CN101166006A - 压电电机 - Google Patents

压电电机 Download PDF

Info

Publication number
CN101166006A
CN101166006A CNA2007101626192A CN200710162619A CN101166006A CN 101166006 A CN101166006 A CN 101166006A CN A2007101626192 A CNA2007101626192 A CN A2007101626192A CN 200710162619 A CN200710162619 A CN 200710162619A CN 101166006 A CN101166006 A CN 101166006A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piezoelectric
friction member
resonance frequency
vibration
vibration mode
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
Application number
CNA2007101626192A
Other languages
English (en)
Inventor
科克·伯哈尼汀
李东均
高铉泌
姜秉佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Publication of CN101166006A publication Critical patent/CN101166006A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/202Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using longitudinal or thickness displacement combined with bending, shear or torsion displacement
    • H10N30/2023Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using longitudinal or thickness displacement combined with bending, shear or torsion displacement having polygonal or rectangular shape
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005Mechanical details, e.g. housings
    • H02N2/0065Friction interface
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric 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

本发明提供了一种用于通过将纵向振动加到弯曲方向振动中而产生椭圆运动的压电电机。该压电电机包括:压电构件,通过施加的功率同时产生第一振动模式和第二振动模式;摩擦构件,摩擦构件的一部分插入地附着到凹入地形成在压电构件的一侧上的凹入部分中,其中,摩擦构件通过由压电构件产生的振动进行椭圆运动,从而能够使附着摩擦构件对谐振频率的影响最小化。因此,能够提高压电电机的驱动效率。此外,能够提高摩擦构件的附着强度。

Description

压电电机
本申请要求于2006年10月16日提交到韩国知识产权局的第2006-100150号韩国专利申请的优先权,该申请的公开通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及一种压电电机,更具体地讲,涉及一种用于通过将纵向振动加到弯曲方向(bending-direction)的振动而产生椭圆运动的压电电机。
背景技术
近来,很多注意力已经被集中到作为代替电磁电机的利用压电构件的新压电电机(压电超声波电机,piezoelectric ultrasonic motor)。在压电电机中,压电振动器产生具有极小振幅的高频振动,并且该极小的振幅通过附着到压电振动器上的摩擦构件与滑动件(转子)之间的接触摩擦被传递,以使得滑动件能够执行极小的运动。与传统的电磁电机相比,压电电机具有很多优点,例如,有利于小型化、具有高分辨力(resolution)以及低噪声。
图1是示出传统压电电机的结构的示意性示图。
如图1所示,压电电机通常包括压电构件10以及附着到压电构件10的一侧的摩擦构件30。
压电构件10通过层压由陶瓷等制成的多个压电装置而形成。内部电极形成在压电装置的表面上,以使压电构件能够被分成多个振动部分。可以根据振动类型、振动方向、附着的摩擦构件的数量以及附着的摩擦构件的位置,在每个压电装置的表面上以各种形状形成内部电极的图案。连接内部电极的电线(wire line)或者外部电极21和22被设置到压电构件上,以使沿对角线方向设置的两个振动部分11和14或者两个振动部分12和13被施加同相的交流电压。如上所述,由陶瓷或者超硬合金制成的摩擦构件30被附着到压电构件10的一个侧表面上,从而向外传递振动。
更具体地讲,参照图1,压电构件10被分成四个振动部分11、12、13和14。沿对角线方向设置的两个振动部分11和14或者12和13通过电线或者外部电极21和22被施加同相交流电压。
当施加电压时,压电构件10产生两种振动模式,例如,伸缩振动模式和弯曲振动模式。在伸缩振动模式中,压电构件10沿着其纵向伸缩地变形,在弯曲振动模式中,压电构件10沿着其厚度方向弯曲地变形。
由于两种振动模式同时产生,所以摩擦构件30产生椭圆运动。摩擦构件30的椭圆运动传递到滑动件或者转子,从而可以获得滑动件的直线运动或者转子的旋转运动。
在传统的压电电机中,由附着到压电构件上的摩擦构件引起的质量改变对压电电机的驱动频率产生影响。所以,难以电驱动并控制压电电机。
通常,谐振频率随着压电构件尺寸的减小而增加。例如,如果压电构件的长度减小到5mm,则谐振频率增加到300kHz或者更大。在这种高频下,200,000mm/s2或者更大的加速度被施加到摩擦构件的表面上。由于加速度大,所以摩擦构件可能会与压电构件的表面分开。作为防止摩擦构件与压电构件的表面分开的方法,提出了一种增加涂覆粘合剂的量的方法。但是,增加涂覆的粘合剂的量会引起谐振频率产生很大改变的问题。
此外,由于摩擦构件附着到压电构件的表面上,所以摩擦构件的附着位置不规则,从而谐振频率会产生很大的改变。
发明内容
本发明的一方面在于提供一种能够使摩擦构件的附着对谐振频率产生的影响最小化的压电电机。
本发明的另一方面在于提供一种能够增加摩擦构件的附着强度的压电电机。
本发明的另一方面在于提供一种能够保持摩擦构件的附着位置以使由于摩擦构件的附着位置的改变而引起的谐振频率的改变最小化的压电电机。
本发明的另一方面在于提供一种能够提高压电电机的效率的压电电机。
根据本发明的一方面,提供了一种压电电机,该压电电机包括:压电构件,通过施加的功率同时产生第一振动模式和第二振动模式;摩擦构件,摩擦构件的一部分插入地附着到凹入地形成在压电构件的一侧上的凹入部分中,摩擦构件通过由压电构件产生的振动而进行椭圆运动。
在上述方面中,当摩擦构件的厚度和摩擦构件插入到凹入部分中的插入深度分别用w和x表示时,压电电机可以满足由下面的条件式子表示的插入比例x/w,
[条件式子]0.1≤x/w≤0.5。
此外,在压电构件上可以形成多个凹入部分,多个摩擦构件可以插入地附着到所述凹入部分中。
此外,摩擦构件可以具有圆形截面或者棱形截面。摩擦构件可以包括从压电构件向外突出形成的弯曲的表面突起。
此外,第一振动模式可以是在压电构件的纵向上产生的伸缩振动模式,第二振动模式可以是在压电构件的厚度方向上产生的弯曲振动模式。
附图说明
通过参照附图进行详细描述,本发明的上述和其它方面、特点和其它优点将更容易理解,其中,
图1是示出传统的压电电机的结构的示意性视图;
图2A和图2B是分别示出普通的压电电机的结构的透视图和平面图;
图3是示出普通的压电电机的频率和导纳(admittance)之间关系的曲线图;
图4是示出普通的压电电机的相位相对于频率改变的曲线图;
图5A、图5B和图5C是分别示出根据本发明的压电电机的结构的分解透视图、结合状态的透视图和结合状态的平面图;
图6是示出根据本发明的压电电机的导纳和频率之间的关系的曲线图;
图7是示出根据本发明的压电电机的相位相对于频率变化的曲线图;
图8A和图8B是示出根据本发明实施例的压电电机的结构的平面图和透视图,图8C和图8D是示出根据本发明另一实施例的压电电机的结构的平面图;
图9是示出在没有附着摩擦构件状态下的压电电机的振动模式的频率的曲线图;
图10A、图10B、图10C和图10D是示出在没有附着摩擦构件状态下的压电电机的振动模式的形状,其中,图10A、图10B、图10C和图10D分别示出了在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状以及在伸缩振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状;
图11是示出根据摩擦构件插入比例的压电电机的振动模式的频率的曲线图;
图12A、图12B、图12C和图12D示出了在摩擦构件的插入比例为0.2的情况下的压电电机的振动模式的形状,其中,图12A、图12B、图12C和图12D分别示出了在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状以及在伸缩振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状;
图13A和图13B示出了在摩擦构件的插入比例为0的情况下,即在摩擦构件130被附着到压电构件110的表面上的情况下压电电机的振动模式的形状,其中,图13A和图13B分别示出了在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状以及在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状;
图14A、图14B和图14C示出了在摩擦构件的插入比例为0.8的情况下的压电电机的振动模式的形状,其中,图14A、图14B和图14C分别示出了在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在伸缩振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状以及在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状。
具体实施方式
以下,将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图2A和图2B是分别示出普通的压电电机的结构的透视图和平面图。图3是示出普通的压电电机的频率和导纳之间的关系的曲线图。图4是示出普通的压电电机的相位相对于频率变化的曲线图。
图5A、图5B和图5C是分别示出根据本发明的压电电机的结构的分解透视图、结合状态的透视图和结合状态的平面图。图6是示出根据本发明的压电电机的导纳和频率之间的关系的曲线图。图7是示出根据本发明的压电电机的相位相对于频率变化的曲线图。
图8A和图8B是示出根据本发明实施例的压电电机的结构的平面图和透视图,图8C和图8D是示出根据本发明另一实施例的压电电机的结构的平面图。图9是示出在没有附着摩擦构件状态下的压电电机的振动模式的频率的曲线图。图10A、图10B、图10C和图10D是示出在没有附着摩擦构件状态下的压电电机的振动模式的形状的示意性视图。图11是示出根据摩擦构件插入比例的压电电机的振动模式的频率的曲线图。图12A、图12B、图12C和图12D是示出在摩擦构件的插入比例为0.2的情况下的压电电机的振动模式的形状的示意性视图。图13A和图13B是示出在摩擦构件的插入比例为0的情况下,即在摩擦构件130被附着到压电构件110的表面上的情况下压电电机的振动模式的形状的示意性视图。图14A、图14B和图14C是示出在摩擦构件的插入比例为0.8的情况下的压电电机的振动模式的形状的示意性视图。
如图5和图8所示,压电电机100包括压电构件110以及摩擦构件130,压电构件110通过施加的功率同时产生第一振动模式和第二振动模式,摩擦构件130的一部分插入地附着到凹入地形成在压电构件110的一侧上的凹入部分111中,其中,通过由压电构件110产生的振动,摩擦构件130能够进行椭圆运动。
压电构件110通过层压多个压电装置而形成。在每个压电装置的表面上适当地形成内部电极的图案,以使压电装置110产生第一振动模式和第二振动模式,例如,产生在压电构件110的纵向上的伸缩振动模式以及在压电构件110的厚度方向上的弯曲振动模式。第一振动模式和第二振动模式不局限于伸缩振动模式和弯曲振动模式,而可以使用能够使摩擦构件130产生椭圆运动的任何振动模式。压电构件110的层压结构和各种内部电极、外部电极是公知的,所以,省略对它们的详细描述。
根据本发明,摩擦构件130插入地附着到形成在压电构件110一侧上的凹入部分111中,以使摩擦构件130的附着对压电构件110或者压电电机100的谐振频率产生的影响最小化。
首先,参照图2A和图2B至图4描述在将摩擦构件130a附着到压电构件110a一侧上的普通压电电机100a的情况下,摩擦构件130a的附着对压电构件110a的谐振频率产生的影响。
如图2A和图2B所示,普通的压电电机100a包括通过层压多个压电装置而形成的压电构件110a以及附着到压电构件110a一侧上的摩擦构件130a。
图3示出了在压电构件110a上附着摩擦构件130a之前和之后压电构件110a的频率和导纳之间的关系。图4示出了在压电构件110a上附着摩擦构件130a之前和之后压电构件110a的相位和频率之间的关系。
如图3和图4所示,由A′指示的曲线示出了在压电构件110a上附着摩擦构件130a之前压电构件110a的振动特性,由B′指示的曲线示出了在压电构件110a上附着摩擦构件130a之后压电构件110a的振动特性。
参照图3和图4,在将摩擦构件130a附着到压电构件110a上之前(A′),纵向伸缩振动模式具有大约326 kHz的谐振频率和大约334 kHz的反谐振频率,厚度方向弯曲振动模式具有大约332kHz的反谐振频率和大约333kHz的谐振频率。即,在压电构件110a上附着摩擦构件130a之前(A′),第二振动模式(即,弯曲振动模式)的频率位于第一振动模式(即,纵向伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率之间。
相反地,在将摩擦构件130a附着到压电构件110a上之后(B′),纵向伸缩振动模式具有大约314kHz的谐振频率和大约318kHz的反谐振频率,厚度方向弯曲振动模式具有大约299kHz的谐振频率和大约301kHz的反谐振频率。即,在将摩擦构件130a附着到压电构件110a上之后(B′),第二振动模式(即,弯曲振动模式)的频率位于第一振动模式(即,纵向伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率之间的范围之外。
当将摩擦构件130a附着到压电构件110a的表面上时,第二弯曲振动模式相对大地受到摩擦构件130a质量的影响,以使第二弯曲振动模式频率降低的值大于第一伸缩振动模式频率降低的值。结果,第二弯曲振动模式的频率低于第一伸缩振动模式的谐振频率。
在这种情况下,由于摩擦构件130a的附着引起的质量效应(mass effect)严重地影响压电电机100a的驱动频率,以使振动特性被显著地改变。所以,难以有效地驱动并控制压电电机100a。
而且,增加了第一伸缩振动模式的谐振频率和第二弯曲振动模式的谐振频率之间的分开间隔,从而压电构件110a的振动效率被严重恶化。结果,压电电机100a的驱动效率被恶化。
但是,根据本发明,由于摩擦构件插入地附着到压电构件的凹入部分中,所以可以使摩擦构件的附着对谐振频率产生的影响最小化。
参照图5A、图5B和图5C至图7描述在根据本发明的压电电机100中摩擦构件130的附着对压电构件110的谐振频率产生的影响。
如图5A、图5B和图5C所示,压电电机100包括压电构件110和摩擦构件130,压电构件110通过层压多个压电装置而形成,并且具有凹入地形成在压电构件110的一侧115上的凹入部分111,摩擦构件130插入地附着到凹入部分111中。
根据与内部电极的图案相关的压电构件110的振动特性,多个摩擦构件130可被附着到压电构件110上。在说明书中,一个摩擦构件130的情况是示例性的。
图6示出了在压电构件110上附着摩擦构件130之前以及将摩擦构件130插入地附着到压电构件110的凹入部分111之后,压电构件110的导纳和频率之间的关系。图7示出了在压电构件110上附着摩擦构件130之前以及将摩擦构件130插入地附着到压电构件110的凹入部分111之后,压电构件110的相位和频率之间的关系。
在图6和图7中,由A指示的曲线示出了在将摩擦构件130附着到设置有凹入部分111的压电构件110上之前的压电构件110的振动特性,由B指示的曲线示出了将摩擦构件130插入地附着到压电构件110的凹入部分111中之后的压电构件110的振动特性。
参照图6和图7,在将摩擦构件130附着到设置有凹入部分111的压电构件110上之前(A),纵向伸缩振动模式具有大约333kHz的谐振频率和大约338kHz的反谐振频率,厚度方向弯曲振动模式具有大约335kHz的反谐振频率和大约336 kHz的谐振频率。即,在将摩擦构件130附着到设置有凹入部分111的压电构件110上之前(A),第二振动模式(即,弯曲振动模式)的频率位于第一振动模式(即,纵向伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率之间。
此外,在将摩擦构件130插入地附着到压电构件110的凹入部分111中之后(B),纵向伸缩振动模式具有大约317kHz的谐振频率和大约324kHz的反谐振频率,厚度方向弯曲振动模式具有大约319kHz的反谐振频率和大约321kHz的谐振频率。即,在将摩擦构件130插入地附着到压电构件110的凹入部分111中之后(B),第二振动模式(即,弯曲振动模式)的频率位于第一振动模式(即,纵向伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率之间。
当将摩擦构件130插入地附着到压电构件110的凹入部分111中时,第一伸缩振动模式和第二弯曲振动模式基本相等地受到摩擦构件130的质量的影响,从而第二振动模式(即,弯曲振动模式)的频率可位于第一振动模式(即,纵向伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率之间。
所以,可以保持压电构件110或者压电电机100的均匀的振动特性,从而可以有效地驱动并控制压电电机100。此外,第一伸缩振动模式的谐振频率和第二弯曲振动模式的谐振频率之间的分开间隔被保持为彼此接近,从而保持压电构件110的适合的振动效率。结果,与图2A和图2B中的情况相比,明显增加了压电电机100的驱动效率。
此外,由于增加了摩擦构件130和压电构件110之间的接触区域,所以也显著地提高了摩擦构件130的附着强度。此外,由于摩擦构件130被设置到压电构件110的凹入部分111中,所以可以保持摩擦构件130的附着位置不变。因此,可以防止由于附着位置的改变而引起的谐振频率的改变。
接着,参照图8A、图8B、图8C和图8D至图14A、图14B、图14C和图14D描述插入到压电构件110的凹入部分111中的摩擦构件130的插入深度对谐振频率的影响,即摩擦构件130的插入比例对谐振频率的影响。
参照图8A至图8D,当用w和x分别表示摩擦构件130的厚度和插入到凹入部分111中的摩擦构件130的插入深度时,根据本发明实施例的压电电机100优选地满足由下面的条件式子表示的插入比例x/w。
[条件式子]
0.1≤x/w≤0.5
首先,参照图9以及图10A、图10B、图10C和图10D描述将摩擦构件130附着到压电构件110上之前的压电构件110的频率特性。
通过使用有限元分析程序ATILA获得以下的数据。
在图9中,LR(◆)和LA(●)表示第一振动模式(即,伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率,FR(◇)和FA(○)表示第二振动模式(即,弯曲振动模式)的谐振频率和反谐振频率。
在图10A、图10B、图10C和图10D中,分别示出了在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状以及在伸缩振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状。
如图9所示,在将摩擦构件130附着到压电构件110上之前,第二振动模式(即,弯曲振动模式)的谐振频率FR(◇)和反谐振频率FA(○)位于第一振动模式(即,伸缩振动模式)的谐振频率LR(◆)和反谐振频率LA(●)之间。
但是,参照图11至图14C可以看到,在将摩擦构件130附着到压电构件110上之后,频率特性能够根据插入比例x/w明显地改变。
与图9类似,在图11中,LR(◆)和LA(●)表示第一振动模式(即,伸缩振动模式)的谐振频率和反谐振频率,FR(◇)和FA(○)表示第二振动模式(即,弯曲振动模式)的谐振频率和反谐振频率。
图12A、图12B、图12C和图12D示出了在摩擦构件的插入比例x/w为0.2的情况下的压电电机的振动模式的形状,其中,图12A、图12B、图12C和图12D分别示出了在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在弯曲振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状以及在伸缩振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状。
图13A和图13B示出了在摩擦构件的插入比例x/w为0的情况下,即在摩擦构件130被附着到压电构件110的一侧表面上情况下的压电电机的振动模式的形状,其中,图13A和图13B分别示出了在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状以及在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状。
图14A、图14B和图14C示出了在摩擦构件的插入比例x/w为0.8的情况下的压电电机的振动模式的形状,其中,图14A、图14B和图14C分别示出了在伸缩振动模式的谐振频率下的振动模式的形状、在伸缩振动模式的反谐振频率下的振动模式的形状以及在弯曲振动模式的谐振频率下的振动模式的形状。
首先,参照图11以及图13A和图13B,在插入比例x/w小于大约0.1的情况下,第二弯曲振动模式的谐振频率FR(◇)和反谐振频率FA(○)小于第一伸缩振动模式的谐振频率LR(◆)和反谐振频率LA(●),从而不能获得合适的结合效果。结果,振动效率被恶化。
其次,参照图11以及图14A、图14B和图14C,在插入比例x/w大于大约0.5的情况下,第二弯曲振动模式的谐振频率FR(◇)和反谐振频率FA(○)大于第一伸缩振动模式的谐振频率LR(◆)和反谐振频率LA(●),从而不能获得合适的结合效果。结果,振动频率被恶化。
但是,参照图11以及图12A、图12B、图12C和图12D,在插入比例x/w在大约0.1至0.5的范围内的情况下,第二弯曲振动模式的谐振频率FR(◇)和反谐振频率FA(○)在第一伸缩振动模式的谐振频率LR(◆)和反谐振频率LA(●)之间,从而能够获得合适的结合效果。结果,显著地提高了振动效率。
虽然摩擦构件130的质量随压电构件110和摩擦构件130的材料特性和尺寸的不同而产生的影响稍微不同,但是在插入比例x/w处于大约0.1至0.5的范围内的情况下,摩擦构件130的质量对于第一伸缩振动模式和第二弯曲振动模式的振动模式中的改变产生基本相同的影响。因此,弯曲振动模式的谐振频率和反谐振频率位于伸缩振动模式的谐振频率和反谐振频率之间,从而可获得合适的结合效果。因此,振动效率被最大化,从而可以容易地驱动并控制压电电机100。
此外,在考虑到摩擦构件130的质量对第一振动模式和第二振动模式的振动模式中的改变产生的类似的影响下,在多个凹入部分111形成在压电构件110上并且多个摩擦构件130插入到凹入部分111中的情况下,在插入比例x/w处于大约0.1至0.5的范围内的条件下,可以获得合适的结合效果。因此,在这种情况下,希望振动效率能够最大化。
但是,在插入比例x/w小于0.1的情况下,第二弯曲振动模式相对大地受到摩擦构件130的质量的影响,从而第二弯曲振动模式频率降低的值大于第一伸缩振动模式频率降低的值。结果,第二弯曲振动模式的频率低于第一伸缩振动模式的反谐振频率和谐振频率,从而不能获得合适的结合效果。这样,振动效率被恶化。
但是,在插入比例x/w大于0.5的情况下,第一伸缩振动模式相对大地受到摩擦构件130的质量的影响,从而第一伸缩振动模式频率降低的值大于第二弯曲振动模式频率降低的值。结果,第二弯曲振动模式的频率高于第一伸缩振动模式的谐振频率和反谐振频率,从而不能获得合适的结合效果。这样,振动效率被恶化。
即,在插入比例x/w小于0.1或者大于0.5的情况下,由附着摩擦构件130引起的质量效应显著地影响压电电机100的驱动频率,从而振动特性显著地改变。结果,难以有效地驱动并控制压电电机100。
现在,将参照图8A、图8B、图8C和图8D描述摩擦构件130的形状。
如图8A、图8B、图8C和图8D所示,摩擦构件130的形状不限于特定的一个。即,摩擦构件130可以具有如图8A中所示的棱形截面或者如图8C中所示的圆形截面。
但是,考虑到摩擦构件130以接触的方式将椭圆运动传递到滑动件或者转子,摩擦构件130最好包括从压电构件110向外突出地形成的弯曲的表面突起。
即,如图8C和图8D所示,摩擦构件130最好具有圆形或者半椭圆形截面,或者其突起具有半圆形或者椭圆形截面。
根据本发明,摩擦构件插入地附着到压电构件的凹入部分中,从而可以使附着摩擦构件产生的影响最小化。
此外,根据本发明,保持伸缩振动模式和弯曲振动模式的谐振频率彼此接近,从而能够提高压电电机的驱动效率。
此外,根据本发明,摩擦构件和压电构件之间的接触区域增加了,从而能够提高摩擦构件的附着强度。此外,由于摩擦构件被设置到压电构件的凹入部分中,所以可以保持摩擦构件的附着位置不变。因此,可以防止谐振频率由于附着位置的改变而改变。
虽然已经参考示例性实施例显示并描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离由权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下,可以对其进行修改和改变。

Claims (6)

1.一种压电电机,包括:
压电构件,通过施加的功率同时产生第一振动模式和第二振动模式;
摩擦构件,摩擦构件的一部分插入地附着到凹入地形成在压电构件的一侧上的凹入部分中,摩擦构件通过由压电构件产生的振动进行椭圆运动。
2.如权利要求1所述的压电电机,其中,当摩擦构件的厚度和摩擦构件插入到凹入部分中的插入深度分别用w和x表示时,压电电机满足由下面的条件式子表示的插入比例x/w,
[条件式子]
0.1≤x/w≤0.5。
3.如权利要求1所述的压电电机,
其中,在压电构件上形成多个凹入部分,其中,多个摩擦构件插入地附着到所述凹入部分中。
4.如权利要求1所述的压电电机,其中,摩擦构件具有圆形截面或者棱形截面。
5.如权利要求1所述的压电电机,其中,摩擦构件包括从压电构件向外突出形成的弯曲的表面突起。
6.如权利要求1所述的压电电机,
其中,第一振动模式是在压电构件的纵向上产生的伸缩振动模式,
其中,第二振动模式是在压电构件的厚度方向上产生的弯曲振动模式。
CNA2007101626192A 2006-10-16 2007-10-15 压电电机 Pending CN101166006A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060100150A KR100818482B1 (ko) 2006-10-16 2006-10-16 압전 모터
KR1020060100150 2006-10-16

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104999434A Division CN103095172A (zh) 2006-10-16 2007-10-15 压电电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101166006A true CN101166006A (zh) 2008-04-23

Family

ID=39317249

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104999434A Pending CN103095172A (zh) 2006-10-16 2007-10-15 压电电机
CNA2007101626192A Pending CN101166006A (zh) 2006-10-16 2007-10-15 压电电机

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104999434A Pending CN103095172A (zh) 2006-10-16 2007-10-15 压电电机

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7576474B2 (zh)
JP (1) JP2008099549A (zh)
KR (1) KR100818482B1 (zh)
CN (2) CN103095172A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105915103A (zh) * 2015-02-25 2016-08-31 佳能株式会社 振动体的驱动方法、振动驱动装置和图像拾取装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4405590B2 (ja) * 2007-12-07 2010-01-27 パナソニック株式会社 駆動装置
KR101077368B1 (ko) * 2009-07-24 2011-10-27 삼성전기주식회사 선형 진동 장치
KR101055553B1 (ko) * 2009-10-30 2011-08-08 삼성전기주식회사 압전모터
JP5429141B2 (ja) 2010-01-19 2014-02-26 Tdk株式会社 圧電アクチュエータ及び圧電アクチュエータの製造方法
JP5429140B2 (ja) 2010-01-19 2014-02-26 Tdk株式会社 圧電アクチュエータ
US20120169181A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Piezoelectric Actuator
JP5673752B2 (ja) 2013-07-25 2015-02-18 Tdk株式会社 圧電アクチュエータ
JP6729015B2 (ja) 2016-06-08 2020-07-22 Tdk株式会社 圧電素子
JP2018019529A (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 セイコーエプソン株式会社 圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボットおよび電子部品搬送装置
EP3276817A1 (en) 2016-07-29 2018-01-31 Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. Kg Actuator
KR20210155633A (ko) * 2020-06-16 2021-12-23 엘지이노텍 주식회사 초음파 리니어 모터 및 이의 구동 방법
KR20230169311A (ko) * 2021-04-14 2023-12-15 베이징 시아오미 모바일 소프트웨어 컴퍼니 리미티드 필터 체인저(filter changer)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5233258A (en) * 1991-03-28 1993-08-03 Nec Corporation Ultrasonic sheet feeder, low-profile ultrasonic motor, and method of driving the same
JPH08111991A (ja) * 1994-08-19 1996-04-30 Mitsui Petrochem Ind Ltd 超音波モータ用圧電振動子および圧電振動子の取付け方法
JPH09182468A (ja) * 1995-12-28 1997-07-11 Nikon Corp 振動アクチュエータ
DK1577961T3 (da) * 1999-05-31 2009-11-30 Nanomotion Ltd Accelerations- og decelerationsfremgangsmåde, der anvender en piezoelektrisk motor
JP2001086772A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Nikon Corp 振動アクチュエータ
IL137206A0 (en) * 1999-10-31 2001-07-24 Nanomotion Ltd Piezoelectric motors and motor driving configurations
WO2001063679A1 (en) * 2000-02-24 2001-08-30 Nanomotion Ltd. Resonance shifting
KR20020067151A (ko) * 2001-02-15 2002-08-22 노용래 초음파 리니어 모터 및 초음파 리니어 모터의 쌍방향 진행특성 구현방법
CN1639955B (zh) * 2002-03-11 2010-12-08 精工爱普生株式会社 转动/移动转换致动器
JP4374959B2 (ja) * 2003-09-16 2009-12-02 セイコーエプソン株式会社 圧電アクチュエータ、この圧電アクチュエータを用いた機器
JP2008035685A (ja) * 2006-02-13 2008-02-14 Nikon Corp モータ、レンズ鏡筒、カメラシステム、及びモータの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105915103A (zh) * 2015-02-25 2016-08-31 佳能株式会社 振动体的驱动方法、振动驱动装置和图像拾取装置
US9910274B2 (en) 2015-02-25 2018-03-06 Canon Kabushiki Kaisha Driving method for vibration body, vibration driving device, and image pickup apparatus
CN105915103B (zh) * 2015-02-25 2019-05-17 佳能株式会社 振动体的驱动方法、振动驱动装置和图像拾取装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20080093953A1 (en) 2008-04-24
KR100818482B1 (ko) 2008-04-01
CN103095172A (zh) 2013-05-08
US7576474B2 (en) 2009-08-18
JP2008099549A (ja) 2008-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101166006A (zh) 压电电机
US6879085B1 (en) Resonance shifting
JP5267128B2 (ja) 超音波センサ
CN101674029B (zh) 振动波驱动装置
US7911112B2 (en) Ultrasonic actuator
CN100574958C (zh) 用于键合装置的换能器组件
JPH09182468A (ja) 振動アクチュエータ
JP5669444B2 (ja) 振動型駆動装置
JP4529313B2 (ja) 超音波発生装置
KR100318861B1 (ko) 평판형선형초음파모터
TW389971B (en) Bonding device
CN103444207A (zh) 振荡器和电子设备
US5596240A (en) Ultrasonic motor
JP2012120370A (ja) 超音波振動子及び超音波モータ
JP2001258277A (ja) 振動波駆動装置
US7537148B2 (en) Bonding apparatus comprising improved oscillation amplification device
JP2972857B2 (ja) 屈曲振動型送受波器アレイ
JP2003290719A (ja) 大容量超音波複合振動装置
TW526634B (en) Vibratory apparatus for moving a driven element and method of placing a piezoelectric element in compression in a resonator
JP4151099B2 (ja) 振動アクチュエータの製造方法
Wang Force transfer model and characteristics of traveling-wave type ultrasonic motors
JP3892183B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JPH11215862A (ja) 振動アクチュエータ及びその製造方法
JP2006156813A (ja) 超音波実装ツール及び電子部品の実装装置
JPH0340769A (ja) 超音波モータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20080423