JPH0785667B2 - 電動機 - Google Patents
電動機Info
- Publication number
- JPH0785667B2 JPH0785667B2 JP62206912A JP20691287A JPH0785667B2 JP H0785667 B2 JPH0785667 B2 JP H0785667B2 JP 62206912 A JP62206912 A JP 62206912A JP 20691287 A JP20691287 A JP 20691287A JP H0785667 B2 JPH0785667 B2 JP H0785667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- electric motor
- moving body
- piezoelectric
- rotary
- 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 - Fee Related
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小型にして軽量な電動機に関し、特に、超音
波技術及び超伝導技術を適用した電動機に関するもので
ある。
波技術及び超伝導技術を適用した電動機に関するもので
ある。
従来、小型にして軽量な電動機の一種として超音波モー
タと通称されるものが知られており、この超音波モータ
の代表的構成例としては、弾性体と圧電素子列とを２層
に接着して円環状又は直線状に形成して撓み振動を行わ
せる第１の要素と、回転子等の移動体として動作させる
板状の第２の要素と、前記複数の圧電素子に対して位相
の異なる複数の交流電圧を印加する第３の要素、及びこ
れらの各要素を支持する第４の要素から構成されるもの
がある。
タと通称されるものが知られており、この超音波モータ
の代表的構成例としては、弾性体と圧電素子列とを２層
に接着して円環状又は直線状に形成して撓み振動を行わ
せる第１の要素と、回転子等の移動体として動作させる
板状の第２の要素と、前記複数の圧電素子に対して位相
の異なる複数の交流電圧を印加する第３の要素、及びこ
れらの各要素を支持する第４の要素から構成されるもの
がある。
この超音波モータにおいては、第１の要素の圧電素子に
対して第３の要素より交流電圧を印加させることにより
第１の要素に撓み振動を発生させ、第１の要素と当該第
１の要素に接着させた第２の要素との間に生ずる摩擦力
により第２の要素を回転又は平行移動させることにより
電動機として動作させるものである。その具体例は、例
えば、日経マグロウヒル社発行の「日経エレクトロニク
ス（No.423,1987年６月15日号,PP.111〜117）」に発表
されている。
対して第３の要素より交流電圧を印加させることにより
第１の要素に撓み振動を発生させ、第１の要素と当該第
１の要素に接着させた第２の要素との間に生ずる摩擦力
により第２の要素を回転又は平行移動させることにより
電動機として動作させるものである。その具体例は、例
えば、日経マグロウヒル社発行の「日経エレクトロニク
ス（No.423,1987年６月15日号,PP.111〜117）」に発表
されている。
しかしながら、前記従来の超音波モータにおいては、第
１の要素の撓み振動部と第２の要素の移動体との間の摩
擦によって摩耗劣化するという問題があった。
１の要素の撓み振動部と第２の要素の移動体との間の摩
擦によって摩耗劣化するという問題があった。
本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。
ある。
本発明の目的は、第１の要素の撓み振動部と第２の要素
の移動体との間の摩擦をなくすることができる技術を提
供することにある。
の移動体との間の摩擦をなくすることができる技術を提
供することにある。
本発明の目的は、耐久性に優れた小型、軽量の電動機を
提供することにある。
提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
本願において開示される発明の電動機においては、超伝
導体と弾性体と圧電素子列とを３層に接着して円環状又
は直線状に形成した第１の要素と、超伝導体をループ状
に形成した第２の要素と、前記第１の要素における複数
の圧電素子に対して位相の異なる複数の交流電圧を印加
する第３の要素を備えたことを最も主要な特徴とするも
のである。
導体と弾性体と圧電素子列とを３層に接着して円環状又
は直線状に形成した第１の要素と、超伝導体をループ状
に形成した第２の要素と、前記第１の要素における複数
の圧電素子に対して位相の異なる複数の交流電圧を印加
する第３の要素を備えたことを最も主要な特徴とするも
のである。
前述の手段によれば、撓み振動を行わせる部分の表面に
超伝導体を接着するとともに、移動体として動作させる
ループ状の部分に超伝導体を設けることにより、前記移
動体に永久電流を流して磁界を発生させ、撓み振動を行
う部分の表面に接着した超伝導体の反磁性効果（マイス
ナー効果）による磁気斥力により、移動体と撓み振動を
する部分とを非接触状態とするとともに、前記反磁性効
果による磁気斥力により移動体を駆動することができる
（撓み振動を行う部分と移動体との摩擦力により移動体
駆動する前記従来技術とは移動体の駆動原理が根本的に
異なる）ので、前記従来技術のように摩擦力を利用する
方式とは異なり摩耗劣化が生じない。これにより、耐久
性に優れた小型、軽量の電動機を提供することができ
る。
超伝導体を接着するとともに、移動体として動作させる
ループ状の部分に超伝導体を設けることにより、前記移
動体に永久電流を流して磁界を発生させ、撓み振動を行
う部分の表面に接着した超伝導体の反磁性効果（マイス
ナー効果）による磁気斥力により、移動体と撓み振動を
する部分とを非接触状態とするとともに、前記反磁性効
果による磁気斥力により移動体を駆動することができる
（撓み振動を行う部分と移動体との摩擦力により移動体
駆動する前記従来技術とは移動体の駆動原理が根本的に
異なる）ので、前記従来技術のように摩擦力を利用する
方式とは異なり摩耗劣化が生じない。これにより、耐久
性に優れた小型、軽量の電動機を提供することができ
る。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。
る。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。
第１図は、本発明を回転形電動機に適用した一実施例の
概略構成を示す展開分解図、第２図は、第１図に示すII
−II切断線で切断した断面図、第３図は、第１図に示す
III−III切断線で切断した断面図である。
概略構成を示す展開分解図、第２図は、第１図に示すII
−II切断線で切断した断面図、第３図は、第１図に示す
III−III切断線で切断した断面図である。
本実施例の回転形電動機は、第１図に示すように、樹脂
等の磁界を通過させる物質からなる回転板1A中に超伝導
体11が波状の円環状に配設された回転移動体１と、前記
超伝導体11と対向して配設された超伝導体からなる突起
状部23を有する振動体２が備えられている。この振動体
２に２枚の圧電セラミック板3A,3Bがλ/4（λは振動の
波長）だけずらして重ね合わせられた圧電セラミック積
層体（以下、圧電素子列という）３が接着されている。
そして、圧電セラミック板3A、3Bのそれぞれの上にはそ
れぞれ電極3A1、3B1が設けられ、それぞれ位相が90度異
なる交流電圧を加える。圧電セラミック板3A,3Bは、支
持台４に設けられている支持部4Aで支持されている。
等の磁界を通過させる物質からなる回転板1A中に超伝導
体11が波状の円環状に配設された回転移動体１と、前記
超伝導体11と対向して配設された超伝導体からなる突起
状部23を有する振動体２が備えられている。この振動体
２に２枚の圧電セラミック板3A,3Bがλ/4（λは振動の
波長）だけずらして重ね合わせられた圧電セラミック積
層体（以下、圧電素子列という）３が接着されている。
そして、圧電セラミック板3A、3Bのそれぞれの上にはそ
れぞれ電極3A1、3B1が設けられ、それぞれ位相が90度異
なる交流電圧を加える。圧電セラミック板3A,3Bは、支
持台４に設けられている支持部4Aで支持されている。
前記回転移動体１は、第１図及び第２図に示すように、
樹脂等の磁界を通過させる物質からなる回転板1A中に超
伝導体を波状の円環状（ループ状）に形成された波状の
円環状超伝導体11が設けられている。その波状の円環状
超伝導体11の超伝導の性質を利用して永久電流が流され
るようになっている。この波状の円環状超伝導体11の波
の周期は、前記振動体２の基体部の下面に接着されてい
る圧電素子列３の配列周期とは互いに素の数となるよう
に構成されている。
樹脂等の磁界を通過させる物質からなる回転板1A中に超
伝導体を波状の円環状（ループ状）に形成された波状の
円環状超伝導体11が設けられている。その波状の円環状
超伝導体11の超伝導の性質を利用して永久電流が流され
るようになっている。この波状の円環状超伝導体11の波
の周期は、前記振動体２の基体部の下面に接着されてい
る圧電素子列３の配列周期とは互いに素の数となるよう
に構成されている。
前記振動体２は、第２図に示すように、上面側の超伝導
体21と弾性体22とを重ねた突起状部23を円環状に配列
し、弾性体22の基体部の下面に圧電素子列３が接着され
ている。超伝導体21は反磁性効果を有する超伝導物質か
らなり、弾性体22は例えばシリコンゴム等の弾性物質か
らなっている。また、前記振動体２の突起状部23の超伝
導体21は、第３図の振動体２の振幅特性曲線（Ｙは回転
移動体１の回転方向をＸとしたときの振動体２の半径方
向距離、Ｚは振動体２の振動方向、Ｐは振幅が最大とな
る点、Ｑは振幅が最小となる点である）に示す振幅が最
大となる点Ｐに設けられ、このＰ点で出力を取り出す。
また、支持台４の支持部4Aは、第３図の振幅特性曲線の
最小となる点で固定される。
体21と弾性体22とを重ねた突起状部23を円環状に配列
し、弾性体22の基体部の下面に圧電素子列３が接着され
ている。超伝導体21は反磁性効果を有する超伝導物質か
らなり、弾性体22は例えばシリコンゴム等の弾性物質か
らなっている。また、前記振動体２の突起状部23の超伝
導体21は、第３図の振動体２の振幅特性曲線（Ｙは回転
移動体１の回転方向をＸとしたときの振動体２の半径方
向距離、Ｚは振動体２の振動方向、Ｐは振幅が最大とな
る点、Ｑは振幅が最小となる点である）に示す振幅が最
大となる点Ｐに設けられ、このＰ点で出力を取り出す。
また、支持台４の支持部4Aは、第３図の振幅特性曲線の
最小となる点で固定される。
なお、前記圧電素子列３は、電圧を印加することにより
伸縮するいわゆる圧電効果を有する圧電物質の小片を、
同じ電圧を印加した時に伸縮する方向がそれぞれ逆向き
となるように、交互に円環状に配列したものにしてもよ
い。
伸縮するいわゆる圧電効果を有する圧電物質の小片を、
同じ電圧を印加した時に伸縮する方向がそれぞれ逆向き
となるように、交互に円環状に配列したものにしてもよ
い。
そして、前記超伝導体が液体ヘリウム，液体窒素，液体
水素等の極低温から常温までのいずれの環境下に配置さ
れるかは、その材料に応じて選択される。
水素等の極低温から常温までのいずれの環境下に配置さ
れるかは、その材料に応じて選択される。
次に、本実施例の回転形電動機の動作を簡単に説明す
る。
る。
前記第１図に示すような構造を有する要素の圧電素子列
に位相が90度異なる２相の交流電圧を印加すると、圧電
素子の伸縮により圧電素子列３と超伝導体21及び弾性体
22からなる突起状部23を有する振動体２は、撓み（たわ
み）振動を行い、かつこの振動は圧電素子列３に印加す
る電圧の極性に応じて進行方向が逆転する進行波を形成
する。一方、回転移動体１の波状の円環状超伝導体11は
永久電流により磁界を発生させており、この磁界との振
動体２上の突起状部23の超伝導体21の反磁性効果によ
り、回転移動体１上の波状の円環状超伝導体11と前記突
起状部23の超伝導体21との間に斥力が生じ無接触状態で
保持することが可能となる。また、前記突起状部23の超
伝導体21は撓み振動を行い、かつこの振動は進行波を形
成するため突起状部23の超伝導体21と回転移動体１の波
状の円環状超伝導体11との間に生じる斥力は、波状に形
成された円環状超伝導体11の波の周期と圧電素子列３の
配列周期が互いに素の数としているため、回転移動体１
の波状の円環状超伝導体11と突起状部23の超伝導体21と
の間に生じる斥力に不平衡状態が発生し、前記突起状部
23の超伝導体21が行う撓み振動の進行波とは逆方向に回
転移動体１が回転する。
に位相が90度異なる２相の交流電圧を印加すると、圧電
素子の伸縮により圧電素子列３と超伝導体21及び弾性体
22からなる突起状部23を有する振動体２は、撓み（たわ
み）振動を行い、かつこの振動は圧電素子列３に印加す
る電圧の極性に応じて進行方向が逆転する進行波を形成
する。一方、回転移動体１の波状の円環状超伝導体11は
永久電流により磁界を発生させており、この磁界との振
動体２上の突起状部23の超伝導体21の反磁性効果によ
り、回転移動体１上の波状の円環状超伝導体11と前記突
起状部23の超伝導体21との間に斥力が生じ無接触状態で
保持することが可能となる。また、前記突起状部23の超
伝導体21は撓み振動を行い、かつこの振動は進行波を形
成するため突起状部23の超伝導体21と回転移動体１の波
状の円環状超伝導体11との間に生じる斥力は、波状に形
成された円環状超伝導体11の波の周期と圧電素子列３の
配列周期が互いに素の数としているため、回転移動体１
の波状の円環状超伝導体11と突起状部23の超伝導体21と
の間に生じる斥力に不平衡状態が発生し、前記突起状部
23の超伝導体21が行う撓み振動の進行波とは逆方向に回
転移動体１が回転する。
前述の動作説明から明らかなように、振動体２と回転移
動体１とが無接触状態を保持する電動機が実現できる。
動体１とが無接触状態を保持する電動機が実現できる。
以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。
例えば、前記実施例では、本発明を回転形電動機に適用
した例で説明したが、本発明は、リニア形電動機にも適
用できる。
した例で説明したが、本発明は、リニア形電動機にも適
用できる。
以上、説明したように、本発明によれば、回転移動体部
分と撓み振動体部分とを無接触状態に保持し回転移動体
部分と撓み振動体部分との摩擦劣化の発生を無くし、耐
久性に優れた小型、軽量の電動機を実現できるという効
果がある。
分と撓み振動体部分とを無接触状態に保持し回転移動体
部分と撓み振動体部分との摩擦劣化の発生を無くし、耐
久性に優れた小型、軽量の電動機を実現できるという効
果がある。
第１図は、本発明を回転形電動機に適用した一実施例の
概略構成を示す展開分解図、第２図は、第１図に示すII
−II切断線で切断した断面図、 第３図は、第１図に示すIII−III切断線で切断した断面
図である。 図中、１……回転移動体、２……振動体、３……圧電素
子列、11……超伝導体からなる波状の円環状超伝導体、
21……超伝導体、22……弾性体、23……突起状部であ
る。
概略構成を示す展開分解図、第２図は、第１図に示すII
−II切断線で切断した断面図、 第３図は、第１図に示すIII−III切断線で切断した断面
図である。 図中、１……回転移動体、２……振動体、３……圧電素
子列、11……超伝導体からなる波状の円環状超伝導体、
21……超伝導体、22……弾性体、23……突起状部であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】超伝導体と弾性体と圧電素子列とを３層に
接着して円環状又は直線状に形成した第１の要素と、超
伝導体をループ状に形成した第２の要素と、前記第１の
要素における複数の圧電素子に対して位相の異なる複数
の交流電圧を印加する第３の要素を備えたことを特徴と
する電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206912A JPH0785667B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206912A JPH0785667B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450772A JPS6450772A (en) | 1989-02-27 |
| JPH0785667B2 true JPH0785667B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=16531137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62206912A Expired - Fee Related JPH0785667B2 (ja) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | 電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785667B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105429432B (zh) * | 2015-12-08 | 2017-10-13 | 新乡学院 | 一种超导迈斯纳效应过程做功连续输出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3493274A (en) | 1967-12-18 | 1970-02-03 | Little Inc A | Magnetic support systems |
-
1987
- 1987-08-20 JP JP62206912A patent/JPH0785667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3493274A (en) | 1967-12-18 | 1970-02-03 | Little Inc A | Magnetic support systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450772A (en) | 1989-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |