JPH0534908B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0534908B2 JPH0534908B2 JP59013600A JP1360084A JPH0534908B2 JP H0534908 B2 JPH0534908 B2 JP H0534908B2 JP 59013600 A JP59013600 A JP 59013600A JP 1360084 A JP1360084 A JP 1360084A JP H0534908 B2 JPH0534908 B2 JP H0534908B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- rotating shaft
- piezoelectric
- spacer
- circular hole
- 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
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Classifications
-
- 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
- H02N2/105—Cycloid or wobble motors; Harmonic traction motors
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は電歪素子の変形を回転軸の回転運動に
変換する圧電モータに関する。
変換する圧電モータに関する。
（従来技術）
従来、この種の圧電モータとしては、具体的に
は図示しないが、電歪素子とロータに摩擦を持た
せて、このロータの回転と電歪素子の直線往復運
動を合成して得られる楕円状の運動の繰り返しに
より上記ロータの回転を維持するようにしたもの
が一般に提案されている。
は図示しないが、電歪素子とロータに摩擦を持た
せて、このロータの回転と電歪素子の直線往復運
動を合成して得られる楕円状の運動の繰り返しに
より上記ロータの回転を維持するようにしたもの
が一般に提案されている。
ところで、上記圧電モータでは、電歪素子のロ
ータへの接触圧の変化やこれら電歪素子およびロ
ータの摩耗により、トルク変動や回転数の再現性
が劣化し、信頼性が低いという問題があつた。
ータへの接触圧の変化やこれら電歪素子およびロ
ータの摩耗により、トルク変動や回転数の再現性
が劣化し、信頼性が低いという問題があつた。
（発明の目的）
本発明は上記問題を解消すべくなされたもので
あつて、その目的は、圧電モータにおいて、電歪
素子を周囲に配置したロータを少なくとも２つの
方向に往復動させてロータ中心の円孔の内周面を
この円孔に遊嵌する回転軸に接触させて回転軸を
回転駆動することにより、電歪素子の変形をいつ
たん変換の容易なロータの往復動に変換した後に
回転軸の回転運動に変換し、圧電モータのトルク
変動を無くすとともに、回転数の再現性を向上さ
せ、信頼性の向上を図ることである。
あつて、その目的は、圧電モータにおいて、電歪
素子を周囲に配置したロータを少なくとも２つの
方向に往復動させてロータ中心の円孔の内周面を
この円孔に遊嵌する回転軸に接触させて回転軸を
回転駆動することにより、電歪素子の変形をいつ
たん変換の容易なロータの往復動に変換した後に
回転軸の回転運動に変換し、圧電モータのトルク
変動を無くすとともに、回転数の再現性を向上さ
せ、信頼性の向上を図ることである。
（発明の構成）
上記目的を達成するため、本発明は、ロータの
周囲に配置された複数の電歪素子の変形で上記ロ
ータが少なくとも２つの方向に往復駆動され、こ
のロータの中心部を貫通する円孔に遊嵌する回転
軸が上記ロータの往復動でその円孔の内周面に接
触して上記回転軸が回転駆動される圧電モータで
あつて、上記各電歪素子は、その一端がモータケ
ースの内壁面に固定される一方、その他端が上記
ロータの外周面とスペーサを間にして対向してお
り、このスペーサが上記ロータと滑り自在に当接
するとともに、上記各電歪素子の変形によりスペ
ーサが上記回転軸の径方向に変位するようにした
ものである。
周囲に配置された複数の電歪素子の変形で上記ロ
ータが少なくとも２つの方向に往復駆動され、こ
のロータの中心部を貫通する円孔に遊嵌する回転
軸が上記ロータの往復動でその円孔の内周面に接
触して上記回転軸が回転駆動される圧電モータで
あつて、上記各電歪素子は、その一端がモータケ
ースの内壁面に固定される一方、その他端が上記
ロータの外周面とスペーサを間にして対向してお
り、このスペーサが上記ロータと滑り自在に当接
するとともに、上記各電歪素子の変形によりスペ
ーサが上記回転軸の径方向に変位するようにした
ものである。
（実施例）
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
明する。
第１図および第２図において、１はロータ、２
ａ，２ｃ，２ｃ，２ｄは電歪素子としての圧電セ
ラミツク、３は回転軸、４はモータケースであ
る。
ａ，２ｃ，２ｃ，２ｄは電歪素子としての圧電セ
ラミツク、３は回転軸、４はモータケースであ
る。
四角形状を有する上記ロータ１は、たとえばセ
ラミツクのように、電気絶縁性および剛性を有す
る材料からなるものである。上記ロータ１は、そ
の中心部に回転軸３の直径よりも充分大きな内径
の円孔５を有する一方、この円孔５を取り囲む四
側面には上記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃお
よび２ｄの先端部が嵌入する溝６ａ，６ｂ，６ｃ
および６ｄが形成されている。
ラミツクのように、電気絶縁性および剛性を有す
る材料からなるものである。上記ロータ１は、そ
の中心部に回転軸３の直径よりも充分大きな内径
の円孔５を有する一方、この円孔５を取り囲む四
側面には上記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃお
よび２ｄの先端部が嵌入する溝６ａ，６ｂ，６ｃ
および６ｄが形成されている。
上記ロータ１の外周部には相互に90度の角度間
隔をおいて円柱状の圧電セラミツク２ａ，２ｂ，
２ｃおよび２ｄが配置されている。これら圧電セ
ラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄはいずれも
先端部および後端部に夫々電極（図示せず。）を
有しており、これら電極間に印加される電圧に
ほゞ比例してその軸方向に伸縮する。
隔をおいて円柱状の圧電セラミツク２ａ，２ｂ，
２ｃおよび２ｄが配置されている。これら圧電セ
ラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄはいずれも
先端部および後端部に夫々電極（図示せず。）を
有しており、これら電極間に印加される電圧に
ほゞ比例してその軸方向に伸縮する。
上記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２
ｄはその各後端部が横断面形状が円形のモータケ
ース４の内壁面に90度の角度間隔をおいて設けら
れた固定台座７ａ，７ｂ，７ｃおよび７ｄに夫々
固定され、その各先端部はロータ１の各溝６ａ，
６ｂ，６ｃおよび６ｄに夫々垂直に嵌入してい
る。上記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび
２ｄはその上記各先端部とロータ１の各溝６ａ，
６ｂ，６ｃおよび６ｄの底面との間にはスペーサ
８ａ，８ｂ，８ｃおよび８ｄが介装されている。
ｄはその各後端部が横断面形状が円形のモータケ
ース４の内壁面に90度の角度間隔をおいて設けら
れた固定台座７ａ，７ｂ，７ｃおよび７ｄに夫々
固定され、その各先端部はロータ１の各溝６ａ，
６ｂ，６ｃおよび６ｄに夫々垂直に嵌入してい
る。上記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび
２ｄはその上記各先端部とロータ１の各溝６ａ，
６ｂ，６ｃおよび６ｄの底面との間にはスペーサ
８ａ，８ｂ，８ｃおよび８ｄが介装されている。
上記ロータ１の円孔５には、モータケース４の
軸受部４ａおよび４ｂに回転自在に取着された回
転軸３が遊嵌している。この回転軸３は、上記圧
電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄの各先
端部と各後端部との間の電極（図示せず。）に電
圧が印加されておらず、上記圧電セラミツク２
ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄに伸縮がないときに
は、上記回転軸３の軸心がロータ１の円孔５の中
心に一致している。
軸受部４ａおよび４ｂに回転自在に取着された回
転軸３が遊嵌している。この回転軸３は、上記圧
電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄの各先
端部と各後端部との間の電極（図示せず。）に電
圧が印加されておらず、上記圧電セラミツク２
ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄに伸縮がないときに
は、上記回転軸３の軸心がロータ１の円孔５の中
心に一致している。
なお、上記ロータ１の円孔５の内周面とこの内
周面に対向する回転軸３の周面は摩擦係数の大き
な材料でライニングするかギヤーを切つておくこ
とが好ましい。
周面に対向する回転軸３の周面は摩擦係数の大き
な材料でライニングするかギヤーを切つておくこ
とが好ましい。
上記のような構成を有する圧電モータにおい
て、圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄ
の上記電極間には、第３図に示すような電圧Ea
＝Asinωt、Eb＝Acosωt、Ec＝Asin（ωt＋π）お
よびEd＝Acos（ωt＋π）の電圧が夫々印加され
る。
て、圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄ
の上記電極間には、第３図に示すような電圧Ea
＝Asinωt、Eb＝Acosωt、Ec＝Asin（ωt＋π）お
よびEd＝Acos（ωt＋π）の電圧が夫々印加され
る。
圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄの
上記電極間に、このような電圧Ea，Eb，Ecおよ
びEdが印加されると、その大きさに比例して上
記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄは
伸縮し、ロータ１は、圧電セラミツク２ａ，２
ｂ，２ｃおよび２ｄの上記電極間にEa，Eb，Ec
およびEdが印加されていない第４図ａに示す状
態から、第３図の時刻t1，t2，t3およびt4におい
て夫々第４図ｂ、第４図ｃ、第４図ｄおよび第４
図ｅに示すように変位し、この変位によつてロー
タ１の円孔５の内周面が回転軸３の周面に絶えず
接触し、その間の摩擦もしくはギヤーの噛合によ
り、上記回転軸３が回転する。
上記電極間に、このような電圧Ea，Eb，Ecおよ
びEdが印加されると、その大きさに比例して上
記圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄは
伸縮し、ロータ１は、圧電セラミツク２ａ，２
ｂ，２ｃおよび２ｄの上記電極間にEa，Eb，Ec
およびEdが印加されていない第４図ａに示す状
態から、第３図の時刻t1，t2，t3およびt4におい
て夫々第４図ｂ、第４図ｃ、第４図ｄおよび第４
図ｅに示すように変位し、この変位によつてロー
タ１の円孔５の内周面が回転軸３の周面に絶えず
接触し、その間の摩擦もしくはギヤーの噛合によ
り、上記回転軸３が回転する。
上記圧電モータでは、圧電セラミツク２ａ，２
ｂ，２ｃおよび２ｄの伸縮が単純なるロータ１の
往復動に変換され、このロータの動きが回転軸３
の回転に変換されるため、圧電セラミツク２ａ，
２ｂ，２ｃおよび２ｄとロータ１との間の摩擦係
数の変化等によつてトルク変動が発生したり回転
数の再現性が低下するといつたこともなくすこと
ができる。
ｂ，２ｃおよび２ｄの伸縮が単純なるロータ１の
往復動に変換され、このロータの動きが回転軸３
の回転に変換されるため、圧電セラミツク２ａ，
２ｂ，２ｃおよび２ｄとロータ１との間の摩擦係
数の変化等によつてトルク変動が発生したり回転
数の再現性が低下するといつたこともなくすこと
ができる。
上記実施例において、圧電セラミツク２ａ，２
ｂ，２ｃおよび２ｄのうち、たとえば第５図に示
すように、圧電セラミツク２ａおよび２ｄに夫々
対向する圧電セラミツク２ｂおよび２ｃとしてコ
イルバネ１１および１２を使用するようにしても
よい。このようにすれば、圧電モータは２相の電
圧EaとEdにより駆動することができる。
ｂ，２ｃおよび２ｄのうち、たとえば第５図に示
すように、圧電セラミツク２ａおよび２ｄに夫々
対向する圧電セラミツク２ｂおよび２ｃとしてコ
イルバネ１１および１２を使用するようにしても
よい。このようにすれば、圧電モータは２相の電
圧EaとEdにより駆動することができる。
また、圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび
２ｄの伸縮量が小さい場合は、第６図に示すよう
に、油圧シリンダ１３内に圧電セラミツク２ａ，
２ｂ，２ｃおよび２ｄを浸漬し、この油圧シリン
ダ１３の小径部１３ａに出没自在に取り付けたピ
ストン１４によつてロータ１を駆動することもで
きる。
２ｄの伸縮量が小さい場合は、第６図に示すよう
に、油圧シリンダ１３内に圧電セラミツク２ａ，
２ｂ，２ｃおよび２ｄを浸漬し、この油圧シリン
ダ１３の小径部１３ａに出没自在に取り付けたピ
ストン１４によつてロータ１を駆動することもで
きる。
次に、本発明のいま一つの実施例を第７図およ
び第８図に示す。
び第８図に示す。
第７図および第８図に示す圧電モータは、第１
図および第２図において説明した圧電モータにお
いて、圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２
ｄに代えて電圧を印加することによりベンデイン
グが発生する圧電バイモルフ１５ａ，１５ｂ，１
５ｃおよび１５ｄを電歪素子として使用したもの
で、重複を避けるために第１図および第２図に対
応する部分には同一の符号を付してその説明は省
略する。
図および第２図において説明した圧電モータにお
いて、圧電セラミツク２ａ，２ｂ，２ｃおよび２
ｄに代えて電圧を印加することによりベンデイン
グが発生する圧電バイモルフ１５ａ，１５ｂ，１
５ｃおよび１５ｄを電歪素子として使用したもの
で、重複を避けるために第１図および第２図に対
応する部分には同一の符号を付してその説明は省
略する。
上記圧電バイモルフ１５ａ，１５ｂ，１５ｃお
よび１５ｄはいずれもその後端部がモータケース
４に固定され、そのベンデイングによつて先端部
がロータ１を、第４図ａから第４図ｅを使用して
説明したのと全く同様に往復駆動し、回転軸３を
回転させることができる。
よび１５ｄはいずれもその後端部がモータケース
４に固定され、そのベンデイングによつて先端部
がロータ１を、第４図ａから第４図ｅを使用して
説明したのと全く同様に往復駆動し、回転軸３を
回転させることができる。
以上の実施例において、ロータ１を四角形から
６角形、８角形、……等の多角形として多相の電
圧で駆動することもできる。
６角形、８角形、……等の多角形として多相の電
圧で駆動することもできる。
（発明の効果）
以上、詳述したことからも明らかなように、本
発明は、一端をモータケースの内壁面に固定して
なる各電歪素子の他端のスペーサがロータに滑り
自在に当接し、各電歪素子の変形により、スペー
サを回転軸の径方向に変位させて、電歪素子の変
形を単純なロータの往復動に変換した後このロー
タの往復動を回転軸の回転運動に変換するように
したから、スペーサとロータとの滑りにより、回
転軸の回転や電歪素子とロータとの間の摩擦等に
殆ど影響されることはなく、トルク変動が少な
く、回転数の再現性の良好な信頼性の高い圧電モ
ータを得ることができる。
発明は、一端をモータケースの内壁面に固定して
なる各電歪素子の他端のスペーサがロータに滑り
自在に当接し、各電歪素子の変形により、スペー
サを回転軸の径方向に変位させて、電歪素子の変
形を単純なロータの往復動に変換した後このロー
タの往復動を回転軸の回転運動に変換するように
したから、スペーサとロータとの滑りにより、回
転軸の回転や電歪素子とロータとの間の摩擦等に
殆ど影響されることはなく、トルク変動が少な
く、回転数の再現性の良好な信頼性の高い圧電モ
ータを得ることができる。
第１図は本発明に係る圧電モータの一実施例の
縦断面図、第２図は第１図の−線方向断面
図、第３図は第１図の圧電モータの駆動電圧波形
図、第４図ａ、第４図ｂ、第４図ｃ、第４図ｄお
よび第４図ｅは夫々第１図の圧電モータの動作説
明図、第５図は第１図の圧電モータの変形例の説
明図、第６図は油圧を使用する実施例の油圧シリ
ンダ、ピストンおよび圧電セラミツク部分の説明
図、第７図は本発明に係るいま一つの実施例の縦
断面図、第８図は第７図の−線方向断面図で
ある。 １……ロータ、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……圧
電セラミツク、３……回転軸、４……モータケー
ス、５……円孔、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ……
溝、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ……スペーサ、１
１，１２……コイルバネ、１３……油圧シリン
ダ、１４……ピストン、１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄ……圧電バイモルフ。
縦断面図、第２図は第１図の−線方向断面
図、第３図は第１図の圧電モータの駆動電圧波形
図、第４図ａ、第４図ｂ、第４図ｃ、第４図ｄお
よび第４図ｅは夫々第１図の圧電モータの動作説
明図、第５図は第１図の圧電モータの変形例の説
明図、第６図は油圧を使用する実施例の油圧シリ
ンダ、ピストンおよび圧電セラミツク部分の説明
図、第７図は本発明に係るいま一つの実施例の縦
断面図、第８図は第７図の−線方向断面図で
ある。 １……ロータ、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……圧
電セラミツク、３……回転軸、４……モータケー
ス、５……円孔、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ……
溝、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ……スペーサ、１
１，１２……コイルバネ、１３……油圧シリン
ダ、１４……ピストン、１５ａ，１５ｂ，１５
ｃ，１５ｄ……圧電バイモルフ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ロータの周囲に配置された複数の電歪素子の
変形で上記ロータが少なくとも２つの方向に往復
駆動され、このロータの中心部を貫通する円孔に
遊嵌する回転軸が上記ロータの往復動でその円孔
の内周面に接触して上記回転軸が回転駆動される
圧電モータであつて、 上記各電歪素子は、その一端がモータケースの
内壁面に固定される一方、その他端が上記ロータ
の外周面とスペーサを間にして対向しており、こ
のスペーサが上記ロータと滑り自在に当接すると
ともに、上記各電歪素子の変形によりスペーサが
上記回転軸の径方向に変位することを特徴とする
圧電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013600A JPS60160384A (ja) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | 圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59013600A JPS60160384A (ja) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | 圧電モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160384A JPS60160384A (ja) | 1985-08-21 |
| JPH0534908B2 true JPH0534908B2 (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=11837701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59013600A Granted JPS60160384A (ja) | 1984-01-28 | 1984-01-28 | 圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160384A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH083787Y2 (ja) * | 1988-02-26 | 1996-01-31 | 株式会社島津製作所 | バタフライバルブ |
| US5079471A (en) * | 1990-06-04 | 1992-01-07 | Martin Marietta Corporation | High torque harmonic traction motor |
| DE102006027408A1 (de) | 2006-06-13 | 2007-12-20 | Siemens Ag | Festkörperaktor-Antriebsvorrichtungs-Steuereinrichtung, Verfahren zum Antreiben einer Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung bzw. Festkörperaktor-Antriebsvorrichtung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022477A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | Teijin Seiki Co Ltd | ステツプモ−タ |
-
1984
- 1984-01-28 JP JP59013600A patent/JPS60160384A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60160384A (ja) | 1985-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |