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JPH0724959Y2 - 超音波アクチュエータ - Google Patents

超音波アクチュエータ

Info

Publication number
JPH0724959Y2
JPH0724959Y2 JP1989057630U JP5763089U JPH0724959Y2 JP H0724959 Y2 JPH0724959 Y2 JP H0724959Y2 JP 1989057630 U JP1989057630 U JP 1989057630U JP 5763089 U JP5763089 U JP 5763089U JP H0724959 Y2 JPH0724959 Y2 JP H0724959Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
elastic
rotating member
ultrasonic
actuator
vibration
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1989057630U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH031692U (ja
Inventor
一正 大西
浩一 内藤
徹 中澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP1989057630U priority Critical patent/JPH0724959Y2/ja
Publication of JPH031692U publication Critical patent/JPH031692U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0724959Y2 publication Critical patent/JPH0724959Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は回転型の超音波アクチュエータに関する。
「従来の技術」 従来のいわゆるスラスト振動片駆動方式の超音波アクチ
ュエータの斜視図を第4図に示す。
図において4は回転自在に設けられた円盤である。30は
振動片であり、円盤4の周縁部に当接されている。31は
縦振動子であり、その端面が振動片30に接合されるとと
もに一定の圧力で抑えられている。
上記構成において縦振動子31に交流電圧e7を印加する
と、縦振動子31は交流電圧e7に同期して縦振動する。こ
の結果、その縦振動が振動片30に伝達され、振動片30が
楕円軌道を描くように振動する。その詳細を第5図を参
照し説明する。
図においてPは振動片30の端部30aの描く左回りの楕円
軌道である。第5図によれば、端部30aの軌跡は点P1
いしP2の区間で円盤4と交差する。したがって、この
区間内では端部30aが円盤4を右に蹴るような運動をす
る。円盤4は回動自在に設けられているので、この運動
により右に移動する。すなわち円盤4は左回りに回転す
る。
なお、上記構成のアクチュエータの駆動力は楕円軌道P
によって決定される。すなわち、楕円軌道Pの振動振幅
が大きければ大きな駆動力が得られる。また、楕円軌道
Pの形状が円に近ければ近いほど、大きな駆動力を得る
ことができる。楕円軌道Pの形状および振動振幅の大き
さは電圧e7の振幅値と周波数とによって決定される。
「考案が解決しようとする課題」 ところで上記構成によれば、縦振動のみによる回転駆動
であるため、全体として大きな駆動力が得られないとと
もに一方向のみしか回転しないという問題があった。
本考案の目的は、大きな駆動力が得られるとともに左右
両方向に回転させることができる超音波アクチュエータ
を提供することである。
「課題を解決するための手段」 本考案は上記課題を解決するために、周まわりに回転自
在に設けられた板状または盤状の回転部材と、この回転
部材の一面に回転部材の回転方向に沿って互いに離間し
て設けられた一対の超音波リニアアクチュエータと、前
記一対の超音波リニアアクチュエータどうしを結合した
弾性梁部材とを具備して構成され、前記超音波リニアア
クチュエータが、直方体状の弾性部材とこの弾性部材の
一部に取り付けられた縦振動子を具備して構成されると
ともに、前記弾性部材の一部に前記回転部材の一面に対
して傾斜する斜面が、前記回転部材の回転方向前方側と
後方側のいずれか一方に向いて形成され、前記斜面に前
記斜面に垂直な方向に縦振動して弾性体と弾性梁部材と
を相互関連ねじり振動させて弾性部材の基端部に楕円振
動を生じさせる縦振動子が取り付けられ、前記弾性部材
が、その基端部を回転部材の一面に当接させ、縦振動子
を回転部材の回転方向前方側あるいは後方側に向けて設
置されてなる構造としたものである。
また、本発明の他の1つは、周まわりに回転自在に設け
られた板状または盤状の回転部材と、この回転部材の一
面に回転部材の回転方向に沿って互いに離間して設けら
れた一対の超音波リニアアクチュエータと、前記一対の
超音波リニアアクチュエータどうしを結合した弾性梁部
材とを具備して構成され、前記超音波リニアアクチュエ
ータが、直方体状の弾性部材とこの弾性部材の一部に取
り付けられた縦振動子を具備して構成されるとともに、
前記弾性部材の一部に前記回転部材の一面に対して傾斜
する2つの斜面が、前記回転部材の回転方向前方側と後
方側に向いて形成され、前記各斜面に前記斜面に垂直な
方向に縦振動して弾性体と弾性梁部材とを相互関連ねじ
り振動させて弾性部材の基端部に楕円振動を生じさせる
縦振動子が取り付けられ、前記弾性部材が、その基端部
を回転部材の一面に当接させ、縦振動子を回転部材の回
転方向前方側と後方側に向けて設置されてなるものであ
る。
更に、本発明の他の1つは、前記弾性梁部材を短尺部材
から構成したものである。
「作用」 各超音波リニアアクチュエータの振動素子に駆動電圧を
供給すると、これらの縦振動によるねじり振動が各超音
波アクチュエータの弾性体と弾性梁部材に発生し、それ
らが相互に関連しあって弾性体の基端部に楕円振動が発
生する。また、駆動電圧の周波数、位相差、弾性梁部材
の材質および寸法等を適切に設定するならば、超音波ア
クチュエータの駆動力を正逆両方向に回転部材に伝える
ことができるとともに、超音波アクチュエータの駆動力
を増加するように、縦振動とねじり振動を発生させるこ
とができる。
また、弾性体に2つの斜面を形成し、各斜面に振動素子
を設け、各振動素子を回転部材の回転方向前方側と後方
側に向ける構成にすると、駆動電圧の周波数と位相差を
適宜設定することで容易に回転部材を正逆両方向に回転
駆動することができる。更に、弾性梁部材を短尺部材に
することで、駆動電圧の位相差を調節することにより容
易に回転部材を正逆両方向に回転駆動できる。
「実施例」 次に本考案の第1の実施例を説明する。
第1図は本考案の第1の実施例の斜視図である。なお、
図において第4図および第5図の各部に対応する部分に
は同一の符号を付し、その説明を省略する。
図において1および2は超音波リニアアクチュエータで
あり、円盤(回転部材)4の上面(一面)の周縁部に設
けられるとともに一定の圧力で円盤4に当接されてい
る。9は超音波リニアアクチュエータ1を構成する弾性
体であり、直方体下部の基端部をそのままとし、直方体
上部の一陵を約45°切り欠いて斜面9aとした形状になっ
ている。8は直方体状に形成された縦振動子であり、そ
の底面が斜面9aに接合されている。なお、上記構成によ
る超音波リニアアクチュエータは、例えば特願昭63−31
8245号に記載されている。次に、6および7はそれぞれ
超音波リニアアクチュエータ2を構成する縦振動子およ
び弾性体であり、上記と同様に構成されている。10は直
方体状の弾性梁部材であり、その両端面が弾性体7、9
の上部に接合されている。
上記構成において縦振動子8に交流電圧e1を印加する
と、縦振動子8は交流電圧e1に同期してA−A′方向に
縦振動する。この結果、その縦振動が弾性体9に伝達さ
れ、弾性体9が振動する。超音波リニアアクチュエータ
2も交流電圧e2が印加されると、上記と同様に動作す
る。ここで、交流電圧e1およびe2の周波数を同一にする
と、弾性体7、9に発生する振動が同期する。これらの
振動は弾性梁部材10に伝達され、弾性梁部材10にこれら
の振動と同期する捩り振動が発生する。この結果、弾性
体7、9の振動と、弾性梁部材10のねじり振動とが相互
に関係し、弾性体7、9の隅部(基端部)7b、9bは軌跡
が左回りの楕円軌道になるように運動する。したがっ
て、第5図と同様に隅部9bが円盤4を右に蹴るような運
動をする。円盤4は回動自在に設けられているので、こ
れらの運動により左回りに回転する。また、交流電圧
e1、e2の周波数を適宜変更すると、楕円軌道が右回りに
なり、上記動作と逆に円盤4は右回りに回転する。
次に本考案の第2の実施例を説明する。
第2図は本考案の第2の実施例の斜視図である。なお、
図において第1図、第4図および第5図の各部に対応す
る部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
図において11、12は超音波リニアアクチュエータであ
る。超音波リニアアクチュエータ11は、略直方体の上面
の対向する二陵を切り欠いて斜面を設けた弾性体13と、
その両斜面に底面が接合された直方体状の縦振動子14、
15とにより構成されている。なお、上記構成による超音
波リニアアクチュエータは、例えば平成元年4月13日
付、本出願人による実用新案登録願「超音波リニアモー
タ」に記載されている。次に、16および17、18はそれぞ
れ超音波リニアアクチュエータ12の弾性体および縦振動
子であり、上記と同様に構成されている。
上記構成において縦振動子14、18に e3=V3sinωt ……(1) (ただしV3は交流電圧e3の振幅値、ωは角周波数)なる
交流電圧e3を印加するとともに縦振動子15、17に e4=V4sin(ωt+θ1) ……(2) (ただしV4は交流電圧e4の振幅値、θ1は交流電圧e3、e4
の位相差)なる交流電圧e4を印加し、位相差θ1をπ/2
に設定すると、第1図と同様に弾性体13、16の振動と弾
性梁部材10の振動とが相互に関係し、隅部13b、16bが楕
円軌道を描くように振動する。これにより、円盤4が左
回りに回転する。
また、(2)式においてθ1を−π/2に設定すると、楕
円軌道が右回りに回転し、円盤4が右回りに回転する。
以上説明したように第2の実施例によれば、第1の実施
例と比較して円盤4を容易に(交流電圧e3、e4の周波数
を変更せずに)逆回転させることができる。
次に本考案の第3の実施例を説明する。
第3図(イ)は本考案の第3の実施例の斜視図である。
また、同図(ロ)、(ハ)にその正面図、側面図を示
す。なおこれらの図において第1図、第2図、第4図お
よび第5図の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。
これらの図において21は直方体状の弾性梁部材であり、
弾性体7、9の相互間に接合されている。弾性梁部材21
は第1図における弾性梁部材10と比較して、きわめて短
くなっている。上記以外の構成は、第1図と同様であ
る。
上記構成において縦振動子8に e5=V5sinωt ……(3) (ただしV5は交流電圧e5の振幅値、ωは角周波数)なる
交流電圧e5を印加するとともに縦振動子6に e6=V6sin(ωt+θ2) ……(4) (ただしV6は交流電圧e6の振幅値、θ2は交流電圧e5、e6
の位相差)なる交流電圧e6を印加し、位相差θ2をπ/2
に設定すると、第1図と同様に弾性体7、9がそれぞれ
振動する。また、これらの振動は弾性梁部材21にねじり
振動を発生させるとともに弾性梁部材21を介して相互に
関係する。これにより、隅部7b、9bが左回りの楕円軌道
を描くように振動し、円盤4が左回りに回転する。
また、(4)式においてθ2を−π/2に設定すると、両
者の楕円軌道が右回りに回転し、円盤4が右回りに回転
する。
以上説明したように第3の実施例によれば、第2の実施
例と同様に円盤4を容易に逆回転させることができると
ともに、第2の実施例と比較して構成が簡単である。
「考案の効果」 以上説明したように本考案によれば、各超音波リニアア
クチュエータの振動素子に適切な駆動電圧を供給するこ
とで、これらの縦振動によるねじり振動を各超音波アク
チュエータの弾性体と弾性梁部材に発生させ、それらを
相互に関連しあうようにすることができ、これによって
弾性体の基端部に楕円振動を発生させることができる。
また、駆動電圧の周波数、位相差、弾性梁部材の材質お
よび寸法等を適切に設定するならば、超音波アクチュエ
ータの駆動力を正逆両方向に回転部材に伝えることがで
きるとともに、超音波アクチュエータの駆動力を増加す
るように、縦振動とねじり振動を発生させることができ
る。
また、1つの弾性体に2つの斜面を形成し、各斜面に振
動素子を設け、各振動素子を回転部材の回転方向前方側
と後方側に向ける構成にすると、駆動電圧の周波数と位
相差を適宜設定することで容易に回転部材を正逆両方向
に回転駆動することができる。
更に、弾性梁部材を短尺部材にすることで、駆動電圧の
位相差を調節することにより容易に回転部材を正逆両方
向に回転駆動できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の第1の実施例の斜視図、第2図は本考
案の第2の実施例の斜視図、第3図(イ)は本考案の第
3の実施例の斜視図、同図(ロ)(ハ)はその正面図お
よび側面図、第4図は従来の超音波アクチュエータの斜
視図、第5図は第4図の要部の拡大図である。 1、2、11、12……超音波リニアアクチュエータ、4…
…円盤(回転部材)、6、8、14、15、17、18……縦振
動子、7、9、13、16……弾性体、7a、9a、13a、16a…
…斜面、7b、9b、13b、16b……隅部(基端部)、10、21
……弾性梁部材、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−125179(JP,A) 特開 昭64−1486(JP,A) 特開 昭63−262068(JP,A)

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】周まわりに回転自在に設けられた板状また
    は盤状の回転部材と、この回転部材の一面に回転部材の
    回転方向に沿って互いに離間して設けられた一対の超音
    波リニアアクチュエータと、前記一対の超音波リニアア
    クチュエータどうしを結合した弾性梁部材とを具備して
    構成され、 前記超音波リニアアクチュエータが、直方体状の弾性部
    材とこの弾性部材の一部に取り付けられた縦振動子を具
    備して構成されるとともに、前記弾性部材の一部に前記
    回転部材の一面に対して傾斜する斜面が、前記回転部材
    の回転方向前方側と後方側のいずれか一方に向いて形成
    され、前記斜面に前記斜面に垂直な方向に縦振動して弾
    性体と弾性梁部材とを相互関連ねじり振動させて弾性部
    材の基端部に楕円振動を生じさせる縦振動子が取り付け
    られ、前記弾性部材が、その基端部を回転部材の一面に
    当接させ、縦振動子を回転部材の回転方向前方側あるい
    は後方側に向けて設置されてなることを特徴とする超音
    波アクチュエータ。
  2. 【請求項2】周まわりに回転自在に設けられた板状また
    は盤状の回転部材と、この回転部材の一面に回転部材の
    回転方向に沿って互いに離間して設けられた一対の超音
    波リニアアクチュエータと、前記一対の超音波リニアア
    クチュエータどうしを結合した弾性梁部材とを具備して
    構成され、 前記超音波リニアアクチュエータが、直方体状の弾性部
    材とこの弾性部材の一部に取り付けられた縦振動子を具
    備して構成されるとともに、前記弾性部材の一部に前記
    回転部材の一面に対して傾斜する2つの斜面が、前記回
    転部材の回転方向前方側と後方側に向いて形成され、前
    記各斜面に前記斜面に垂直な方向に縦振動して弾性体と
    弾性梁部材とを相互関連ねじり振動させて弾性部材の基
    端部に楕円振動を生じさせる縦振動子が取り付けられ、
    前記弾性部材が、その基端部を回転部材の一面に当接さ
    せ、縦振動子を回転部材の回転方向前方側と後方側に向
    けて設置されてなることを特徴とする超音波アクチュエ
    ータ。
  3. 【請求項3】前記弾性梁部材が短尺部材からなることを
    特徴とする請求項1記載の超音波アクチュエータ。
JP1989057630U 1989-05-19 1989-05-19 超音波アクチュエータ Expired - Lifetime JPH0724959Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989057630U JPH0724959Y2 (ja) 1989-05-19 1989-05-19 超音波アクチュエータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1989057630U JPH0724959Y2 (ja) 1989-05-19 1989-05-19 超音波アクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH031692U JPH031692U (ja) 1991-01-09
JPH0724959Y2 true JPH0724959Y2 (ja) 1995-06-05

Family

ID=31582514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1989057630U Expired - Lifetime JPH0724959Y2 (ja) 1989-05-19 1989-05-19 超音波アクチュエータ

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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60125179A (ja) * 1983-12-10 1985-07-04 Hitachi Maxell Ltd 物体に進行波を発生させる方法
JP2652546B2 (ja) * 1987-03-24 1997-09-10 日本特殊陶業株式会社 超音波モータ
JPS63262068A (ja) * 1987-04-15 1988-10-28 Canon Inc 振動波モ−ター

Also Published As

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JPH031692U (ja) 1991-01-09

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