JPS6248276A - 圧電モ−タ - Google Patents
圧電モ−タInfo
- Publication number
- JPS6248276A JPS6248276A JP60186301A JP18630185A JPS6248276A JP S6248276 A JPS6248276 A JP S6248276A JP 60186301 A JP60186301 A JP 60186301A JP 18630185 A JP18630185 A JP 18630185A JP S6248276 A JPS6248276 A JP S6248276A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic body
- piezoelectric elements
- rotor
- laminated piezoelectric
- generated
- 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.)
- Pending
Links
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
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
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
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】
［技術分野］
本発明は、圧電（電歪とも称す）素子により弾性体表面
に進行性振動を発生させ、この振動によって回転子が摩
擦駆動される圧電モータに関する。
に進行性振動を発生させ、この振動によって回転子が摩
擦駆動される圧電モータに関する。
［背景技術］
従来、この種の圧電モータは、特開昭５９−１４８５８
２に開示される如く、圧電素子としてセラミック等の板
状圧電素子を用い、この圧電素子を弾性体側面に接着し
て反対側の弾性体側面に進行性振動を発生させ、その側
面に圧接した回転子を摩擦駆動させていた。
２に開示される如く、圧電素子としてセラミック等の板
状圧電素子を用い、この圧電素子を弾性体側面に接着し
て反対側の弾性体側面に進行性振動を発生させ、その側
面に圧接した回転子を摩擦駆動させていた。
このものは、圧電素子が板状に薄く形成されるため、モ
ータ全体が小型で軽量になるという利点を有するのであ
るが、このような圧電素子の変位量と発生力は極めて小
さく、従って弾性体表面に現れる進行性振動の振幅も極
めて小さい（数μｍ）ものとなる。そのため、弾性体の
進行性撮動を摩擦力によって効率良く回転子に伝達する
には、回転子全均一にしかも精度良く弾性体に圧接しな
ければならならず、このことは効率良く大出力を得るこ
とを非常に困難なものにしている。
ータ全体が小型で軽量になるという利点を有するのであ
るが、このような圧電素子の変位量と発生力は極めて小
さく、従って弾性体表面に現れる進行性振動の振幅も極
めて小さい（数μｍ）ものとなる。そのため、弾性体の
進行性撮動を摩擦力によって効率良く回転子に伝達する
には、回転子全均一にしかも精度良く弾性体に圧接しな
ければならならず、このことは効率良く大出力を得るこ
とを非常に困難なものにしている。
［発明の目的］
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的と
するところは、弾性体の表面に発生する進行性振動の振
幅を大きくして効率が良くしかも大出力が得られる圧電
モータを提供するにある。
するところは、弾性体の表面に発生する進行性振動の振
幅を大きくして効率が良くしかも大出力が得られる圧電
モータを提供するにある。
［発明の開示］
本発明の圧電モータは、モータの中心軸を有する固定基
台と、長手方向に多数の層状電極が埋め込まれかつこれ
らが外部で一層おきに並列接続されて電圧が印加される
と長手方向に変位するものであって中心軸の周囲に変位
方向がその径方向となるよう所定角度離間して配設固定
された複数の積層形圧電素子と、積層形圧電素子のそれ
ぞれの外周端面に内周面が接合された環状弾性体と、環
状弾性体の外周面に圧接される回転子と、積層形圧電素
子に所定の電圧を印加する駆動回路よりなり、環状弾性
体の外周面に進行性撮動を発生させ、これに圧接する回
転子を回転させることを特徴とするものである。
台と、長手方向に多数の層状電極が埋め込まれかつこれ
らが外部で一層おきに並列接続されて電圧が印加される
と長手方向に変位するものであって中心軸の周囲に変位
方向がその径方向となるよう所定角度離間して配設固定
された複数の積層形圧電素子と、積層形圧電素子のそれ
ぞれの外周端面に内周面が接合された環状弾性体と、環
状弾性体の外周面に圧接される回転子と、積層形圧電素
子に所定の電圧を印加する駆動回路よりなり、環状弾性
体の外周面に進行性撮動を発生させ、これに圧接する回
転子を回転させることを特徴とするものである。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。
説明する。
１は固定基台で、円板状基部１ａの中央にモータの中心
となる中心軸１ｂを有する。
となる中心軸１ｂを有する。
２は長手方向に多数の層状電極が埋め込まれかつこれら
が外部で一層おきに並列接続されて電圧が印加されると
長手方向に変位する複数の積層形圧電素子で、中心軸１
ｂの周囲に変位方向がその径方向となるよう所定角度離
間して配設固定されている。この積層形圧電素子２は、
例えば第２図に示す如く、圧電セラミック２ａの内部に
多数の内部電極２ｂを層状に埋め込み、それぞれが一層
おきしこ並列接続となるよう各内部電極２ｂは外部電極
２ｃにて接続される。２ｄは各内部電極間が並列接続に
なるため、一層おきに設けた絶縁体である。かかる積層
形圧電素子２は、従来例で述べた１枚板からなる板状圧
電素子に比して、変位量と発生力が極めて大きいもので
ある。
が外部で一層おきに並列接続されて電圧が印加されると
長手方向に変位する複数の積層形圧電素子で、中心軸１
ｂの周囲に変位方向がその径方向となるよう所定角度離
間して配設固定されている。この積層形圧電素子２は、
例えば第２図に示す如く、圧電セラミック２ａの内部に
多数の内部電極２ｂを層状に埋め込み、それぞれが一層
おきしこ並列接続となるよう各内部電極２ｂは外部電極
２ｃにて接続される。２ｄは各内部電極間が並列接続に
なるため、一層おきに設けた絶縁体である。かかる積層
形圧電素子２は、従来例で述べた１枚板からなる板状圧
電素子に比して、変位量と発生力が極めて大きいもので
ある。
また、積層形圧電素子２は、この実施例では４個で構成
されており、それぞれに役時計方向に順次２Ａ、２Ｂ、
２Ｃ，２Ｄの符号を付すと、２Ａ、２Ｂ間は１／２λ、
２Ｂ、２Ｃ間は１／４λ、２Ｃ，２Ｄ間は１／２λ、２
Ｄ、２Ａ間は３／４λの割合に相当する角度で相互に離
間している。
されており、それぞれに役時計方向に順次２Ａ、２Ｂ、
２Ｃ，２Ｄの符号を付すと、２Ａ、２Ｂ間は１／２λ、
２Ｂ、２Ｃ間は１／４λ、２Ｃ，２Ｄ間は１／２λ、２
Ｄ、２Ａ間は３／４λの割合に相当する角度で相互に離
間している。
ただし、λは後述する弾性体の振動波長である。
３は環状弾性体で、積層形圧電素子２のそれぞれ２Ａ、
２Ｂ、２Ｇ、２．Ｄの外周端面に内周面が接着等により
接合されている。
２Ｂ、２Ｇ、２．Ｄの外周端面に内周面が接着等により
接合されている。
４は環状弾性体３の外周面に圧接される回転子で、環状
部材を径方向に約半分に切断した形状の２個の回転子片
４ａ、４ｂとこれらの端面間に引張懸架されるばね４ｃ
により構成される。この回転子４は、ばね４ｃにて所要
の圧接力が設定され、各部材４ａ、４ｂ、４ｃは一体的
に回転せしめられる。
部材を径方向に約半分に切断した形状の２個の回転子片
４ａ、４ｂとこれらの端面間に引張懸架されるばね４ｃ
により構成される。この回転子４は、ばね４ｃにて所要
の圧接力が設定され、各部材４ａ、４ｂ、４ｃは一体的
に回転せしめられる。
６は回転子４と固定基台１の円板状基部１ａ間に介在す
るスラストベアリングで、回転子４の推力を支持してい
る。
るスラストベアリングで、回転子４の推力を支持してい
る。
７は積層形圧電素子２に所定の電圧を印加する駆動回路
で、第３図に示す如く、正弦波信号（電圧）を発生する
発振器８．正弦波信号を９０°移和する移相器９及び増
幅器１０よりなり、発振器出力の一つは移相器９を介し
もう一つは直接増幅器１０に接続される。この増＠器１
０の出力、すなわち移相器９を経由してきた出力は積層
形圧電素子２Ａ、２Ｂの、移相器９を経由しない出力は
積層形圧電素子２Ｃ，２Ｄのそれぞれの外部電極に接続
される。そして、積層形圧電素子２Ａ、２Ｂと２Ｃ，２
Ｄは互いに逆極性になるよう接続される。
で、第３図に示す如く、正弦波信号（電圧）を発生する
発振器８．正弦波信号を９０°移和する移相器９及び増
幅器１０よりなり、発振器出力の一つは移相器９を介し
もう一つは直接増幅器１０に接続される。この増＠器１
０の出力、すなわち移相器９を経由してきた出力は積層
形圧電素子２Ａ、２Ｂの、移相器９を経由しない出力は
積層形圧電素子２Ｃ，２Ｄのそれぞれの外部電極に接続
される。そして、積層形圧電素子２Ａ、２Ｂと２Ｃ，２
Ｄは互いに逆極性になるよう接続される。
（動作）
発振器８で発生した正弦波信号（電圧）は、その一つが
移相器９により９０°移相され、もう一つがそのままで
それぞれ増幅器１０により増幅されて、前者は積層形圧
電素子２Ａ、２Ｂに後者は積層形圧電素子２Ｃ，２Ｄに
印加される。
移相器９により９０°移相され、もう一つがそのままで
それぞれ増幅器１０により増幅されて、前者は積層形圧
電素子２Ａ、２Ｂに後者は積層形圧電素子２Ｃ，２Ｄに
印加される。
第４図は、ｔ＝ｏ、２π／４ω、２π／２ω。
６π／４ωの各時点に各積層形圧電素子２Ａ、２Ｂ、２
Ｃ，２Ｄに印加される電圧を示しており、従って・点が
それぞれの変位状態を示している。
Ｃ，２Ｄに印加される電圧を示しており、従って・点が
それぞれの変位状態を示している。
この変位により、環状弾性体３の外周面に進行性振動が
発生し、これに圧接する回転子４が摩擦駆動されて回転
するのである。
発生し、これに圧接する回転子４が摩擦駆動されて回転
するのである。
第５図は、回転子４が摩擦駆動される状態を説明するも
ので、環状弾性体３が矢符Ｐ方向に進行性振動が進行し
ている場合、この振動の頂点では図において左回り楕円
軌跡を描く。すなわち、この振動の頂点では進行性振動
の進行方向とは逆方向の力が働くこととなり、回転子４
は矢符Ｑ方向に駆動（回転）されるのである。
ので、環状弾性体３が矢符Ｐ方向に進行性振動が進行し
ている場合、この振動の頂点では図において左回り楕円
軌跡を描く。すなわち、この振動の頂点では進行性振動
の進行方向とは逆方向の力が働くこととなり、回転子４
は矢符Ｑ方向に駆動（回転）されるのである。
なお、この実施例では、積層形圧電素子２が４個のもの
で説明したが、４の整数倍とすることも可能である。
で説明したが、４の整数倍とすることも可能である。
［発明の効果］
本発明の圧電モータは、上記の如く構成したから、圧電
素子の変位量と発生力が従来のものに比して十分大きく
なるので、弾性体の表面に発生する進行性振動の振幅を
大きくして効率が良くしかも大出力が得られ、そのうえ
回転子の内方に構成部材が配設できるので、モータの小
型化にも寄与できるものとなる。
素子の変位量と発生力が従来のものに比して十分大きく
なるので、弾性体の表面に発生する進行性振動の振幅を
大きくして効率が良くしかも大出力が得られ、そのうえ
回転子の内方に構成部材が配設できるので、モータの小
型化にも寄与できるものとなる。
第１図は、本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は平
面図、 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、 第２図は、その積層形圧電素子の拡大模式図、第３図は
、その駆動回路を含む接続図、第４図は、その積層形圧
電素子の変位状態を示す説明図、 第５図は、その回転子の摩擦駆動状態を示す説明図。 １−固定基台、１ｂ−中心軸、２ （２Ａ、２Ｂ、、２
Ｃ，２Ｄ）−一一積層形゛圧電素子、３−・環状弾性体
、４−・−回転子、７・−駆動回路。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人弁理士 竹光 散光 （ほか２名） 第１図 第２ｖ！Ｊ へ
面図、 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、 第２図は、その積層形圧電素子の拡大模式図、第３図は
、その駆動回路を含む接続図、第４図は、その積層形圧
電素子の変位状態を示す説明図、 第５図は、その回転子の摩擦駆動状態を示す説明図。 １−固定基台、１ｂ−中心軸、２ （２Ａ、２Ｂ、、２
Ｃ，２Ｄ）−一一積層形゛圧電素子、３−・環状弾性体
、４−・−回転子、７・−駆動回路。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人弁理士 竹光 散光 （ほか２名） 第１図 第２ｖ！Ｊ へ
Claims (1)
- （１）モータの中心軸を有する固定基台と、長手方向に
多数の層状電極が埋め込まれかつこれらが外部で一層お
きに並列接続されて電圧が印加されると長手方向に変位
するものであって前記中心軸の周囲に変位方向がその径
方向となるよう所定角度離間して配設固定された複数の
積層形圧電素子と、前記積層形圧電素子のそれぞれの外
周端面に内周面が接合された環状弾性体と、前記環状弾
性体の外周面に圧接される回転子と、前記積層形圧電素
子に所定の電圧を印加する駆動回路よりなり、前記環状
弾性体の外周面に進行性振動を発生させ、これに圧接す
る回転子を回転させる圧電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186301A JPS6248276A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186301A JPS6248276A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 圧電モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248276A true JPS6248276A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16185927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186301A Pending JPS6248276A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248276A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232769A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微動機構 |
| JPH02146968A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-06 | Casio Comput Co Ltd | 超音波アクチュエ−タ |
| JPH02146967A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-06 | Casio Comput Co Ltd | 超音波アクチュエ−タ |
| US5107163A (en) * | 1989-07-17 | 1992-04-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor |
| KR100483804B1 (ko) * | 2002-03-22 | 2005-04-20 | 한국과학기술연구원 | 압전 선형초음파모터 |
-
1985
- 1985-08-24 JP JP60186301A patent/JPS6248276A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232769A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 微動機構 |
| JPH02146968A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-06 | Casio Comput Co Ltd | 超音波アクチュエ−タ |
| JPH02146967A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-06 | Casio Comput Co Ltd | 超音波アクチュエ−タ |
| US5107163A (en) * | 1989-07-17 | 1992-04-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Ultrasonic motor |
| KR100483804B1 (ko) * | 2002-03-22 | 2005-04-20 | 한국과학기술연구원 | 압전 선형초음파모터 |
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