JPS61109476A - 片持梁型圧電モ−タ - Google Patents
片持梁型圧電モ−タInfo
- Publication number
- JPS61109476A JPS61109476A JP59228005A JP22800584A JPS61109476A JP S61109476 A JPS61109476 A JP S61109476A JP 59228005 A JP59228005 A JP 59228005A JP 22800584 A JP22800584 A JP 22800584A JP S61109476 A JPS61109476 A JP S61109476A
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- JP
- Japan
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- vibrator
- rotor
- cantilever
- free end
- torque
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- Granted
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-
- 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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0045—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear modes
-
- 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
- H02N2/103—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
Landscapes
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、圧電厚み振動子により励振されて自由端がね
じり楕円振動をする片持梁状振動子の自由端面に回転子
を圧着することにより発生する回転トルクを利用した圧
電モータ（本明細書では片持梁型圧電モータと呼ぶ）の
改良に関する。
じり楕円振動をする片持梁状振動子の自由端面に回転子
を圧着することにより発生する回転トルクを利用した圧
電モータ（本明細書では片持梁型圧電モータと呼ぶ）の
改良に関する。
片持梁型圧電モータは、本発明者らが特願昭５９−１７
２４２９号および数件の関連発明により提案し・できた
圧電モータであり、低速で大トルクを発生。
２４２９号および数件の関連発明により提案し・できた
圧電モータであり、低速で大トルクを発生。
する特長がある。
片持梁型圧電モータの回転トルク発生源である・片持梁
状ねじり楕円振動子の構成例を第４図に示・す。
状ねじり楕円振動子の構成例を第４図に示・す。
第４図中の片持梁状振動子１は断面が９字形の゛金属製
ブロックで、よこ棒は円板１ａの断面形状−を示し、た
て棒は円板１ａの中心を通る直径線に・沿って円板１ａ
に接続された矩形板１ｂであり、さ１．・らに両肩の出
張りは第４図（ａ）に点線で示したよう。
ブロックで、よこ棒は円板１ａの断面形状−を示し、た
て棒は円板１ａの中心を通る直径線に・沿って円板１ａ
に接続された矩形板１ｂであり、さ１．・らに両肩の出
張りは第４図（ａ）に点線で示したよう。
に円板１ａに矩形板１ｂの長さ方向に対して斜めに。
溝部１ｃを設けた結果生じた片持梁状振動子の励。
振支持部１ｄである。
ドーナツ状をした２枚の圧電厚み振動子２を座１゜金３
，４ではさみ、これらに通したボルト５を円 。
，４ではさみ、これらに通したボルト５を円 。
板１ａの中心部にあるねじ穴にねじ込み締め付け 。
て励振部を構成する。この状態で、端子板６，７に。
リード線８，９を通して高周波電圧を印加し、圧電。
厚み振動子２にたて振動を発生させると、そのだ、。
て振動を受けて円板１ａがｌ′ａで示すように屈曲度゛
形するとともに、矩形板１ｂは一端を円板１ａによ・る
固定端とし、他端を自由端として両端面間に ”１’ｂ
で示すようなシェア変形を発生し、ねじり振・動をする
結果、矩形板１ｂの自由端にはたてモード５とねじりモ
ードの重畳したねじり楕円振動が生じ。
形するとともに、矩形板１ｂは一端を円板１ａによ・る
固定端とし、他端を自由端として両端面間に ”１’ｂ
で示すようなシェア変形を発生し、ねじり振・動をする
結果、矩形板１ｂの自由端にはたてモード５とねじりモ
ードの重畳したねじり楕円振動が生じ。
る。
このねじり楕円振動をする矩形板１ｂの自由端面・に回
転子を圧着すると回転トルクを受けるので、・モータを
構成することができ、本発明者らはこの１゜構成による
圧電モータを提案してきた。その−例。
転子を圧着すると回転トルクを受けるので、・モータを
構成することができ、本発明者らはこの１゜構成による
圧電モータを提案してきた。その−例。
を従来例として第７図に示す。すなわち、第４図。
に示した片持梁状振動子１に回転子１０を圧着して。
回転トルクを発生するモータとして実用化するた。
め、片持梁状振動子１と励振部である圧電厚み振１゜動
子２および座金３，４をモータケース１１に固定し、回
転子】０の出力シャフト１２をベアリング１３を介し。
子２および座金３，４をモータケース１１に固定し、回
転子】０の出力シャフト１２をベアリング１３を介し。
てモータケースエ１に支持させた構成となっている。。
しかし、この従来例では回転子１０を片持梁状振。
動子１の自由端面に圧着する圧着力をモータケ−２゜ス
１１を支点として調圧ねじ１４により押圧されるコ。
１１を支点として調圧ねじ１４により押圧されるコ。
イルばね１５の力で発生させていたため、圧電モー。
りとしてケースに組み込んだ状態では、入力電圧。
を高くしないと十分大きな安定した回転トルクが。
得られない′という欠点があった。
その理由は多少複雑であり、これを理解するに。
は回転子の回転方向に関する知識が必要である。。
片持梁状振動子１の自由端に圧着された回転子・１０が
受ける最大トルクは、第５図に矢印２１で示し。
受ける最大トルクは、第５図に矢印２１で示し。
たように励振支持部１ｄ側から中心線１ｅの方向にＩｌ
ｌ見て回転子１０の円周に沿った右ねじり力である。。
ｌ見て回転子１０の円周に沿った右ねじり力である。。
圧着力が小さく、片持梁状振動子１が自由振動。
に近い状態にあるときの回転子１０の回転方向は左。
まわりであり、回転トルクも小さいが、圧着力を。
大きくすると、「モード縮退型圧電モータ」 （特１コ
願昭５９−１７２４３２号）として提案したように、回
。
願昭５９−１７２４３２号）として提案したように、回
。
転子１０は逆回転し、回転トルクも十分大となる。。
さて、このときの回転方向（右まわりモータで、 −
は第５図の矢印２１、左まわりモータでは第６図の。
は第５図の矢印２１、左まわりモータでは第６図の。
矢印２２で示す）は自由振動のときとは逆まわりで２゜
・ ３ ・ あり、回転子１０が回転トルクを受けるタイミング。
・ ３ ・ あり、回転子１０が回転トルクを受けるタイミング。
はたて振動が縮まるタイミング、すなわち厚み振、動子
２の縮み位相のときである。一方、回転子１０゜を片持
梁状振動子１の自由端面に圧着する圧着力。
２の縮み位相のときである。一方、回転子１０゜を片持
梁状振動子１の自由端面に圧着する圧着力。
をモータケース１１を支点とするコイルばね１５の力５
で発生させると、その圧着力は厚み振動子２が伸。
で発生させると、その圧着力は厚み振動子２が伸。
びたとき最大となり、縮んだとき最小となるので、。
前述の回転子１０が回転トルクを受けるタイミング。
とは逆位相になる。このため、十分な回転トルク。
が得られないのである。 １゜
〔発明の目的〕 本発明の目的は、低電圧の入力で大トルクを出力する高
効率の圧電モータを提供することにある。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、低電圧の入力で大トルクを出力する高
効率の圧電モータを提供することにある。
本発明は、圧電厚み振動子により励振されて自ｌ。
出端がねじり楕円振動をする片持梁状振動子の自由端面
に回転子を圧着することにより発生する回転トルクを利
用した圧電モータにおいて、上記回転子に圧着力を作用
させる圧着手段の支点を上記片持梁状振動子の自由端面
の中心部に置き、ケー・ ４ ・ スとは無関係にすることにより、上記目的を達成。
に回転子を圧着することにより発生する回転トルクを利
用した圧電モータにおいて、上記回転子に圧着力を作用
させる圧着手段の支点を上記片持梁状振動子の自由端面
の中心部に置き、ケー・ ４ ・ スとは無関係にすることにより、上記目的を達成。
したものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図によ。
り説明する。
第１図〜第３図において、回転トルク発生源で“ある片
持梁状振動子およびその励振部の構成は第゛４図に示し
たものと同様であり、第４図と対応ず・る部分には同一
符号を付して示す。
持梁状振動子およびその励振部の構成は第゛４図に示し
たものと同様であり、第４図と対応ず・る部分には同一
符号を付して示す。
本実施例は、回転子１０に圧着力を作用させる圧１０着
手段としてボルト１６とコイルばね１７を用い、コ。
手段としてボルト１６とコイルばね１７を用い、コ。
イルばね１７、カラー１８およびベアリング１９の内側
。
。
に通したボルト１６の先端部を片持梁状振動子１の。
自由端面の中心部に設けたねじ穴１ｆにねじ込み 。
固定し、ボルト１６の頭部とカラー１８のつば部との１
゜間で圧縮されたコイルはね１７の力によりねじり楕円
振動をする片持梁状振動子１の自由端面に回転。
゜間で圧縮されたコイルはね１７の力によりねじり楕円
振動をする片持梁状振動子１の自由端面に回転。
子１０を圧着したもので、ベアリング１９は内周側を、
ボルト１６に摺動可能なように遊嵌し、外周側を回。
ボルト１６に摺動可能なように遊嵌し、外周側を回。
転子１０に圧入してあり、このベアリング１９を介し、
。
。
て回転子１０をボルト１６上に支持するとともに、回。
転子１０にコイルばね１７の圧着力を作用させている。
゛回転子１０は、その外周付近に形成された環状端。
而］Ｏａでねじり楕円振動をする片持梁状振動子１ 。
の自由端面に圧着され、既述のように回転トルク５を発
生する。
生する。
ここで片持梁状振動子１の振動姿態を自由端面゛で見る
と、自由端面はポルト】６が固定されたねじ・穴部１ｆ
を中心として凸面になったり凹面になっ ・たりする変
形を伴う振動をしている。この間、自１０由端面が凸面
になるときはコイルはね１７が圧縮力。
と、自由端面はポルト】６が固定されたねじ・穴部１ｆ
を中心として凸面になったり凹面になっ ・たりする変
形を伴う振動をしている。この間、自１０由端面が凸面
になるときはコイルはね１７が圧縮力。
を受けるので、圧着力が最大となり、自由端面が。
凹面になるときは圧着力が最小となる。片持梁状。
振動子ｌの自由端面は、圧電厚み振動子２の厚み。
が縮んだとき凸面となり、伸びたとき凹面となる１゜か
ら、圧着力最大のとき凸面、圧着力最小のとき。
ら、圧着力最大のとき凸面、圧着力最小のとき。
凹面ということになり、位相的には圧着力最大と。
なるタイミングと回転子が最大トルクを受ける夕。
イミノジとが同位相で、回転子１０の回転方向は第。
５図の矢印２１または第６図の矢印２２で示すように２
゜なる。
゜なる。
出力シャフト２０の結合部２０ａを回転子１０の円筒。
軸１０ｂに嵌めてねじ止めし、モータケース１１に収゛
納した片持梁型圧電モータの構成を第３図に示す。。
納した片持梁型圧電モータの構成を第３図に示す。。
本発明は、圧電厚み振動子により励振されて自゛出端が
ねじり楕円振動をする片持梁状振動子の自゛由端面に回
転子を圧着することにより発生する回・軽力を利用した
圧電モータにおいて、回転子に圧・−着力を作用させる
圧着手段の支点を片持梁状振動ＩＱ子の自由端面の中心
部に置いた構成としたことに。
ねじり楕円振動をする片持梁状振動子の自゛由端面に回
転子を圧着することにより発生する回・軽力を利用した
圧電モータにおいて、回転子に圧・−着力を作用させる
圧着手段の支点を片持梁状振動ＩＱ子の自由端面の中心
部に置いた構成としたことに。
より、片持梁型圧電モータの回転トルクを最大ト。
ルクが発生する位相と同位相にすることができ、。
その結果、モータの実効インピーダンスが低下し、て、
低電圧の入力で大トルクを出力する高効率の１゜圧電モ
ータを実現できたものであり、実用上の効。
低電圧の入力で大トルクを出力する高効率の１゜圧電モ
ータを実現できたものであり、実用上の効。
果が多大である。
第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す正面図、第
２図はその要部分解斜視図、第３図（ａ）、 、、、、
・ ７ ・ （ｂｌは本発明による片持梁型圧電モータの一実施例・
を示す部分切断正面図および側面図、第４図（ａ）、・
（ｂ）は本発明の片持梁型圧電モータに用いる片持梁・
状振動子の動作を説明するための側面図および正・面図
、第５図、第６図はモータ回転方向を説明す５るための
図で、（ａ）は片持梁状振動子の正面図、（ｂ）・は同
側面図、第７図（ａ）、 （ｂ）は片持梁型圧電モータ
・の従来例の部分切断正面図および側面図である。。 １・・・片持梁状振動子 ２・・・圧電厚み振動子
。 １０・・・回転子 １
゜１６．１７・・・圧着手段（１６：ボルト、１７：コ
イル 。 ばね） １ｆ・・・圧着手段の支点となる片持梁状振動子の 。 自由端面中心部のねじ穴
２図はその要部分解斜視図、第３図（ａ）、 、、、、
・ ７ ・ （ｂｌは本発明による片持梁型圧電モータの一実施例・
を示す部分切断正面図および側面図、第４図（ａ）、・
（ｂ）は本発明の片持梁型圧電モータに用いる片持梁・
状振動子の動作を説明するための側面図および正・面図
、第５図、第６図はモータ回転方向を説明す５るための
図で、（ａ）は片持梁状振動子の正面図、（ｂ）・は同
側面図、第７図（ａ）、 （ｂ）は片持梁型圧電モータ
・の従来例の部分切断正面図および側面図である。。 １・・・片持梁状振動子 ２・・・圧電厚み振動子
。 １０・・・回転子 １
゜１６．１７・・・圧着手段（１６：ボルト、１７：コ
イル 。 ばね） １ｆ・・・圧着手段の支点となる片持梁状振動子の 。 自由端面中心部のねじ穴
Claims (1)
- 圧電厚み振動子により励振されて自由端がねじり楕円振
動をする片持梁状振動子の自由端面に回転子を圧着する
ことにより発生する回転トルクを利用した圧電モータに
おいて、上記回転子に圧着力を作用させる圧着手段の支
点を上記片持梁状振動子の自由端面の中心部に置いたこ
とを特徴とする片持梁型圧電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59228005A JPS61109476A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 片持梁型圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59228005A JPS61109476A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 片持梁型圧電モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109476A true JPS61109476A (ja) | 1986-05-27 |
| JPH05951B2 JPH05951B2 (ja) | 1993-01-07 |
Family
ID=16869684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59228005A Granted JPS61109476A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 片持梁型圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109476A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0198183A3 (en) * | 1985-04-19 | 1988-07-20 | Hitachi Maxell Ltd. | Ultrasonic motor |
| JPS63249478A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-17 | Fujitsu General Ltd | 超音波モ−タ |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59228005A patent/JPS61109476A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0198183A3 (en) * | 1985-04-19 | 1988-07-20 | Hitachi Maxell Ltd. | Ultrasonic motor |
| JPS63249478A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-17 | Fujitsu General Ltd | 超音波モ−タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05951B2 (ja) | 1993-01-07 |
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