JPS62147974A - Supersonic motor - Google Patents
Supersonic motorInfo
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- JPS62147974A JPS62147974A JP60287172A JP28717285A JPS62147974A JP S62147974 A JPS62147974 A JP S62147974A JP 60287172 A JP60287172 A JP 60287172A JP 28717285 A JP28717285 A JP 28717285A JP S62147974 A JPS62147974 A JP S62147974A
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-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は、超音波振動を利用した超音波モーターに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to an ultrasonic motor that utilizes ultrasonic vibrations.
(発明の前景)
従来、この種の装置は、圧電体と弾性体とからなるステ
ーターと、該ステーターに加圧接触されたローターとか
ら成り、駆動回路にてステーターに進行波を発生させ、
加圧接触されたローターを駆動するように構成されてい
た。このステーターはローターによって間接的に加圧力
を受けながら励振する為、このステーターと該ステータ
ーを固定支持する固定部との間には緩衝効果を有する緩
衝支持部材(例えば、フェルト等)が用いられていた。(Foreground of the Invention) Conventionally, this type of device consists of a stator made of a piezoelectric body and an elastic body, and a rotor that is brought into pressure contact with the stator, and a driving circuit generates a traveling wave in the stator.
It was configured to drive a rotor that was in pressure contact. Since this stator is excited while indirectly receiving pressure from the rotor, a buffer support member (for example, felt, etc.) having a buffering effect is used between this stator and a fixed part that fixedly supports the stator. Ta.
ところが、この緩衝支持部材は、構造上、圧電素子のほ
ぼ全面に接触している為にステーターの振動を減衰させ
やすく、駆動効率の向上を妨げる原因となっていた。However, since this buffer support member structurally contacts almost the entire surface of the piezoelectric element, it tends to damp vibrations of the stator, which hinders improvement in drive efficiency.
更に、ステーク−の励振を受けて駆動させられるロータ
ーに関しても、そのローターを支持する場合には同様な
問題が生じてくる。Furthermore, a similar problem arises when supporting a rotor that is driven by the excitation of a stake.
(発明の目的)
本発明は、これらの問題を解決し、駆動効率の高い超音
波モーターを得ることを目的とする。(Objective of the Invention) The object of the present invention is to solve these problems and obtain an ultrasonic motor with high drive efficiency.
(発明の概要)
本発明は、ステーターもしくはローターの支持を、進行
波の整数倍数の支持子で行うように成したことにより、
支持の損失を最小限度に抑え、超音波モーターの駆動効
率を向上させたことを技術的要点としている。(Summary of the Invention) The present invention provides support for the stator or rotor using supports that are an integral multiple of the traveling wave.
The technical key is to minimize support loss and improve the drive efficiency of the ultrasonic motor.
(実施例)
第1図(A)は本発明による実施例である超音波モータ
ーの分解斜視図であり、第1図(B)は前記超音波モー
ターのAA矢視断面図である。(Embodiment) FIG. 1(A) is an exploded perspective view of an ultrasonic motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1(B) is a sectional view taken along the line AA of the ultrasonic motor.
第1図(A)、 (B)において、円環状の弾性体1
には円環状の圧電体2が一体的に接着されていて、不図
示の駆動制御回路より圧電体2に所定周波数の交流電圧
が印加され、圧電体2が励振される。圧電体2の励振に
より弾性体1の駆動面1aには、所定の波数(本実施例
においては9波)の進行波が発生する。この弾性体1と
圧電体2とを合わせてステーターが構成される。In FIGS. 1(A) and (B), an annular elastic body 1
An annular piezoelectric body 2 is integrally bonded to the piezoelectric body 2, and an AC voltage of a predetermined frequency is applied to the piezoelectric body 2 from a drive control circuit (not shown) to excite the piezoelectric body 2. Due to the excitation of the piezoelectric body 2, a traveling wave of a predetermined wave number (nine waves in this embodiment) is generated on the drive surface 1a of the elastic body 1. A stator is constructed by combining the elastic body 1 and the piezoelectric body 2.
ステーター用の支持部材5は、円環形状をしており、弾
性を存する9個(進行波の波数と同数)のL字型の支持
子5aを有する。第1図(B)に示す如くこの支持子5
aは、支持部材5の円周に等間隔で配置され、その先端
部5bは支持部材5の内周側に突出している。この9個
の支持子5aの先端部5bは、圧電体2の接着された弾
性体1の外周下方部ICに当接して嵌合し、更に支持子
5aの上類部5cは、弾性体1の外周部に設けられたフ
ランジ部1bに当接して係合している。このように、ス
テーターは、支持子5aの先端部5bにより弾性体1の
ラジアル方向に支持され、且つ支持子5aの上類部5C
によりスラスト方向に支持される。ステーターは、支持
子5aの先端部5bに接着、あるいは嵌め合いにより、
支持部材5に固定されている。尚、この弾性体lのフラ
ンジ部1bは、弾性体1と圧電体2とからなるステータ
ーの中立軸付近に設けられ、ステーターが振動した場合
に最も振動の少ない部分となっている。The stator support member 5 has an annular shape and has nine elastic L-shaped supports 5a (the same number as the wave number of the traveling wave). As shown in FIG. 1(B), this supporter 5
a are arranged at equal intervals around the circumference of the support member 5, and their tip portions 5b protrude toward the inner circumferential side of the support member 5. The tip portions 5b of the nine supports 5a are in contact with and fit into the outer circumferential lower part IC of the elastic body 1 to which the piezoelectric body 2 is adhered, and the upper portion 5c of the supports 5a is connected to the elastic body 1. It abuts and engages with the flange portion 1b provided on the outer peripheral portion of the flange portion 1b. In this way, the stator is supported in the radial direction of the elastic body 1 by the tip portion 5b of the supporter 5a, and is supported by the upper portion 5C of the supporter 5a.
is supported in the thrust direction. The stator is attached to the tip 5b of the supporter 5a by adhesion or fitting.
It is fixed to the support member 5. The flange portion 1b of the elastic body 1 is provided near the neutral axis of the stator made up of the elastic body 1 and the piezoelectric body 2, and is the part that vibrates least when the stator vibrates.
ローターは、ローター母材3とスライダー4とから構成
され、ステーターの弾性体lの駆動面laとローターの
スライダー4とが加圧接触してステーターにより駆動さ
れる。ローター用の支持部材6を介して、不図示の加圧
部材によりローターはステーク−に加圧接触される。こ
の時、ローターはステーターの励振を受けて強制振動を
起こし9波(ステーターの進行波の波数と同数)の進行
波が生じる為に、ローターもステーター同様の支持をす
ることが望ましい。The rotor is composed of a rotor base material 3 and a slider 4, and is driven by the stator by bringing the driving surface la of the elastic body 1 of the stator into pressure contact with the slider 4 of the rotor. The rotor is pressed into contact with the stake by a pressure member (not shown) via the support member 6 for the rotor. At this time, the rotor undergoes forced vibration under the excitation of the stator, producing nine traveling waves (same number as the number of traveling waves of the stator), so it is desirable that the rotor be supported in the same way as the stator.
そこで、ステーター用の支持部材5と同様に、ローター
用の支持部材6は、円環形状をしており、弾性を有する
9個(進行波の波数と同数)のL字型の支持子6aを存
する。第1図(B)に示す如くこの支持子6aは、支持
部材6の円周に等間隔で配置され、その先端部6bが支
持部材6の内周側に突出している。この9個の支持子6
aの先端部6bは、ローター母材3の外周上方部3Cに
当接して嵌合し、更に支持子6aの上類部6cは、弾性
体lの外周部に設けられたフランジ部3bに当接して係
合している。このように、ローターは、支持子6aの先
端部6bによりローター母材3のラジアル方向が支持さ
れ、且つ支持子6aの上類部6cによりスラスト方向に
支持される。ローターは、支持子6aの先端部6bに接
着、あるいは嵌め合いにより、支持部材6に固定されて
いる。Therefore, similar to the stator support member 5, the rotor support member 6 has an annular shape and has nine elastic L-shaped supports 6a (same number as the number of traveling waves). Exists. As shown in FIG. 1(B), the supports 6a are arranged at equal intervals around the circumference of the support member 6, and their tips 6b protrude toward the inner circumference of the support member 6. These nine supports 6
The tip portion 6b of the support member 6a contacts and fits into the upper outer circumferential portion 3C of the rotor base material 3, and the upper portion 6c of the supporter 6a abuts against the flange portion 3b provided on the outer circumferential portion of the elastic body l. are in contact and engaged. In this way, the rotor is supported in the radial direction of the rotor base material 3 by the tip end 6b of the supporter 6a, and in the thrust direction by the upper part 6c of the supporter 6a. The rotor is fixed to the support member 6 by adhesion or fitting to the tip 6b of the support element 6a.
尚、このローター母材3のフランジ部3bは、ローター
母材3とスライダー4とからなるローターの中立軸付近
に設けられ、ローターが振動した場合に最も振動の少な
い部分となっている。The flange portion 3b of the rotor base material 3 is provided near the neutral axis of the rotor consisting of the rotor base material 3 and the slider 4, and is the part that vibrates least when the rotor vibrates.
第2図は、第1図のステーターを圧電体2側から見た場
合の圧電体面であり、圧電体2は第2図の実線で示され
るように2a、2b、2C,2dの4部分に電極が分割
されている。そして、圧電体2は、更に弾性体1との接
着面側では実線と点線とで示されるように18部分に電
極が分割されており、図のように2b、2dの裏面側の
部分ではプラス・マイナス交互の方向に分極されている
。Figure 2 shows the piezoelectric body surface when the stator in Figure 1 is viewed from the piezoelectric body 2 side, and the piezoelectric body 2 is divided into four parts 2a, 2b, 2C, and 2d as shown by solid lines in Figure 2. The electrode is split. The piezoelectric body 2 is further divided into 18 electrodes as shown by solid lines and dotted lines on the adhesive side with the elastic body 1, and as shown in the figure, the electrodes are divided into 18 parts on the back side of 2b and 2d. - Polarized in alternate negative directions.
これにより、不図示の駆動制御回路により交流電圧が印
加されると、弾性体lには所定の9波の進行波が発生す
る。As a result, when an AC voltage is applied by a drive control circuit (not shown), nine predetermined traveling waves are generated in the elastic body l.
そこで、9波の進行波を発生するステーターを支持し、
常時、各波間に不均衡を生じさせない為には9個もしく
はその整数倍数の支持子で支持し、なおかつその支持子
が等間隔で配置されている(第2図中に矢印で表示)こ
とが必要となる。またこれはローターに関しても同様で
ある。例えば、支持子が不等間隔で配置されたり、また
単に等間隔で配置されていたりすると、支持子が進行波
(実施例では9波)の各波に対して影響する場所が各波
でそれぞれ異なってくるので、進行波の形状が不均一に
大きく崩れ、駆動に際して悪影響を及ぼす。Therefore, we support a stator that generates nine traveling waves,
In order to prevent imbalance between each wave at all times, it is necessary to support it with nine supports or an integral multiple thereof, and to arrange the supports at equal intervals (indicated by arrows in Figure 2). It becomes necessary. This also applies to the rotor. For example, if the supports are arranged at unequal intervals or simply at equal intervals, the places where the supports influence each wave of the traveling wave (nine waves in the example) will be different for each wave. As a result, the shape of the traveling wave becomes non-uniform and greatly distorted, which has an adverse effect on driving.
尚、本発明は上述した実施例に限られることはなく適宜
、変更可能であり、実施例ではステーター及びロークー
を支持子5a、6aを有する支持部材5.6により支持
固定するように構成されていたが、例えば実施例のよう
にステーター及びロークーの支持をそれとは別個の支持
部材で行うのではなく、ステーターもしくはローターの
中立軸近傍に進行波の波数の整数倍の数の支持子を等間
隔で配置して、ステーターもしくはローターに一体的に
支持子(実施例とほぼ同形状)を形成したものでも良い
、このように、ステーターもしくはローターは、ステー
ターもしくはローターの中立軸近傍に一体形成された支
持子を介して基体に支持固定されるので実施例と同様な
効果が得られる。従って、実施例の如く支持子を有する
支持部材がステーター及びローターと別個に設けられた
構成や、支持子がステーク−もしくはロークーに一体形
成された構成が取れるので、適宜、超音波モーターの使
用用途によりその支持の構成を選択することもできる。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above and can be modified as appropriate. In the embodiments, the stator and the rotor are supported and fixed by a support member 5.6 having supports 5a and 6a. However, for example, instead of supporting the stator and rotor with separate support members as in the embodiment, supports in number equal to an integral multiple of the wave number of the traveling wave are arranged at equal intervals near the neutral axis of the stator or rotor. In this way, the stator or rotor may be integrally formed near the neutral axis of the stator or rotor. Since it is supported and fixed to the base via the support, the same effects as in the embodiment can be obtained. Therefore, it is possible to adopt a configuration in which a support member having a support element is provided separately from the stator and rotor as in the embodiment, or a configuration in which the support element is integrally formed with a stake or a rotor, so that the use of the ultrasonic motor can be determined as appropriate. The structure of the support can also be selected by
また、本実施例においては、ローターを円環形状の移動
体として説明したが、本発明におけるローターとはステ
ーターによって駆動される移動体を総称して呼ぶもので
あって、円環形状に限るものではなく、例えば、リニヤ
型の超音波モーターにおいては、並進運動に適した形状
となる。Furthermore, in this embodiment, the rotor has been described as an annular moving body, but the rotor in the present invention is a general term for a moving body driven by a stator, and is limited to an annular shape. Rather, for example, in a linear type ultrasonic motor, the shape is suitable for translational movement.
また、本実施例においては、ステーター及びローターの
支持部材は、ステーター及びローターの外周面を支持す
るように構成されているが、これに限定されることはな
く、例えば円環状のステーター及びローターであればそ
れらの内周面側を実施例と同様に支持するように構成し
てもよい。Furthermore, in this embodiment, the supporting members for the stator and rotor are configured to support the outer circumferential surfaces of the stator and rotor, but are not limited to this. For example, the supporting member for the stator and rotor is annular. If so, the inner circumferential surface side thereof may be supported in the same manner as in the embodiment.
(発明の効果)
以上のように本発明によれば、ステーターもしくはロー
ターの支持を進行波の波数の整数倍数の支持子で行うよ
うにしたことにより、支持による損失を最小限度に抑え
ることができ、駆動効率の高い超音波モーターを得るこ
とができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the stator or rotor is supported by supports whose number is an integral multiple of the wave number of the traveling wave, thereby making it possible to minimize the loss due to the support. , it is possible to obtain an ultrasonic motor with high drive efficiency.
更に、支持部材をフェルト等から本実施例のように変え
ることにより、ステーターやローターの位置的支持精度
を高めることができるという副次的な効果も期待出来る
。Furthermore, by changing the supporting member from felt or the like as in this embodiment, a secondary effect can be expected that the positional support precision of the stator and rotor can be improved.
第1図(A)は、本発明による超音波モーターの実施例
の分解斜視図であり、第1図(B)は前記超音波モータ
ーのAA矢視断面図であり、第2図は、第4図(A)の
ステーク−を下方から見た場合の圧電体の平面図である
。
(主要部分の符号の説明)
1・・・弾性体、2・・・圧電体、FIG. 1(A) is an exploded perspective view of an embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention, FIG. 1(B) is a sectional view of the ultrasonic motor taken along arrow AA, and FIG. FIG. 4 is a plan view of the piezoelectric body when the stake of FIG. 4(A) is viewed from below. (Explanation of symbols of main parts) 1... Elastic body, 2... Piezoelectric body,
Claims (5)
行波を発生するステーターと、前記進行波によって駆動
されるローターとを有し、前記ステーターもしくは前記
ローターを前記進行波の波数の整数倍数の支持子により
支持すると共に、前記支持子は等間隔に配置されている
ことを特徴とする超音波モーター。(1) It has a stator that generates a traveling wave of a predetermined wave number on the surface of an elastic body by excitation of a piezoelectric body, and a rotor that is driven by the traveling wave, and the stator or the rotor is driven by an integer of the wave number of the traveling wave. An ultrasonic motor characterized in that it is supported by multiple supports, and the supports are arranged at equal intervals.
ーとは別個に設けられた支持部材に形成されたことを特
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の超音波モータ
ー。(2) The ultrasonic motor according to claim (1), wherein the support member is formed on a support member provided separately from the stator or the rotor.
ーと一体的に設けられたことを特徴とする特許請求の範
囲第(1)項記載の超音波モーター。(3) The ultrasonic motor according to claim (1), wherein the supporter is provided integrally with the stator or the rotor.
請求の範囲第(1)項記載の超音波モーター。(4) The ultrasonic motor according to claim (1), wherein the supporter has elasticity.
り、前記ステーター及び前記ローターの円周上に前記支
持子が等間隔で配置されていることを特徴とする特許請
求の範囲第(1)項記載の超音波モーター。(5) Claim (1) characterized in that the stator and the rotor have an annular shape, and the supports are arranged at equal intervals on the circumference of the stator and the rotor. Ultrasonic motor as described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60287172A JPH0822147B2 (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60287172A JPH0822147B2 (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Ultrasonic motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62147974A true JPS62147974A (en) | 1987-07-01 |
JPH0822147B2 JPH0822147B2 (en) | 1996-03-04 |
Family
ID=17714009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60287172A Expired - Lifetime JPH0822147B2 (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0822147B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62196089A (en) * | 1986-02-24 | 1987-08-29 | Canon Inc | Oscillatory wave motor |
JPH01154295U (en) * | 1988-04-19 | 1989-10-24 | ||
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-
1985
- 1985-12-20 JP JP60287172A patent/JPH0822147B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0822147B2 (en) | 1996-03-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |