JP2558468B2 - 回転駆動体 - Google Patents
回転駆動体Info
- Publication number
- JP2558468B2 JP2558468B2 JP62140247A JP14024787A JP2558468B2 JP 2558468 B2 JP2558468 B2 JP 2558468B2 JP 62140247 A JP62140247 A JP 62140247A JP 14024787 A JP14024787 A JP 14024787A JP 2558468 B2 JP2558468 B2 JP 2558468B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- annular
- piezoelectric
- vibrating element
- generated
- alternating voltage
- 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
Links
Landscapes
- 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、振動波モータ等に適用される振動素子を用
いた回転駆動体に関する。
いた回転駆動体に関する。
＜従来技術＞ 円環状振動素子を用いた回転駆動体は、特開昭58−14
8682及び特開昭59−96882号等が開示されている。
8682及び特開昭59−96882号等が開示されている。
これらのものは、いずれも複数の電歪素子を円環状に
組合わせて夫々を周方向に分極し、交番電圧の印加によ
り、その端面に周方向へ位相差的に励振して該端面に進
行波を生じさせ、該端面に接触したスライダーを回転さ
せてなるものである。
組合わせて夫々を周方向に分極し、交番電圧の印加によ
り、その端面に周方向へ位相差的に励振して該端面に進
行波を生じさせ、該端面に接触したスライダーを回転さ
せてなるものである。
ところでこのものは、周方向に夫々分極した複数の電
歪素子を円環状に配設する必要があり、構造が複雑とな
る欠点があった。
歪素子を円環状に配設する必要があり、構造が複雑とな
る欠点があった。
また一方では、特開昭61−142976号に開示されるよう
に、電歪素子又は磁歪素子からなる円環状振動素子を上
下方向に分極し、その上下面に電極を設けて、上下いず
れかの電極のうち、一方の電極を分割し、各分割電極に
所定の時間的位相がずれた交番電圧を印加してなるもの
が提案された。
に、電歪素子又は磁歪素子からなる円環状振動素子を上
下方向に分極し、その上下面に電極を設けて、上下いず
れかの電極のうち、一方の電極を分割し、各分割電極に
所定の時間的位相がずれた交番電圧を印加してなるもの
が提案された。
＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、前記各構成のものは、いずれも進行波を利
用するものであった。
用するものであった。
本発明は、二次以上のｎ次の縦波を発生する円環状振
動素子を用いた回転駆動体にあって、円環状振動素子で
発生する定在波から回転力を取り出し得る新たな回転駆
動体の提供を目的とするものである。
動素子を用いた回転駆動体にあって、円環状振動素子で
発生する定在波から回転力を取り出し得る新たな回転駆
動体の提供を目的とするものである。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、二次以上のｎ次の縦波を発生する円環状振
動素子の、その各ノード位置間の最大振巾位置に、圧電
積層体を、積層方向を厚み方向に一致させて夫々配設し
て、その端部に被駆動体を接触させ、各圧電積層体に円
環状振動素子に対して半分の周期の交番電圧を、その周
方向に２π/nの時間的位相を生じさせて印加するように
したことを特徴とするものである。
動素子の、その各ノード位置間の最大振巾位置に、圧電
積層体を、積層方向を厚み方向に一致させて夫々配設し
て、その端部に被駆動体を接触させ、各圧電積層体に円
環状振動素子に対して半分の周期の交番電圧を、その周
方向に２π/nの時間的位相を生じさせて印加するように
したことを特徴とするものである。
かかる手段にあって、二次以上のｎ次の縦波を発生す
る円環状振動素子は、例えば、円環状電歪素子又は磁歪
素子の上下面に設けた電極のいずれかのうち、一方の電
極を2n等分すると共に、隣接する分割電極の分極方向が
互いに逆向きとなるように厚み方向に分極し、各分割電
極を周方向に夫々２π/nの時間的位相がずれた交番電圧
を印加することにより構成し得る。
る円環状振動素子は、例えば、円環状電歪素子又は磁歪
素子の上下面に設けた電極のいずれかのうち、一方の電
極を2n等分すると共に、隣接する分割電極の分極方向が
互いに逆向きとなるように厚み方向に分極し、各分割電
極を周方向に夫々２π/nの時間的位相がずれた交番電圧
を印加することにより構成し得る。
またこの、ｎ次（２≦ｎ）の縦波は、円環状振動素子
の内外面に電極を設け、その一面を分割電極として、こ
れに所定位相の交番電圧を印加することによっても励振
できる。その他、円環状振動素子を非分割としても、所
定周波数の電圧を印加することにより振動を発生させる
ことは可能である。
の内外面に電極を設け、その一面を分割電極として、こ
れに所定位相の交番電圧を印加することによっても励振
できる。その他、円環状振動素子を非分割としても、所
定周波数の電圧を印加することにより振動を発生させる
ことは可能である。
＜作用＞ 本発明の作動原理を説明する。
円環状振動素子ｒの代表的振動モードのひとつに円環
特有の、エクステンションモードと呼ばれる周方向の縦
波がある。この縦波がｎ＝２（二次）である場合につい
て説明する。
特有の、エクステンションモードと呼ばれる周方向の縦
波がある。この縦波がｎ＝２（二次）である場合につい
て説明する。
円環状振動素子ｒには各ノード０位置間あって、四箇
所に最大振巾が発生する。そして円環状振動素子ｒの振
動に伴い、最大振巾位置Ｉ〜IVの隣接する二箇所は、一
方が、外方へ移動すると、他方は内方へ移動する振動を
生ずる。この合力はねじれ方向の力となるから、該合力
には回転方向の分力が発生する。
所に最大振巾が発生する。そして円環状振動素子ｒの振
動に伴い、最大振巾位置Ｉ〜IVの隣接する二箇所は、一
方が、外方へ移動すると、他方は内方へ移動する振動を
生ずる。この合力はねじれ方向の力となるから、該合力
には回転方向の分力が発生する。
すなわち、例えば第１図イ，ハにおいて、円環状振動
素子ｒが、横流の楕円形状から、縦長の楕円形状に移行
するときには、位置I,IIIは上外方へ、位置II,IVは内方
へ移動し、位置Ｉと位置IIの合力及び位置IIIと、位置I
Vの合力は、時計方向の回転力ｆを含むこととなる。
尚、このとき、位置IIと位置IIIの合力及び位置IVと位
置Ｉの合力は、反時計方向の回転力ｆを含むこととな
る。
素子ｒが、横流の楕円形状から、縦長の楕円形状に移行
するときには、位置I,IIIは上外方へ、位置II,IVは内方
へ移動し、位置Ｉと位置IIの合力及び位置IIIと、位置I
Vの合力は、時計方向の回転力ｆを含むこととなる。
尚、このとき、位置IIと位置IIIの合力及び位置IVと位
置Ｉの合力は、反時計方向の回転力ｆを含むこととな
る。
また円環状振動素子ｒが、縦長の楕円形状から、横長
の楕円形状に移行するときには、各最大振巾位置Ｉ〜IV
間において、その合力の向きは前記と逆となる。
の楕円形状に移行するときには、各最大振巾位置Ｉ〜IV
間において、その合力の向きは前記と逆となる。
そこで、かかる作動を前提として、各最大振巾位置Ｉ
〜IVに、夫々圧電積層体s1〜s4を配置してその端部を被
駆動体に接触させるとともに、圧電積層体s1〜s4を円環
状振動素子ｒの二次の振動に伴う位置Ｉ〜IVの内外方向
への移動周期に対して半分の周期の交番電圧を、その周
方向へπの時間的位相を生じさせて印加する。
〜IVに、夫々圧電積層体s1〜s4を配置してその端部を被
駆動体に接触させるとともに、圧電積層体s1〜s4を円環
状振動素子ｒの二次の振動に伴う位置Ｉ〜IVの内外方向
への移動周期に対して半分の周期の交番電圧を、その周
方向へπの時間的位相を生じさせて印加する。
すなわち、前記円環状振動素子ｒの位置Ｉ〜IV、伸縮
周期をsinωt,−sinωｔとすると、前記圧電積層体s1〜
s4にはsin1/2ωｔの正弦波を、その周方向にπの時間的
位相を生じさせて印加する。
周期をsinωt,−sinωｔとすると、前記圧電積層体s1〜
s4にはsin1/2ωｔの正弦波を、その周方向にπの時間的
位相を生じさせて印加する。
これにより、まず第１図イに示すように、円環状振動
素子ｒが縦長の楕円状に移行するときに、圧電積層体
s1,s2が伸張し、圧電積層体s3,s4は収縮した状態のまま
とし、位置Ｉと、位置IIの合力に伴う時計方向の回転成
分が被駆動体に作用する。
素子ｒが縦長の楕円状に移行するときに、圧電積層体
s1,s2が伸張し、圧電積層体s3,s4は収縮した状態のまま
とし、位置Ｉと、位置IIの合力に伴う時計方向の回転成
分が被駆動体に作用する。
次に、横長の楕円形状に移行するときに、第１図ロの
ように、圧電積層体s2は、その伸張状態を維持したま
ま、圧電積層体s3が伸張し、圧電積層体s1,s4は収縮し
た状態となり、同じく、時計方向の回転成分が被駆動体
に作用する。
ように、圧電積層体s2は、その伸張状態を維持したま
ま、圧電積層体s3が伸張し、圧電積層体s1,s4は収縮し
た状態となり、同じく、時計方向の回転成分が被駆動体
に作用する。
再び縦長の楕円形状に移行するときに、第１図ハのよ
うに、圧電積層体s3は、その伸張状態を維持したまま、
圧電積層体s4が伸張し、圧電積層体s1,s2は収縮した状
態となり、同じく、時計方向の回転成分が被駆動体に作
用する。
うに、圧電積層体s3は、その伸張状態を維持したまま、
圧電積層体s4が伸張し、圧電積層体s1,s2は収縮した状
態となり、同じく、時計方向の回転成分が被駆動体に作
用する。
そしてさらに、横長の楕円形状に移行するときに、第
１図ニのように、圧電積層体s4は、その伸張状態を維持
したまま、圧電積層体s1が伸張し、圧電積層体s2,s3は
収縮した状態となり、同じく、時計方向の回転成分が被
駆動体に作用し、一サイクルが終了する。
１図ニのように、圧電積層体s4は、その伸張状態を維持
したまま、圧電積層体s1が伸張し、圧電積層体s2,s3は
収縮した状態となり、同じく、時計方向の回転成分が被
駆動体に作用し、一サイクルが終了する。
すなわち、かかるサイクルにあっては、第２図に示す
ように、位置Ｉ〜位置IVが二次の振動モードに基いて、
二往復振動をすると、各圧電積層体s1〜s4は一伸縮し、
一サイクルが終了することとなる。
ように、位置Ｉ〜位置IVが二次の振動モードに基いて、
二往復振動をすると、各圧電積層体s1〜s4は一伸縮し、
一サイクルが終了することとなる。
そして、かかるサイクルの連続により、被駆動体は常
に時計方向への回転力を付与されることとなる。
に時計方向への回転力を付与されることとなる。
これを反時計方向へ回転させるには、各圧電積層体s1
〜s4の伸縮タイミングを反転させればよい。
〜s4の伸縮タイミングを反転させればよい。
＜実施例＞ 第３〜５図について、円環状振動素子１は、PZT等の
セラミック電歪素子からなるものであって、一面に全面
電極２を、他面に四等分域して夫々に分割電極3a,3b,3
a,3bを設け、さらに隣接する分域の分極方向が互いに逆
向きとなるように厚み方向に分極処理している。また分
割電極3a,3a,3b,3bの分割位置に対応する全面電極２上
の部分面には、絶縁層を介して、圧電積層体5a〜5dが、
その積層方向を円環状振動素子１の厚み方向と一致させ
て固定している。前記圧電積層体5aは、円環状振動素子
１の振動のノード位置０間にある最大振巾位置と一致し
て配設し、その端面を被駆動体10に当接する。
セラミック電歪素子からなるものであって、一面に全面
電極２を、他面に四等分域して夫々に分割電極3a,3b,3
a,3bを設け、さらに隣接する分域の分極方向が互いに逆
向きとなるように厚み方向に分極処理している。また分
割電極3a,3a,3b,3bの分割位置に対応する全面電極２上
の部分面には、絶縁層を介して、圧電積層体5a〜5dが、
その積層方向を円環状振動素子１の厚み方向と一致させ
て固定している。前記圧電積層体5aは、円環状振動素子
１の振動のノード位置０間にある最大振巾位置と一致し
て配設し、その端面を被駆動体10に当接する。
この圧電積層体5a,5bは、多数の圧電素子板を夫々が
電気的並列状となるようにして積層してなるものであ
り、電圧印加すると、各圧電素子の歪が重畳した伸縮運
動を生ずる。
電気的並列状となるようにして積層してなるものであ
り、電圧印加すると、各圧電素子の歪が重畳した伸縮運
動を生ずる。
そして、第４図に示すように、対向する分割電極3a,3
bにE1sinωｔの交番電圧を、他の対向する分割電極3b,3
bに−E1sinωｔの交番電圧を夫々接続することにより、
周方向にπの時間的位相がずれた正弦波の交番電圧を印
加するとともに、圧電積層体5a〜5cにE2sin1/2ωｔで、
かつ周方向にπの時間的位相を生じさせて交番電圧を印
加する（第２図参照）。
bにE1sinωｔの交番電圧を、他の対向する分割電極3b,3
bに−E1sinωｔの交番電圧を夫々接続することにより、
周方向にπの時間的位相がずれた正弦波の交番電圧を印
加するとともに、圧電積層体5a〜5cにE2sin1/2ωｔで、
かつ周方向にπの時間的位相を生じさせて交番電圧を印
加する（第２図参照）。
これにより、第1,2図に示すように、隣接する二個の
圧電積層体が、順番に入れ代りながら伸張し、同一の回
転方向の力を被駆動体に作用する。そして、前記円環状
振動素子１は二次の振動モードに基いて二往復振動する
と、各圧電積層体5a〜5cの伸縮作動が一巡し、一サイク
ルが終了する。
圧電積層体が、順番に入れ代りながら伸張し、同一の回
転方向の力を被駆動体に作用する。そして、前記円環状
振動素子１は二次の振動モードに基いて二往復振動する
と、各圧電積層体5a〜5cの伸縮作動が一巡し、一サイク
ルが終了する。
尚、分割電極または圧電積層体に印加される交番電圧
は、第２図鎖線に示すように、その作動に対応した矩形
パルス波であってもよい。
は、第２図鎖線に示すように、その作動に対応した矩形
パルス波であってもよい。
＜発明の効果＞ 本発明は上述したように、円環状振動素子に発生する
定在波によって、被駆動体を周方向に回動することがで
きたものであり、新しい方式によって被駆動体の回動が
可能となり、この種回転駆動体の応用範囲を増大し得る
優れた効果がある。
定在波によって、被駆動体を周方向に回動することがで
きたものであり、新しい方式によって被駆動体の回動が
可能となり、この種回転駆動体の応用範囲を増大し得る
優れた効果がある。
添付図面は本発明の実施例を示し、第１図イ〜ニは円環
状振動子ｒの二次振動を示す説明図、第２図はタイミン
グチャート図、第３図は円環状振動子１の平面図、第４
図は同下面からみた斜視図、第５図は同側面図である。 r;円環状振動素子、Ｉ〜IV;最大振巾位置 s1〜s4;圧電積層体、1;円環状振動素子 2;アース側電極、3a,3b;分割電極 5a〜5c;圧電積層体、10;被駆動体
状振動子ｒの二次振動を示す説明図、第２図はタイミン
グチャート図、第３図は円環状振動子１の平面図、第４
図は同下面からみた斜視図、第５図は同側面図である。 r;円環状振動素子、Ｉ〜IV;最大振巾位置 s1〜s4;圧電積層体、1;円環状振動素子 2;アース側電極、3a,3b;分割電極 5a〜5c;圧電積層体、10;被駆動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 道幸 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特 殊陶業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−181676（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】二次以上のｎ次の縦波を発生する円環状振
動素子の、その各ノード位置間の最大振巾位置に、圧電
積層体を、積層方向を厚み方向に一致させて夫々配設し
て、その端部に被駆動体を接触させ、各圧電積層体に円
環状振動素子に対して半分の周期の交番電圧を、その周
方向に２π/nの時間的位相を生じさせて印加するように
したことを特徴とする回転駆動体。 - 【請求項２】円環状電歪素子又は磁歪素子を上下方向に
分極し、その上下面に設けた電極のいずれかのうち、一
方の電極を2n等分し、各分割電極を周方向に夫々２π/n
の時間的位相がずれた交番電圧を印加することにより、
円環状振動素子にｎ次の縦波を発生するようにした特許
請求の範囲第１項記載の回転駆動体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62140247A JP2558468B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 回転駆動体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62140247A JP2558468B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 回転駆動体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63305769A JPS63305769A (ja) | 1988-12-13 |
| JP2558468B2 true JP2558468B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=15264337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62140247A Expired - Fee Related JP2558468B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 回転駆動体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558468B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008042324A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | 振動発生装置及びスピーカ装置 |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP62140247A patent/JP2558468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63305769A (ja) | 1988-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0674350B1 (en) | Ultrasonic motor | |
| JP4888569B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPH05949B2 (ja) | ||
| JPS61224878A (ja) | 振動波モ−タ− | |
| KR101053805B1 (ko) | 진동 액츄에이터 | |
| JP2558468B2 (ja) | 回転駆動体 | |
| JP2558467B2 (ja) | 回転駆動体 | |
| JP2529233B2 (ja) | 超音波回転振動子 | |
| JP2652546B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JP5612940B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JPS62141980A (ja) | 超音波振動子とその駆動制御方法 | |
| JPH0993962A (ja) | 振動アクチュエータ | |
| JPH0332377A (ja) | 超音波モータ | |
| JP2667931B2 (ja) | 多自由度アクチュエータ | |
| JPH0232771A (ja) | 進行波モータ | |
| JP2816851B2 (ja) | 圧電捩り変位素子，圧電伸縮変位素子，及び圧電複合変位素子 | |
| JPH05948B2 (ja) | ||
| JPH0650949B2 (ja) | 圧電アクチユエ−タの製造方法 | |
| JPS6185076A (ja) | 振動波リングモ−タ− | |
| JP4154404B2 (ja) | 振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータ製造方法 | |
| JPS63290174A (ja) | 回転駆動体 | |
| JPH0628951Y2 (ja) | 圧電アクチユエ−タ | |
| JPH07184380A (ja) | 圧電モータ | |
| JPS63268476A (ja) | 振動波モ−タ | |
| JPS62254666A (ja) | 圧電モ−タ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |