JPH048178A - 交差電極型電歪公転子およびモータ - Google Patents
交差電極型電歪公転子およびモータInfo
- Publication number
- JPH048178A JPH048178A JP2106506A JP10650690A JPH048178A JP H048178 A JPH048178 A JP H048178A JP 2106506 A JP2106506 A JP 2106506A JP 10650690 A JP10650690 A JP 10650690A JP H048178 A JPH048178 A JP H048178A
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- Japan
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- electrodes
- gates
- rotor
- turned
- period
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- Pending
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- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は超音波モータに係わり、さらに詳しくは超音波
モータに用いる超音波共振子として交差電極型と呼ぶ新
規構造の電歪公転子を提案し、さらにこれをステータと
した超音波モータに関する。
モータに用いる超音波共振子として交差電極型と呼ぶ新
規構造の電歪公転子を提案し、さらにこれをステータと
した超音波モータに関する。
［従来の技術］
不発明者か提案してきた従来の電歪公転子は例えは超音
波回転振動子（特許６２−１１３７３）では非対称励振
を行うための電極数したがって配線数か多く複雑であっ
た。この点は例えば四極回転型振動子（特許６２−１１
３７５）では素子を直径で二等分した一ツの領域か厚さ
に沿って互いに逆極性に分極され、表面の正および負領
域にはそれぞれ二等分された電極か計四枚施され、裏面
のほぼ全面には共通電極か施されているため、四分割と
比べてリード線の本数か少なくなり、接続方法か簡単に
なるように改善されたか、二つの領域が厚さに沿って互
いに逆極性に分極されたことによる歪みが発生し、素子
の回転特性のばらつきか顕著になった。
波回転振動子（特許６２−１１３７３）では非対称励振
を行うための電極数したがって配線数か多く複雑であっ
た。この点は例えば四極回転型振動子（特許６２−１１
３７５）では素子を直径で二等分した一ツの領域か厚さ
に沿って互いに逆極性に分極され、表面の正および負領
域にはそれぞれ二等分された電極か計四枚施され、裏面
のほぼ全面には共通電極か施されているため、四分割と
比べてリード線の本数か少なくなり、接続方法か簡単に
なるように改善されたか、二つの領域が厚さに沿って互
いに逆極性に分極されたことによる歪みが発生し、素子
の回転特性のばらつきか顕著になった。
さらに複数枚重ねる方法が簡単、例えば外側が接地面と
なるよう二枚−組として重ね合わすことかできるように
なった。しかしその結果、倍電圧駆動方式が適用できな
くなった。
なるよう二枚−組として重ね合わすことかできるように
なった。しかしその結果、倍電圧駆動方式が適用できな
くなった。
［発明か解決しようとする問題点］
この発明は、上記従来製品が持っていた１、素子の回転
特注のばらつきが顕著、２１倍電圧駆駆動式か適用でき
ないという２つの欠点を解決し、以って生産歩留りに優
れた使いやすい素子を提供することを目的とする。
特注のばらつきが顕著、２１倍電圧駆駆動式か適用でき
ないという２つの欠点を解決し、以って生産歩留りに優
れた使いやすい素子を提供することを目的とする。
口問題点を解決するための手段ｊ
解決手段を具体的に述へる前に、問題を解決するための
基本的な考え方について説明する。まず問題点１．の素
子の回転特注のばらつきが顕著になる原因は、素子を直
径で二等分した二つの領域か厚さに沿って互いに逆極性
に分極されたことによる歪みが発生し、これか素子の回
転特注のばらつきを顕著にしているものと考えられる。
基本的な考え方について説明する。まず問題点１．の素
子の回転特注のばらつきが顕著になる原因は、素子を直
径で二等分した二つの領域か厚さに沿って互いに逆極性
に分極されたことによる歪みが発生し、これか素子の回
転特注のばらつきを顕著にしているものと考えられる。
したがって逆極性になる分割分極の替わりに、通常の圧
電素子同様の−様な分極処理を行えば良い。
電素子同様の−様な分極処理を行えば良い。
問題点２．の倍電圧駆動方式か適用できない理田は共通
電極方式にあるのでこれを止めれば良い。
電極方式にあるのでこれを止めれば良い。
上記二つの基本的な考え方に基づいて、以下に問題点を
解決する手段を述べる。本発明が適用される交差電極型
電歪公転子には円板、円環、円筒あるいはディスク、リ
ング、ドーナツ、シリンダパイプなどの形状があるが、
説明を容易にするためディスクまたはドーナツ型につい
て述べる。
解決する手段を述べる。本発明が適用される交差電極型
電歪公転子には円板、円環、円筒あるいはディスク、リ
ング、ドーナツ、シリンダパイプなどの形状があるが、
説明を容易にするためディスクまたはドーナツ型につい
て述べる。
［実施例］
第１図は本発明に係わる交差電極型電歪公転子およびモ
ータの実施例を示す図である。電歪公転子１はＰｂ（Ｚ
ｒ Ｔｌ）０３系圧電セラミツクからなり、外径４０ｍ
ｍ、内径１５１１１［＋１．厚さ２１１１１１１のディ
スクからなり、表面には２等分された半円状の電極膜２
．３．４゜及び５が施されている。第１図に示すように
表側電極膜２および３を絶縁する溝と、裏側電極膜４お
よび５を絶縁する溝とは直交配置されている。
ータの実施例を示す図である。電歪公転子１はＰｂ（Ｚ
ｒ Ｔｌ）０３系圧電セラミツクからなり、外径４０ｍ
ｍ、内径１５１１１［＋１．厚さ２１１１１１１のディ
スクからなり、表面には２等分された半円状の電極膜２
．３．４゜及び５が施されている。第１図に示すように
表側電極膜２および３を絶縁する溝と、裏側電極膜４お
よび５を絶縁する溝とは直交配置されている。
電極がこのように直交配置されている電歪公転子を交差
電極型電歪公転子と呼ぶ。
電極型電歪公転子と呼ぶ。
第２図は第１図に示した２等分割された電極を有する本
発明に係わる交差電極型電歪公転子の２個づつの電極の
それぞれにπ／２づつ位相の異なる回転電界を印加する
駆動方法の説明図である。
発明に係わる交差電極型電歪公転子の２個づつの電極の
それぞれにπ／２づつ位相の異なる回転電界を印加する
駆動方法の説明図である。
電極２及び３の電位を一定周期で交互に±Ｖに保ちなが
ら、電極４及び５の電位を電極２及び３の電位変化と同
一周期で、π／２づつ位相の異なる回転電界を印加する
。
ら、電極４及び５の電位を電極２及び３の電位変化と同
一周期で、π／２づつ位相の異なる回転電界を印加する
。
第３図はπ／２づつ位相の異なる回転電界を印加する倍
電圧駆動回路の一実施例を示す説明図である。交差電極
型電歪公転子１の電極２．３．４及び５には２個づつの
Ｃゲート１１．１２；１３．１４；１５．１６；１７゜
１８が並列接続されている。これら４組の並列ゲートは
それぞれ電池１９に対して直列接続されている。
電圧駆動回路の一実施例を示す説明図である。交差電極
型電歪公転子１の電極２．３．４及び５には２個づつの
Ｃゲート１１．１２；１３．１４；１５．１６；１７゜
１８が並列接続されている。これら４組の並列ゲートは
それぞれ電池１９に対して直列接続されている。
ゲートのスイッチ動作は１１．１４ ； １２．１３
、１５．１８ 、１６゜１７の４組がそれぞれ同時にオ
ン、オフする。ゲト１１．１４がオンと同時に１２．１
３がオフになり、この時既にオンであったゲー） １５
．１８とオフであったゲート１７１ｇは１７４周期後そ
れぞれオフ、オンにスイッチし、さらに１７４周期経過
するとゲート１１゜１４と１２．１３とが同時にオフと
オンになり、さらに１、／４周期経過するとゲート１５
．１８と１７．１８はそれぞれオン、オフにスイッチし
、そして１周期めにゲート１１．１４と１２．１３とが
同時にオンとオフになり、以後周期的にスイッチ動作を
繰り返す。
、１５．１８ 、１６゜１７の４組がそれぞれ同時にオ
ン、オフする。ゲト１１．１４がオンと同時に１２．１
３がオフになり、この時既にオンであったゲー） １５
．１８とオフであったゲート１７１ｇは１７４周期後そ
れぞれオフ、オンにスイッチし、さらに１７４周期経過
するとゲート１１゜１４と１２．１３とが同時にオフと
オンになり、さらに１、／４周期経過するとゲート１５
．１８と１７．１８はそれぞれオン、オフにスイッチし
、そして１周期めにゲート１１．１４と１２．１３とが
同時にオンとオフになり、以後周期的にスイッチ動作を
繰り返す。
互いに直交している表電極２，３と裏電極４，５とで４
分割された部分の電圧の変化を第４図に示す。
分割された部分の電圧の変化を第４図に示す。
（ａ）は第１４半期、（ｂ）は第２４半期、（Ｃ）は第
３４半期、（ｄ）は第４４半期であり、各４分割部分の
電圧は一周期で−回りする回転電場である。
３４半期、（ｄ）は第４４半期であり、各４分割部分の
電圧は一周期で−回りする回転電場である。
これらの電圧変化を生じさせている４電極の電位のうち
、電極２の電位変化を（ｅ）の２１で、電極４の電位変
化を２２で示した。このように電歪公転子の４分割部分
のうち常に２つの部分だけが励振され、他の２つの部分
はＯ電圧の休止状態にあるため消費電力が半分であり、
正弦波の２相回転電場で励振したのと同じ電力消費とな
り、励振電流を１７２にすることができた。
、電極２の電位変化を（ｅ）の２１で、電極４の電位変
化を２２で示した。このように電歪公転子の４分割部分
のうち常に２つの部分だけが励振され、他の２つの部分
はＯ電圧の休止状態にあるため消費電力が半分であり、
正弦波の２相回転電場で励振したのと同じ電力消費とな
り、励振電流を１７２にすることができた。
上記の実施例ではディスク状あるいはドウナツツ状の交
差電極型電歪公転子について述べたが、シリンダ、パイ
プなどの形状の交差電極型電歪公転子についても同じで
あり、得られる効果もまったく同様なので説明は省略す
る。
差電極型電歪公転子について述べたが、シリンダ、パイ
プなどの形状の交差電極型電歪公転子についても同じで
あり、得られる効果もまったく同様なので説明は省略す
る。
［発明の効果］
以上説明したように本発明では、−様に対称分極された
圧電セラミックに交差電極配置を施した電歪公転子の構
成をとったから、モータの回転特性のばらつきが少なく
なり、しかも共通電極を不要としたので倍電圧駆動方式
が採用でき、電歪公転子の４分割部分のうち常に２つの
部分だけが励振され、他の２つの部分はＯ電圧の休止状
態にあるため消費電力が半分であり、正弦波の２相回転
電場で励振したのと同じ電力消費となり、高効率になる
など実用上の顕著な効果がある。
圧電セラミックに交差電極配置を施した電歪公転子の構
成をとったから、モータの回転特性のばらつきが少なく
なり、しかも共通電極を不要としたので倍電圧駆動方式
が採用でき、電歪公転子の４分割部分のうち常に２つの
部分だけが励振され、他の２つの部分はＯ電圧の休止状
態にあるため消費電力が半分であり、正弦波の２相回転
電場で励振したのと同じ電力消費となり、高効率になる
など実用上の顕著な効果がある。
第１図は本発明による交差電極型電歪公転子の一実施例
を示す構成図、第２図は本発明による交差電極型電歪公
転子の駆動方法の説明図、第３図は本発明による交差電
極型電歪公転子の駆動回路の一実施例を示す回路構成図
、第４図は２等分割された電極を有する本発明による交
差電極型電歪公転子の４分割部分に印加される電圧配置
とその時間変化及びそれに伴う変形などの説明図である
。 １・・・・・・圧電セラミック、２．３．４．５・・・
・・・・・・電極１１、１２．１３．１４．１５．１６
．１７．１８・・・・・・・・・ゲート素子２１、２２
・・・励振電圧波形、１９・・・・−・・・・・・・・
−・・・・電池第１図
を示す構成図、第２図は本発明による交差電極型電歪公
転子の駆動方法の説明図、第３図は本発明による交差電
極型電歪公転子の駆動回路の一実施例を示す回路構成図
、第４図は２等分割された電極を有する本発明による交
差電極型電歪公転子の４分割部分に印加される電圧配置
とその時間変化及びそれに伴う変形などの説明図である
。 １・・・・・・圧電セラミック、２．３．４．５・・・
・・・・・・電極１１、１２．１３．１４．１５．１６
．１７．１８・・・・・・・・・ゲート素子２１、２２
・・・励振電圧波形、１９・・・・−・・・・・・・・
−・・・・電池第１図
Claims (1)
- （１）円板、円環、円筒状圧電素子の両主面のそれぞれ
に、ｎ等分割された同数個の電極を設け、表面電極の絶
縁溝と裏面電極絶縁溝とが互いに相手を二等分するよう
に交差配置し、ｎ等分割された同数個の電極のそれぞれ
にπ／ｎづつ位相の異なる回転電界を印加することを特
徴とする交差電極型電歪公転子およびモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106506A JPH048178A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 交差電極型電歪公転子およびモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106506A JPH048178A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 交差電極型電歪公転子およびモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048178A true JPH048178A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=14435315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106506A Pending JPH048178A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 交差電極型電歪公転子およびモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048178A (ja) |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2106506A patent/JPH048178A/ja active Pending
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