超音波モーターとは
超音波モータ（ultrasonic motor：USM）は、金属製弾性体（振動子、ステータ）で発生した振幅数μmの固有振動（共振）を、摩擦力によって移動子（ロータ、スライダ）の回転や、並進運動に変換するアクチュエータです。1980年に指田年生氏によって発明されました。弾性体の固有振動数（共振周波数）が、超音波領域（20kHz以上）であることから超音波モータと呼ばれています。
固有振動は、振動子内部に配置された圧電セラミックス（PZT）により発生させます。
メリット
一般の電磁モータと比較した場合の超音波モータの特長は、以下のようになります。
- 低速・高トルク特性を有するため、減速機構が不要
- 減速ギアが不要なため、静粛性に優れる
- 非通電時に保持トルクを有する
- 磁気の影響を受けず、電磁波を発生しない
- 小型・軽量
欠点
一方、欠点は以下です。
- 磨耗が大きいため、耐久性に劣る
- 高速運転が困難
- 高周波電源および複雑な駆動回路が必要
超音波モータは、以上に挙げた①～⑤の利点を活かし、一眼レフカメラのオートフォーカスや走査形電子顕微鏡、半導体製造装置、マイクロマシン製造装置などの精密位置決め機構に利用されています。
また、低速高トルク特性や非通電時のトルク保持特性を活かしてロールスクリーン・カーテンの昇降、ヘッドレストの位置決めにも使用されます。
さらに、磁力の影響を受けないモータという特徴を活かして、磁気を用いた医療診断機器であるMRIの本体や周辺機器等にも用いられています。
参考文献