JPS63268476A - 振動波モ−タ - Google Patents
振動波モ−タInfo
- Publication number
- JPS63268476A JPS63268476A JP62103496A JP10349687A JPS63268476A JP S63268476 A JPS63268476 A JP S63268476A JP 62103496 A JP62103496 A JP 62103496A JP 10349687 A JP10349687 A JP 10349687A JP S63268476 A JPS63268476 A JP S63268476A
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- Japan
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- ring
- vibrating body
- vibrator
- shaped
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- Pending
Links
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 title abstract 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect 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
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】
［発明の利用分野］
本発明は、振動体に発生させた進行性振動波により移動
体を摩擦駆動するいわゆる振動波モータに関するもので
ある。
体を摩擦駆動するいわゆる振動波モータに関するもので
ある。
［発明の背景］
振動波モータは、弾性材製の振動体に、群内では１７２
波長のピッチで交互に逆極性に、かつ、群間には１７４
波長のずれがあるように配列された電気−機械エネルギ
ー変換素子（例えば圧電素子または電歪素子、磁歪素子
など。以下、圧電素子で代表する）の二群を接合固着し
、これら圧電素子の二群（以下Ａ相、Ｂ相という）に約
９０°の時間的位相差を有する交流電圧を印加して上記
振動体に進行性振動波を発生させ、これにより、該振動
体に加圧接触している移動体を摩擦駆動するように構成
されたものである。
波長のピッチで交互に逆極性に、かつ、群間には１７４
波長のずれがあるように配列された電気−機械エネルギ
ー変換素子（例えば圧電素子または電歪素子、磁歪素子
など。以下、圧電素子で代表する）の二群を接合固着し
、これら圧電素子の二群（以下Ａ相、Ｂ相という）に約
９０°の時間的位相差を有する交流電圧を印加して上記
振動体に進行性振動波を発生させ、これにより、該振動
体に加圧接触している移動体を摩擦駆動するように構成
されたものである。
この振動波モータにおいては、上記の圧電素子群に上記
交流電圧を印加し、振動体を共振させると、移動体に接
する振動体面の各質点は回転楕円運動をし、この回転楕
円運動により移動体は摩擦駆動されるのである。この回
転楕円運動の振動体周方向の回転半径は振動体の中立面
（曲げ応力のかからない面）から前記振動体表面の質点
までの距離に比例する。この距離が大きいほど同一振幅
での駆動速度は大きい。従って、同一振幅で駆動速度を
上げ効率を稼ぐために、振動体の移動体側表面に振動波
の進行方向と直角の溝を刻むことにより、振動体の中立
面から移動体側表面までの距離を拡大した、いわゆる溝
入り振動波モータが知られている。
交流電圧を印加し、振動体を共振させると、移動体に接
する振動体面の各質点は回転楕円運動をし、この回転楕
円運動により移動体は摩擦駆動されるのである。この回
転楕円運動の振動体周方向の回転半径は振動体の中立面
（曲げ応力のかからない面）から前記振動体表面の質点
までの距離に比例する。この距離が大きいほど同一振幅
での駆動速度は大きい。従って、同一振幅で駆動速度を
上げ効率を稼ぐために、振動体の移動体側表面に振動波
の進行方向と直角の溝を刻むことにより、振動体の中立
面から移動体側表面までの距離を拡大した、いわゆる溝
入り振動波モータが知られている。
しかし、この溝の数と位置が不適当だと、Ａ相、Ｂ相で
夫々励起する振動の振幅に差ができて、騒音の原因とな
ったり、−相の励起した振動の腹の位置と他相の励起し
た振動の節の位置とがずれて、移動体の駆動方向により
特性が変わったり、Ａ相とＢ相の共振周波数がずれて、
効率のよい駆動が出来ない等の問題があった。
夫々励起する振動の振幅に差ができて、騒音の原因とな
ったり、−相の励起した振動の腹の位置と他相の励起し
た振動の節の位置とがずれて、移動体の駆動方向により
特性が変わったり、Ａ相とＢ相の共振周波数がずれて、
効率のよい駆動が出来ない等の問題があった。
［発明の目的コ
本発明は溝入り振動波モータの上記欠点を除き、より高
効率で且つ駆動方向による特性変化の少ない振動波モー
タを得ることを目的とするものである。
効率で且つ駆動方向による特性変化の少ない振動波モー
タを得ることを目的とするものである。
［発明の概要］
本発明は電気−機械エネルギ変換振動素子を片面に接合
され且つ他面に周方向に等間隔に設けられた半径方向の
多数の溝を有するリング状の振動体に、該電気−機械エ
ネルギ変換振動素子への交流電圧印加により、周方向に
進行する曲げ振動波を生ゼしぬ、該振動体の該他面と加
圧接触状態にあるリング状の移動体を摩擦回転駆動する
ように構成された振動波モータにおいて、該振動体の周
上に励起される振動波の波数にと該振動体の上記溝の数
Ｎとの間にＮ＝４ｍｋ（ｍは自然数）の関係を持たせた
ことを特徴とする。
され且つ他面に周方向に等間隔に設けられた半径方向の
多数の溝を有するリング状の振動体に、該電気−機械エ
ネルギ変換振動素子への交流電圧印加により、周方向に
進行する曲げ振動波を生ゼしぬ、該振動体の該他面と加
圧接触状態にあるリング状の移動体を摩擦回転駆動する
ように構成された振動波モータにおいて、該振動体の周
上に励起される振動波の波数にと該振動体の上記溝の数
Ｎとの間にＮ＝４ｍｋ（ｍは自然数）の関係を持たせた
ことを特徴とする。
［発明の実施例］
第１図において、１はリング状の圧電体、２は全周に半
径方向の溝３が刻まれた弾性体よりなるリング状据動体
であり、両者は接着剤などで接合されている。圧電体は
下面で見て第２図に示すように切れ目１ｂで区画された
多数の電極１ａを有し、各電極１ａはλ／２（λは波長
）の長さを有する。これら電極１ａは図示の如く二群（
Ａ相、Ｂ相）をなし、これらＡ相。
径方向の溝３が刻まれた弾性体よりなるリング状据動体
であり、両者は接着剤などで接合されている。圧電体は
下面で見て第２図に示すように切れ目１ｂで区画された
多数の電極１ａを有し、各電極１ａはλ／２（λは波長
）の長さを有する。これら電極１ａは図示の如く二群（
Ａ相、Ｂ相）をなし、これらＡ相。
Ｂ相の間にはλ／４のずれがある。各電極区画において
圧電体１は図示の＋、−で示す分極方向に分極処理され
ている。Ａ相、Ｂ相の二群の電極に互いに位相が９０°
ずれた交流電圧を印加すると、振動体２にはその周方向
に進む波長λの曲げ振動波が生ずる。これにより、振動
体２に接触されたリング状の移動体（不図示）が摩擦駆
動される。振動体２の周長は波長λの整数倍（ｋ倍）に
なっており、第２図の場合、ｋ＝５である。ｋを振動波
モータの波数という。
圧電体１は図示の＋、−で示す分極方向に分極処理され
ている。Ａ相、Ｂ相の二群の電極に互いに位相が９０°
ずれた交流電圧を印加すると、振動体２にはその周方向
に進む波長λの曲げ振動波が生ずる。これにより、振動
体２に接触されたリング状の移動体（不図示）が摩擦駆
動される。振動体２の周長は波長λの整数倍（ｋ倍）に
なっており、第２図の場合、ｋ＝５である。ｋを振動波
モータの波数という。
第３図（ａ）および（ｂ）は夫々Ｎ＝６におよびＮ＝８
ｋの関係にある振動体２の１波長分の側面部分図であ
る（Ｎは溝３の数、ｋは波数）。
ｋの関係にある振動体２の１波長分の側面部分図であ
る（Ｎは溝３の数、ｋは波数）。
振動体２は溝３の部分では断面二次モーメントが小さく
、剛性も低い。従って溝３と電極１ａの位相関係によっ
て、振動の特性が変わることは充分予想できる。
、剛性も低い。従って溝３と電極１ａの位相関係によっ
て、振動の特性が変わることは充分予想できる。
第３図（ａ）および（ｂ）に図示されている電極１ａが
Ａ相のものであるとすると、Ａ相で励起される振動の腹
においては、第３図（ａ）では振動体２の剛性が高く、
同図（ｂ）では低い。またＢ相で励起される振動の腹は
Ａ相と９０°ずれているため、詰腹においては第３図（
ａ）、（ｂ）ともに振動体の剛性が低い。
Ａ相のものであるとすると、Ａ相で励起される振動の腹
においては、第３図（ａ）では振動体２の剛性が高く、
同図（ｂ）では低い。またＢ相で励起される振動の腹は
Ａ相と９０°ずれているため、詰腹においては第３図（
ａ）、（ｂ）ともに振動体の剛性が低い。
第３図（ａ）、（ｂ）に示される２種の振動体について
、同電圧でＡ相駆動、Ｂ相駆動の夫々の振幅を地点Ｐか
ら地点Ｑまで測定したところ、第４図（ａ）、（ｂ）の
ようになった。Ｎ＝６にの振動体については、第４図（
ａ）のように、Ａ相駆動での振幅ｘ１がＢ相駆動での振
幅Ｘｂの約７０％であり、入力電力についても３割程差
があった。これに対し、Ｎ＝８にの撮動体については、
第４図（ｂ）のように、Ａ相駆動での振幅Ｘ、とＢ相駆
動での振幅Ｘ、とに特に差はみられず、入力電力につい
てもほぼ同じであった。この効果はＮ＝８ ｋに限らず
一般にＮ＝４＋ｎｋ（ｍは自然数）の場合にも期待でき
るものである。
、同電圧でＡ相駆動、Ｂ相駆動の夫々の振幅を地点Ｐか
ら地点Ｑまで測定したところ、第４図（ａ）、（ｂ）の
ようになった。Ｎ＝６にの振動体については、第４図（
ａ）のように、Ａ相駆動での振幅ｘ１がＢ相駆動での振
幅Ｘｂの約７０％であり、入力電力についても３割程差
があった。これに対し、Ｎ＝８にの撮動体については、
第４図（ｂ）のように、Ａ相駆動での振幅Ｘ、とＢ相駆
動での振幅Ｘ、とに特に差はみられず、入力電力につい
てもほぼ同じであった。この効果はＮ＝８ ｋに限らず
一般にＮ＝４＋ｎｋ（ｍは自然数）の場合にも期待でき
るものである。
以上は、溝３が矩形の溝である場合につき説明したが、
周方向剛性変化がよりなめらかな、半円形溝、三角溝な
どの場合でも同様の効果がある。
周方向剛性変化がよりなめらかな、半円形溝、三角溝な
どの場合でも同様の効果がある。
上記のように、Ｎ＝４ｍＫ（ｍは自然数）を満たす振動
体は、溝の位置がＡ相、Ｂ相いずれに対しても同位相で
あるので、Ａ相、Ｂ相のいずれの駆動でも共振周波数及
び共振抵抗がほぼ等しく、効率のよい駆動ができる。さ
らに、電極の切れ目１ｂと溝３の位置を合わせると、節
の位置が移動しに＜＜、時計方向駆動、反時計方向駆動
のいずれでも特性のそろった振動波モータを得ることが
できる。特にｍが１．２のときに有効である。
体は、溝の位置がＡ相、Ｂ相いずれに対しても同位相で
あるので、Ａ相、Ｂ相のいずれの駆動でも共振周波数及
び共振抵抗がほぼ等しく、効率のよい駆動ができる。さ
らに、電極の切れ目１ｂと溝３の位置を合わせると、節
の位置が移動しに＜＜、時計方向駆動、反時計方向駆動
のいずれでも特性のそろった振動波モータを得ることが
できる。特にｍが１．２のときに有効である。
［発明の効果］
本発明によれば、振動体の溝の位置がＡ、 Ｂ二相のい
ずれに対しても同位相であるため、Ａ相、Ｂ相いずれの
駆動でも振動の振幅に差が生ぜず、Ａ、Ｂ各相の励起し
た振動の腹の位置と節の位置とがずれず、共振周波数及
び共振抵抗がＡ相、Ｂ相いずれの駆動でもほぼ等しく、
効率のよい駆動が可能になる。また駆動方向に依る特性
変化を少くすることがでとる。
ずれに対しても同位相であるため、Ａ相、Ｂ相いずれの
駆動でも振動の振幅に差が生ぜず、Ａ、Ｂ各相の励起し
た振動の腹の位置と節の位置とがずれず、共振周波数及
び共振抵抗がＡ相、Ｂ相いずれの駆動でもほぼ等しく、
効率のよい駆動が可能になる。また駆動方向に依る特性
変化を少くすることがでとる。
第１図は溝入り振動体の斜視図、第２図は圧電素子の電
極パターンを示す図、第３図（ａ）（ｂ）は夫々Ｎ＝６
に、Ｎ＝８ｋを満たす溝入り振動体の１波長分の側面部
分図、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれＮ＝６に、Ｎ＝
８にの場合の振幅の測定結果のグラフである。 １・・・圧電素子、 １ａ・・・電極１ｂ・・・
電極の切れ口 ２・・・振動体。 第１図 第２図
極パターンを示す図、第３図（ａ）（ｂ）は夫々Ｎ＝６
に、Ｎ＝８ｋを満たす溝入り振動体の１波長分の側面部
分図、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれＮ＝６に、Ｎ＝
８にの場合の振幅の測定結果のグラフである。 １・・・圧電素子、 １ａ・・・電極１ｂ・・・
電極の切れ口 ２・・・振動体。 第１図 第２図
Claims (2)
- （１） 電気−機械エネルギ変換振動素子を片面に接合
され且つ他面に周方向に等間隔に設けられた半径方向の
多数の溝を有するリング状の振動体に、該電気−機械エ
ネルギ変換振動素子への交流電圧印加により、周方向に
進行する曲げ振動波を生ぜしめ、該振動体の該他面と加
圧接触状態にあるリング状の移動体を摩擦回転駆動する
ように構成された振動波モータにおいて、該振動体の周
上に励起される振動波の波数ｋと該振動体の上記溝の数
Ｎとの間にＮ：４ｍＫ（ｍは自然数）の関係を持たせた
ことを特徴とする振動波モータ。 - （２） 振動体の上記溝の中心が電気−エネルギー変換
素子に設けられた電極の切れ目と一致することを特徴と
する特許請求の範囲（１）記載の振動波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103496A JPS63268476A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 振動波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103496A JPS63268476A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 振動波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268476A true JPS63268476A (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=14355599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62103496A Pending JPS63268476A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 振動波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63268476A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63314180A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 超音波モータ |
| JPH02214477A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-27 | Canon Inc | 振動波装置 |
| JPH02219475A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-09-03 | Canon Inc | 振動波装置 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP62103496A patent/JPS63268476A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63314180A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-22 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 超音波モータ |
| JPH02214477A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-27 | Canon Inc | 振動波装置 |
| JPH02219475A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-09-03 | Canon Inc | 振動波装置 |
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