Contact us

別ウィンドウにて開きます 別ウィンドウにて開きます

超音波モータの動作原理

超音波モータは、人間の耳には聞こえない超音波(周波数20kHz以上)を使ってロータを移動させるモータです。通常のモータは永久磁石やコイルを用いてロータを回転させますが、超音波モータでは超音波の発生のために圧電素子を使用します。圧電素子は2つの端子に電位差を与えますと、電位の向きによって膨張、または収縮します。この膨張・収縮により超音波が発生します。

超音波モータはモータ自体の形に自由度があり、従来よりもはるかに薄いモータや、まっすぐなモータなどを作ることができます。最近の使用例では、一眼レフやミラーレス・カメラの交換レンズが挙げられます。焦点を合わせるため、レンズが回転しながら前後に動きますが、この、レンズの回転運動をさせるためにリング状の超音波モータが使われています。

超音波モータってどう動くのでしょうか?
真っ直ぐな超音波モータで説明します。

直線形の超音波モータがどのように動作するのかを説明します。
まず、細長い四角い棒の底面に、等間隔に圧電素子を貼り付けます。圧電素子を1個おきにそれぞれつなぎ、電極を付けます。この電極に+、および、-の電位を交互に与えます。すると、圧電素子が上下に震動し、その震動が細棒の上面にまで伝わります。圧電素子の大きさ、並べ方、与える電圧値、その電圧の周波数、細棒の材質や厚さなどを決めて、もっとも効率よく震動が伝わるようにします。

直線形の超音波モータの図

直線形の超音波モータ

細棒の上面には規則正しく並んだ突起を付けておきます。
圧電素子に電圧を加え、細棒の表面に正弦波を生成します。

超音波モータの動作原理の図1

 

超音波モータの動作原理

正弦波が右に進むにつれて、突起が次々に動いていきますが、その突起の頂点を追いかけると、反時計回りの楕円運動になっているのがわかります。
この細棒(ステータ)の上に細板(ロータ)を置くと、その板は波の進行方向と反対方向、つまり、右から左の方向に動きます。
これが超音波モータの動作原理の概要です。

動作原理はわかりましたか?
超音波の進む方向と逆の方向にロータが動くのがおもしろいですね。

次のページ「MCUによる制御」をご紹介します

ご検討の方に

To Top
·設計および使用に際しては、本製品に関する最新の情報および本製品が使用される機器の取扱説明書などをご確認の上、これに従ってください。