JP2826674B2 - 超音波捩れ振動子 - Google Patents
超音波捩れ振動子Info
- Publication number
- JP2826674B2 JP2826674B2 JP2129462A JP12946290A JP2826674B2 JP 2826674 B2 JP2826674 B2 JP 2826674B2 JP 2129462 A JP2129462 A JP 2129462A JP 12946290 A JP12946290 A JP 12946290A JP 2826674 B2 JP2826674 B2 JP 2826674B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- annular
- terminal plate
- ultrasonic
- torsional vibrator
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- 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、超音波モータ，超音波洗浄器，超音波ウェ
ルダー等に用いられ、超音波振動により捩れ振動を発生
させる超音波捩れ振動子に関するものである。
ルダー等に用いられ、超音波振動により捩れ振動を発生
させる超音波捩れ振動子に関するものである。
［従来技術］ 円環状または円板状の電歪要素を振動源として、捩れ
振動を発生させる超音波捩れ振動子は、特公昭51−3633
号，特公昭52−14156号，特開昭61−120677号及び特開
昭61−120678号等に開示されているように種々の構造が
提案されている。
振動を発生させる超音波捩れ振動子は、特公昭51−3633
号，特公昭52−14156号，特開昭61−120677号及び特開
昭61−120678号等に開示されているように種々の構造が
提案されている。
これらの超音波捩れ振動子の駆動源として用いられる
電歪要素は、周方向に分極した扇状圧電素子片を円周方
向に貼着して円環状に構成する等、複数の圧電素子片の
集合体からなり、表裏面に交番電圧を印加することによ
り、円周方向への歪を生じるようにしている。
電歪要素は、周方向に分極した扇状圧電素子片を円周方
向に貼着して円環状に構成する等、複数の圧電素子片の
集合体からなり、表裏面に交番電圧を印加することによ
り、円周方向への歪を生じるようにしている。
このため、複数の圧電素子片を相互に接合する必要が
あって電歪要素の形成が面倒であった。
あって電歪要素の形成が面倒であった。
本発明は、製造容易な電歪要素を備えた超音波捩れ振
動子の提供を目的とするものである。
動子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、環状保持溝を一面または両面に形成した保
持端子板の、その保持溝内に、周方向に分極されかつ該
保持溝にほぼ密嵌する内外径を備えた複数個の扇形圧電
素子片を、その分極方向を揃えて円環状に配設すること
により電歪要素を構成し、該電歪要素またはその複数個
からなる積層体の上下に金属ブロックを配設したことを
特徴とするものである。
持端子板の、その保持溝内に、周方向に分極されかつ該
保持溝にほぼ密嵌する内外径を備えた複数個の扇形圧電
素子片を、その分極方向を揃えて円環状に配設すること
により電歪要素を構成し、該電歪要素またはその複数個
からなる積層体の上下に金属ブロックを配設したことを
特徴とするものである。
かかる構造にあって扇状圧電素子片を保持端子板の環
状保持溝に嵌入し、周方向に沿って列設することにより
環状圧電素子片群が構成される。そして前記各圧電素子
片に保持端子板又は各ブロック等を介して、その上下面
から交番電圧を印加すると、環状圧電素子片群が円周方
向に歪み、これに伴って金属ブロックの端部に捩れ共振
が生じて、往復の回動力が発生する。
状保持溝に嵌入し、周方向に沿って列設することにより
環状圧電素子片群が構成される。そして前記各圧電素子
片に保持端子板又は各ブロック等を介して、その上下面
から交番電圧を印加すると、環状圧電素子片群が円周方
向に歪み、これに伴って金属ブロックの端部に捩れ共振
が生じて、往復の回動力が発生する。
［実施例］ 添付図面について本発明の第一実施例を説明する。
第１図は、本発明に係る超音波捩れ振動子１を示し、
環状電歪要素2aの上下に接続枝４を周辺から突出させた
電極板3,3を介して、金属ブロック5,6が配設されて構成
される。この各構成部材は電歪要素２の中心に挿通した
連結ボルト７の両端の螺子8,8に金属ブロック5,6の内端
側から中心部にかけて夫々形成した雌螺子5a,6aを螺合
緊締することにより組付けられる。前記電極板3,3を省
略して、各金属ブロック5,6に直接リード線を接続し、
該金属ブロック5,6から電歪要素2aに給電するようにし
ても良い。
環状電歪要素2aの上下に接続枝４を周辺から突出させた
電極板3,3を介して、金属ブロック5,6が配設されて構成
される。この各構成部材は電歪要素２の中心に挿通した
連結ボルト７の両端の螺子8,8に金属ブロック5,6の内端
側から中心部にかけて夫々形成した雌螺子5a,6aを螺合
緊締することにより組付けられる。前記電極板3,3を省
略して、各金属ブロック5,6に直接リード線を接続し、
該金属ブロック5,6から電歪要素2aに給電するようにし
ても良い。
前記電歪要素2aの構成を第２〜４図に従ってさらに説
明する。
明する。
10aは金属材料で形成された導電性の環状保持端子板
であって、該保持端子板10aの上下面には円周方向に沿
って圧電素子片12を嵌着する環状保持溝11a,11aが夫々
形成されている。この環状の保持溝11a,11aには、周方
向に分極されかつ該保持溝11a,11aにほぼ密嵌する内外
径を備えた８枚の扇形圧電素子片12が、その分極方向を
揃えて円環状に配設され、これにより環状圧電素子片群
14a,14aが該保持端子板10aの表裏に配設される。このと
き表裏の環状圧電素子片群14a,14aの分極方向は逆とす
る。
であって、該保持端子板10aの上下面には円周方向に沿
って圧電素子片12を嵌着する環状保持溝11a,11aが夫々
形成されている。この環状の保持溝11a,11aには、周方
向に分極されかつ該保持溝11a,11aにほぼ密嵌する内外
径を備えた８枚の扇形圧電素子片12が、その分極方向を
揃えて円環状に配設され、これにより環状圧電素子片群
14a,14aが該保持端子板10aの表裏に配設される。このと
き表裏の環状圧電素子片群14a,14aの分極方向は逆とす
る。
前記圧電素子片12は、素子板を扇状に整形して、その
両側辺縁に分極用電極を形成し、該電極間に直流電圧を
印加してから、該分極用電極を除去することにより製造
される。またはあらかじめ分極した薄板状素子板から分
極方向が円周方向と一致するように接線方向となるよう
に切り出す（特公昭395864号参照）ようにしても良く、
その他種々の製造手段が採用される。
両側辺縁に分極用電極を形成し、該電極間に直流電圧を
印加してから、該分極用電極を除去することにより製造
される。またはあらかじめ分極した薄板状素子板から分
極方向が円周方向と一致するように接線方向となるよう
に切り出す（特公昭395864号参照）ようにしても良く、
その他種々の製造手段が採用される。
そしてこの圧電素子片12の上下面には、電圧印加用の
金属製薄膜電極13,13が焼付け、または蒸着されて形成
される。尚、充分な平滑研磨仕上がなされている場合に
は電極13,13は必ずしも必要ではなく、環状保持端子板1
0a及び電極板3,3（または金属ブロック5,6）との接触面
から直接電圧を印加するようにしても良い。
金属製薄膜電極13,13が焼付け、または蒸着されて形成
される。尚、充分な平滑研磨仕上がなされている場合に
は電極13,13は必ずしも必要ではなく、環状保持端子板1
0a及び電極板3,3（または金属ブロック5,6）との接触面
から直接電圧を印加するようにしても良い。
そして、上述の様に電極13,13を上下に位置させて、
分極方向（第1,2図矢線ｘ）が円周の接線方向となる様
に圧電素子片12を環状保持溝11a,11aに埋入することに
より、保持端子板10aの表裏に分極方向が逆な環状圧電
素子片群14a,14aを配設した電歪要素２が組付けられる
こととなる。
分極方向（第1,2図矢線ｘ）が円周の接線方向となる様
に圧電素子片12を環状保持溝11a,11aに埋入することに
より、保持端子板10aの表裏に分極方向が逆な環状圧電
素子片群14a,14aを配設した電歪要素２が組付けられる
こととなる。
かかる構成にあって、第１図で結線したように接続枝
4,4を介して電極板3,3を短絡し、かつ該電極板3,3と、
前記保持端子板10aとに交番電圧を印加すると、各圧電
素子片12は分極方向へ伸縮し、これが重畳して環状圧電
素子片群14a,14aに円周方向の歪が生じる。このとき両
環状圧電素子片群14a,14aは、分極方向が逆であるから
夫々反対方向に伸縮する。そしてこれに伴って、超音波
捩れ振動子１に捩り振動を生じ、その回動量は各金属ブ
ロック5,6の上端周縁で最大となる。
4,4を介して電極板3,3を短絡し、かつ該電極板3,3と、
前記保持端子板10aとに交番電圧を印加すると、各圧電
素子片12は分極方向へ伸縮し、これが重畳して環状圧電
素子片群14a,14aに円周方向の歪が生じる。このとき両
環状圧電素子片群14a,14aは、分極方向が逆であるから
夫々反対方向に伸縮する。そしてこれに伴って、超音波
捩れ振動子１に捩り振動を生じ、その回動量は各金属ブ
ロック5,6の上端周縁で最大となる。
第5,6図は、本発明の他の実施例を示し、一面にのみ
環状保持溝11bを形成した保持端子板10bに圧電素子片12
を環状に列設して、電歪要素2bを構成したものである。
かかる構成にあって、この電歪要素2bを二枚積層し、各
電歪要素2b,2bの環状圧電素子片群14b,14bの分極方向を
逆とするようにする。この構成にあっては、第５図で結
線したように上部の電歪要素2b上に電極板３を配設し、
該電極板３と下部の電歪要素2bの保持端子板10bとを短
絡し、上部の保持端子板10bと、下部の保持端子板10b間
に交番電圧を印加する。
環状保持溝11bを形成した保持端子板10bに圧電素子片12
を環状に列設して、電歪要素2bを構成したものである。
かかる構成にあって、この電歪要素2bを二枚積層し、各
電歪要素2b,2bの環状圧電素子片群14b,14bの分極方向を
逆とするようにする。この構成にあっては、第５図で結
線したように上部の電歪要素2b上に電極板３を配設し、
該電極板３と下部の電歪要素2bの保持端子板10bとを短
絡し、上部の保持端子板10bと、下部の保持端子板10b間
に交番電圧を印加する。
各実施例にあって電歪要素2a,2bは、任意数積層する
ことができ上下で隣接する各環状圧電素子片群14a,14b
の分極方向を逆とすることにより、その積層数に応じた
大きなねじり歪を取り出すことが可能となる。
ことができ上下で隣接する各環状圧電素子片群14a,14b
の分極方向を逆とすることにより、その積層数に応じた
大きなねじり歪を取り出すことが可能となる。
この超音波捩れ振動子１を超音波モータに利用する場
合には、その金属ブロック５の周縁にロータを接続する
ようにすれば良い。
合には、その金属ブロック５の周縁にロータを接続する
ようにすれば良い。
尚、ロータを一方向のみに回転させる場合には、所定
方向の回動時にのみ、その回動力をロータに付与するよ
うに、例えば圧電積層体を金属ブロック5,6上端周囲に
配設して、圧電積層体の伸縮制御によりロータとの接離
制御を施すようにしても良い。
方向の回動時にのみ、その回動力をロータに付与するよ
うに、例えば圧電積層体を金属ブロック5,6上端周囲に
配設して、圧電積層体の伸縮制御によりロータとの接離
制御を施すようにしても良い。
その他、この超音波捩れ振動子１は、超音波洗浄器や
超音波ウェルダー等にも用いられ得る。
超音波ウェルダー等にも用いられ得る。
［発明の効果］ 本発明は、上述のように、超音波捩れ振動子の周方向
の回動源となる電歪要素を、保持端子板に環状保持溝を
形成し、該保持溝に、分極方向が円周方向に揃うように
して圧電素子片を複数嵌入して環状圧電素子片群を形成
することにより構成したから、電歪要素の形成を、接着
等の手段を要することなく容易に施すことができ、従っ
て超音波捩れ振動子の製造が簡単となる等の優れた効果
がある。
の回動源となる電歪要素を、保持端子板に環状保持溝を
形成し、該保持溝に、分極方向が円周方向に揃うように
して圧電素子片を複数嵌入して環状圧電素子片群を形成
することにより構成したから、電歪要素の形成を、接着
等の手段を要することなく容易に施すことができ、従っ
て超音波捩れ振動子の製造が簡単となる等の優れた効果
がある。
第１図は第一実施例の超音波捩れ振動子１の一部切欠側
面図、第２図は電歪要素2aの平面図、第３図は同縦断側
面図、第４図は保持端子板10a及び圧電素子片12の斜視
図である。また第５図は第二実施例の超音波捩れ振動子
１の一部切欠側面図、第６図は電歪要素2bの同縦断側面
図である。 １……超音波捩れ振動子 2a,2b……電歪要素 5,6……金属ブロック 10a,10b……保持端子板 11a,11b……環状保持溝 12……圧電素子片 14a,14b……環状圧電素子片群
面図、第２図は電歪要素2aの平面図、第３図は同縦断側
面図、第４図は保持端子板10a及び圧電素子片12の斜視
図である。また第５図は第二実施例の超音波捩れ振動子
１の一部切欠側面図、第６図は電歪要素2bの同縦断側面
図である。 １……超音波捩れ振動子 2a,2b……電歪要素 5,6……金属ブロック 10a,10b……保持端子板 11a,11b……環状保持溝 12……圧電素子片 14a,14b……環状圧電素子片群
Claims (1)
- 【請求項１】環状保持溝を一面または両面に形成した保
持端子板の、その保持溝内に、周方向に分極されかつ該
保持溝にほぼ密嵌する内外径を備えた複数個の扇形圧電
素子片を、その分極方向を揃えて円環状に配設すること
により電歪要素を構成し、該電歪要素またはその複数個
からなる積層体の上下に金属ブロックを配設したことを
特徴とする超音波捩れ振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2129462A JP2826674B2 (ja) | 1990-05-19 | 1990-05-19 | 超音波捩れ振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2129462A JP2826674B2 (ja) | 1990-05-19 | 1990-05-19 | 超音波捩れ振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426384A JPH0426384A (ja) | 1992-01-29 |
| JP2826674B2 true JP2826674B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=15010095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2129462A Expired - Lifetime JP2826674B2 (ja) | 1990-05-19 | 1990-05-19 | 超音波捩れ振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826674B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5159226A (en) * | 1990-07-16 | 1992-10-27 | Atlantic Richfield Company | Torsional force transducer and method of operation |
-
1990
- 1990-05-19 JP JP2129462A patent/JP2826674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426384A (ja) | 1992-01-29 |
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Legal Events
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