータ |