JP2985901B2 - Piezo motor - Google Patents

Piezo motor

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JP2985901B2
JP2985901B2 JP3098153A JP9815391A JP2985901B2 JP 2985901 B2 JP2985901 B2 JP 2985901B2 JP 3098153 A JP3098153 A JP 3098153A JP 9815391 A JP9815391 A JP 9815391A JP 2985901 B2 JP2985901 B2 JP 2985901B2
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gear
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displacement
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一正 大西
巖 林
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等に用いられ
る小型モータに関し、特に低速回転で高トルクを発生す
る圧電モータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small motor used in electronic equipment and the like, and more particularly to a piezoelectric motor which generates a high torque at a low speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電モータは、従来の電磁モータと比較
して低回転で高トルクを得ることができ、さらに電磁ノ
イズを発生しないなどの特徴を備えているため、カメラ
のオートフォーカス用などに利用されている。このよう
な圧電モータの基本的な駆動原理は、楕円運動を生ずる
圧電素子をステータとして、これに圧接されたロータが
摩擦力を介して回転運動を生ずるものである。この様な
構成を備えた従来の一例を図10に示す。同図に示す圧
電モータは、ねじり振動を生ずるボルト締め振動子1
と、積層型圧電変位素子2とを組み合わせたもので、両
者の動きの合成は、積層型圧電変位素子2の上端に楕円
運動を生じ、この積層型圧電変位素子2に圧接するロー
タ3を回転トルクを生ずるものである。尚、図中符号4
は共振用金属ブロックである。
2. Description of the Related Art Piezoelectric motors are characterized by being able to obtain high torque at low rotation speed and not generating electromagnetic noise as compared with conventional electromagnetic motors. It's being used. The basic driving principle of such a piezoelectric motor is that a piezoelectric element that generates an elliptical motion is used as a stator, and a rotor pressed against the piezoelectric element generates a rotary motion via a frictional force. FIG. 10 shows an example of the related art having such a configuration. The piezoelectric motor shown in FIG.
And the laminated piezoelectric displacement element 2 are combined. The combination of the two movements causes an elliptical motion at the upper end of the laminated piezoelectric displacement element 2 and rotates the rotor 3 pressed against the laminated piezoelectric displacement element 2. It produces torque. Note that reference numeral 4 in FIG.
Is a metal block for resonance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の圧電モータ等では積層型の圧電変位素子2を使用し
たとしても、ロータ3を確実に回転駆動させるだけの振
幅を得ることは困難という問題が未解決のままであっ
た。そこで本発明は、確実な駆動力を得ることができる
圧電モータの提供を目的とする。
However, in the above-described conventional piezoelectric motors and the like, even if the laminated piezoelectric displacement element 2 is used, it is difficult to obtain an amplitude enough to reliably drive the rotor 3 to rotate. Remained unresolved. Therefore, an object of the present invention is to provide a piezoelectric motor capable of obtaining a certain driving force.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の圧電モータは、片持ち式に支持体に支持され
た駆動軸と、それぞれねじ部材内に収納された状態で
記支持体に設けられたボルト挿入孔へと螺入され駆動軸
を中心として所定角度間隔で配置され、順次位相を変化
させた電圧が印加されることで変位し前記駆動軸に対し
てその固定端部近傍で軸線と直交する方向の力を与え、
駆動軸をその解放端部で変位させ円運動させる複数の駆
動素子と、駆動軸の解放端部の前記円運動により回転駆
動される回転体とを具備している。上記構成において、
駆動素子は転動体を介して駆動軸と圧接状態で当接する
ことが好ましく、あるいは駆動素子の変位量を拡大する
変位拡大機構を設け、この変位拡大機構を介して駆動軸
に力を与えるものであることが好ましい。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
According to the piezoelectric motor of the present invention, the drive shaft supported by the support in a cantilever manner and a bolt insertion hole provided in the support in a state housed in the screw member , respectively. Drive shaft
Are arranged at predetermined angular intervals around the center , and are displaced by the application of voltages having sequentially changed phases, and give a force in a direction orthogonal to the axis near the fixed end to the drive shaft,
The drive shaft includes a plurality of drive elements for displacing and circularly moving the drive shaft at its open end, and a rotating body that is rotationally driven by the circular movement of the open end of the drive shaft. In the above configuration,
The drive element comes into contact with the drive shaft in a pressure-contact state via the rolling elements
Preferably, or preferably, a displacement magnifying mechanism for increasing the amount of displacement of the drive element is provided, and a force is applied to the drive shaft via the displacement magnifying mechanism .

【0005】[0005]

【作用】上記構成を有する本発明の圧電モータでは、
動軸の固定端部近傍にねじ部材内に収納されて配置され
た複数の駆動素子に、順次位相を変化させた電圧を印加
する。この電圧の印加により、駆動軸は、例えば転動体
あるいは変位拡大機構を介して駆動素子によりたわみを
生じさせられる。このたわみによる変位は、その解放端
部にいくにつれて増幅され、ここに回転体が設けられて
いる。すなわち、印加される電圧による駆動素子の振幅
は、駆動軸により増幅されて回転体に伝達される。この
ようにして、確実な駆動力を得ることができるようにし
ている
According to the piezoelectric motor of the present invention having the above-described structure, a voltage having a phase that is sequentially changed is applied to a plurality of drive elements housed and arranged in a screw member near the fixed end of the drive shaft. By applying this voltage, the driving shaft is , for example, a rolling element
Alternatively, deflection can be caused by the driving element via the displacement enlarging mechanism . The displacement due to this deflection is amplified as it approaches its open end, where the rotating body is provided. That is, the amplitude of the drive element due to the applied voltage is amplified by the drive shaft and transmitted to the rotating body. In this way, a reliable driving force can be obtained .

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、第1実施例としての圧電モータを組み立て
た状態を示す断面図、図2及び図3は、図1に示す圧電
モータを分解した状態で示す分解斜視図である。図1乃
至図3に示す圧電モータ10は、互いに嵌合される筒状
からなる第1,第2のケース11,12と、第2のケー
ス12内に収納された出力部25と、この出力部25を
その解放端部に固着されたほぼ円柱状の駆動軸16と、
この駆動軸16の図示左端部近傍に配置された複数の圧
電素子19を備えている。上記駆動軸16は、本実施例
ではジュラルミンから形成されており、図2にも示すよ
うに左端部に大径の円柱状からなる取付部16aを形成
され、この取付部16aを介して上記第1のケース11
に片持ち式に取り付けられる。この取付部16aの近傍
には断面がほぼV字形状からなる複数の円錐孔16bが
形成されている。ここには、後述する積層型圧電素子1
9との間に圧接状態で介装される転動体(ボール)21
が配置される。さらに、図示右端部近傍には鍔部16c
が形成されている。この鍔部16cは、詳細を後述する
出力部25の一部をなす内歯歯車(駆動側歯車)23を
位置決めするためのものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a state in which a piezoelectric motor according to a first embodiment is assembled, and FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views showing the piezoelectric motor shown in FIG. 1 in an exploded state. The piezoelectric motor 10 shown in FIGS. 1 to 3 includes first and second cases 11 and 12 each having a cylindrical shape fitted to each other, an output unit 25 housed in the second case 12, A substantially cylindrical drive shaft 16 secured to the open end of the portion 25;
A plurality of piezoelectric elements 19 are provided near the left end of the drive shaft 16 in the figure. The drive shaft 16 is formed of duralumin in the present embodiment, and has a large-diameter cylindrical mounting portion 16a formed at the left end as shown in FIG. 1 case 11
Can be mounted cantilevered. A plurality of conical holes 16b having a substantially V-shaped cross section are formed near the mounting portion 16a. Here, a laminated piezoelectric element 1 described later is used.
Rolling element (ball) 21 interposed in a press-contact state between the rolling element and ball 9
Is arranged. Further, a flange 16c is provided near the right end in the figure.
Are formed. The flange 16c is for positioning an internal gear (drive-side gear) 23 that forms a part of an output unit 25 described in detail below.

【0007】上記第1のケース11は、上記駆動軸16
と同じジュラルミンから形成されており、ほぼ有底円筒
状からなるものである。この第1のケース11の左端面
11eの中央部には、上記駆動軸16の取付部16aを
挿入される挿入孔11aが形成され、右端部の外周面に
は第2のケース12との嵌合部11bが形成されてい
る。また、この嵌合部11bには、内部に収納される駆
動軸16を中心として、対向する外周面に雌ねじ部11
c,11cが穿設されている。また、この第1のケース
11の左端部近傍の外周面には、本実施例では駆動軸1
6を中心とするボルト挿入孔11dが90度間隔で形成
されている。ここに、積層型圧電素子19が配置され
る。なお、駆動軸16の取付部16aと第1のケース1
1の挿入孔11aとは、いもねじ(セットスクリュー)
20,20によって固定されるようになっている。
The first case 11 includes the drive shaft 16
It is made of the same duralumin, and has a substantially cylindrical shape with a bottom. An insertion hole 11a into which the mounting portion 16a of the drive shaft 16 is inserted is formed at the center of the left end surface 11e of the first case 11, and the second case 12 is fitted to the outer peripheral surface at the right end. A joining portion 11b is formed. The fitting portion 11b has a female screw portion 11 on an opposing outer peripheral surface around a drive shaft 16 housed therein.
c, 11c are drilled. Further, in the present embodiment, the drive shaft 1 is provided on the outer peripheral surface near the left end of the first case 11.
Bolt insertion holes 11d centered at 6 are formed at 90 degree intervals. Here, the laminated piezoelectric element 19 is arranged. The mounting portion 16a of the drive shaft 16 and the first case 1
1 insertion hole 11a is a potato screw (set screw)
20, 20 are fixed.

【0008】前記各ボルト挿入孔11dには、図示ねじ
部材17が螺入される。このねじ部材17は、外周面に
ねじ部17aを形成され、底部にドライバー用の溝17
bを形成された円筒状のものである。この内部に積層型
圧電素子19が収納されている。この積層型圧電素子1
9は、それぞれ複数の圧電素子を長軸方向に積層して構
成されたもので、印加電圧をON/OFFしたときの振
幅の増大を図るようにしたものである。この各積層型圧
電素子19は、上記転動体21を介して駆動軸16と圧
接状態で当接している。なお、符号18はねじ部材17
のゆるみ止め用のロックナットである。本実施例に示す
出力部25は、駆動軸16の解放端部(図示右端部)に
固定されている駆動側歯車23と、この駆動側歯車23
に噛合する回転自在に配置された被駆動側歯車13とを
備えている。
The illustrated screw member 17 is screwed into each of the bolt insertion holes 11d. The screw member 17 has a screw portion 17a formed on the outer peripheral surface, and a groove 17
It is a cylindrical shape formed with b. The multilayer piezoelectric element 19 is accommodated in this. This laminated piezoelectric element 1
Reference numeral 9 denotes a structure in which a plurality of piezoelectric elements are stacked in the longitudinal direction, and the amplitude is increased when the applied voltage is turned ON / OFF. Each of the laminated piezoelectric elements 19 is in pressure contact with the drive shaft 16 via the rolling element 21. Reference numeral 18 denotes a screw member 17.
This is a lock nut for preventing loosening. The output unit 25 shown in the present embodiment includes a driving gear 23 fixed to an open end (right end in the drawing) of the driving shaft 16 and the driving gear 23.
And a driven gear 13 rotatably arranged to mesh with the driven gear 13.

【0009】上記駆動側歯車23は、ほぼ円柱形状から
なり、図示右端面に凹部23bが形成され、この凹部2
3bの内周面に歯23aが形成された内歯である。ま
た、その軸心には、駆動軸16を嵌入される嵌入孔23
cが形成されている。上記被駆動側歯車13は、この駆
動側歯車23に噛合する外歯であり、回転中心片面側に
外周面にねじ部を形成された軸13aが突出形成されて
いる。この軸13aを介して第2のケース12に回転自
在に支持される。第2のケース12は、上記第1のケー
ス11と同じジュラルミンで形成されており、全体とし
てほぼ有底円筒状のものである。この図示右端面の中央
には凹部12aが形成され、ここに被駆動側歯車13用
のロックナット14,15が螺合され、被駆動側歯車1
3と共に回転駆動される。この場合、転動体22,24
は凹部12aが形成されている壁面を挟んで配置され、
上記ロックナット14,15による挟持力を介して被駆
動側歯車13自体を回転自在に支持するようになってい
る。尚、図2に示すように図示左端部の外周面には、上
記第1のケース11に形成されている雌ねじ部11cに
対応する位置に、ばか穴12b,12bが形成されてい
る。
The driving side gear 23 has a substantially cylindrical shape, and has a concave portion 23b formed on the right end surface in the figure.
3b are internal teeth having teeth 23a formed on the inner peripheral surface. Further, an insertion hole 23 into which the drive shaft 16 is inserted is provided in the shaft center.
c is formed. The driven side gear 13 is an external tooth that meshes with the driving side gear 23, and has a shaft 13a having a threaded portion formed on the outer peripheral surface on one side of the center of rotation. It is rotatably supported by the second case 12 via the shaft 13a. The second case 12 is formed of the same duralumin as the first case 11, and has a substantially bottomed cylindrical shape as a whole. A concave portion 12a is formed in the center of the right end face in the figure, and lock nuts 14 and 15 for the driven gear 13 are screwed into the concave portion 12a.
3 and is driven to rotate. In this case, the rolling elements 22, 24
Are arranged across the wall surface on which the concave portion 12a is formed,
The driven-side gear 13 itself is rotatably supported via the holding force of the lock nuts 14 and 15. As shown in FIG. 2, pit holes 12b, 12b are formed on the outer peripheral surface at the left end in the figure at positions corresponding to the female screw portions 11c formed in the first case 11.

【0010】ところで、上記被駆動側歯車13の直径値
(歯先円径)は、駆動側歯車23の凹部23bの直径値
(歯先円径)よりも小さく設定されており、駆動軸16
が変位しない状態すなわち中立状態で、両者が当接しな
いように設定している。すなわち、両者に形成されてい
る歯数は、本実施例では駆動側歯車23の歯数が404
枚、被駆動側歯車13が400枚としている。このよう
に歯数をやや相違させることで、この歯数の差に相当す
る減速比を得るようにしている。この歯数比の場合の減
速比は、(4/400)=(1/100)である。尚、
駆動側歯車及び被駆動側歯車の歯数は、上記歯数に限定
されるものではなく、前記得ようとする減速比等を勘案
して適宜設定すればよい。このモータにおいて歯数の比
と出力回転数Nとの関係の一般式を示すと、 N={(Z1−Z2)/Z2}×60×f (rpm) である。ただしNは出力回転数、Z1は駆動側歯車(内
歯車)の歯数、Z2は被駆動側歯車(外歯車)の歯数、
fは振動(回転振動)周波数(Hz)である。
The diameter (tooth circle diameter) of the driven gear 13 is set smaller than the diameter (tooth circle diameter) of the recess 23b of the drive gear 23, and the drive shaft 16
Are not displaced, that is, in a neutral state, so that they do not come into contact with each other. That is, in this embodiment, the number of teeth formed on both sides is 404
The number of driven gears 13 is 400. By making the number of teeth slightly different in this way, a reduction ratio corresponding to the difference in the number of teeth is obtained. The speed reduction ratio in the case of this gear ratio is (4/400) = (1/100). still,
The number of teeth of the driving side gear and the driven side gear is not limited to the above number of teeth, and may be appropriately set in consideration of the reduction ratio to be obtained or the like. A general expression of the relation between the ratio of the number of teeth and the output rotation speed N in this motor is as follows: N = {(Z1-Z2) / Z2} × 60 × f (rpm) Where N is the number of output rotations, Z1 is the number of teeth on the driving side gear (internal gear), Z2 is the number of teeth on the driven side gear (external gear),
f is a vibration (rotational vibration) frequency (Hz).

【0011】以上の構成を備えた一実施例装置の動作に
ついて、図4をも参照して説明する。図4(A)乃至
(D)は駆動側歯車と被駆動側歯車との動作状態を示す
説明図である。なお実際の両歯車の歯数の差は4枚とわ
ずかであり、駆動側歯車23と被駆動側歯車13の直径
の差はわずかであるが、図4の各図では、説明の都合
上、直径比を誇張して示している。まず、本実施例では
前記四つの積層型圧電素子19に順次位相を異ならせた
電圧を印加している。そしてその結果、駆動軸16の解
放端部が図4(A)乃至(D)に示すように時計方向に
円運動の軌跡を描くように変位される。この場合、積層
型圧電素子19が駆動軸16の固定端部近傍に配置され
ているので、この積層型圧電素子19によって変位され
る当該駆動軸16の変位量は、固定端部から解放端部に
かけて増幅されることになる。このようにして、上記四
つの積層型圧電素子19に順次位相を異ならせた電圧を
印加すると、被駆動側歯車13と駆動側歯車23との噛
合部分が図4(A)に示す状態から同図(D)に示す状
態に順次変化する。図4では駆動軸16ならびに出力側
の軸13aの中心をO1で示し、駆動側歯車23の中心
をO2で示している。四つの積層型圧電素子19に順次
位相を異ならせた電圧を印加して、駆動軸16の解放端
部を円動作させると、例えば図4(A)から(D)に示
すように、駆動側歯車23の中心O2は軸13aなどの
中心O1を中心点として時計方向へ回動する。
The operation of the embodiment device having the above configuration will be described with reference to FIG. FIGS. 4A to 4D are explanatory views showing the operating states of the driving gear and the driven gear. Note that the actual difference in the number of teeth between the two gears is as small as four, and the difference in the diameter between the driving gear 23 and the driven gear 13 is small. However, in each of FIGS. The diameter ratio is exaggerated. First, in this embodiment, voltages having sequentially different phases are applied to the four laminated piezoelectric elements 19. As a result, the open end of the drive shaft 16 is displaced so as to draw a circular motion trajectory clockwise as shown in FIGS. 4 (A) to 4 (D). In this case, since the laminated piezoelectric element 19 is disposed near the fixed end of the drive shaft 16, the displacement of the drive shaft 16 displaced by the laminated piezoelectric element 19 is changed from the fixed end to the open end. To be amplified. When voltages having sequentially different phases are sequentially applied to the four stacked piezoelectric elements 19 in this manner, the meshing portion between the driven gear 13 and the driving gear 23 changes from the state shown in FIG. The state sequentially changes to the state shown in FIG. In FIG. 4, the center of the drive shaft 16 and the output shaft 13a is indicated by O1, and the center of the drive gear 23 is indicated by O2. When voltages having sequentially different phases are sequentially applied to the four stacked piezoelectric elements 19 to cause the open end of the drive shaft 16 to perform a circular operation, for example, as shown in FIGS. The center O2 of the gear 23 rotates clockwise about the center O1 of the shaft 13a or the like.

【0012】同図(A)に示す状態では駆動軸16(同
図には図示しない)が図示右方向に変位されて中心O2
が右方向へ移動しており、この状態では被駆動側歯車1
3の図示左部分と駆動側歯車23の左部分とが噛合して
いる。この状態から、四つの積層型圧電素子19に順次
位相を異ならせた電圧を印加すると、駆動軸16の解放
端部は円の軌跡を描くようにして同図(B)に示す状態
に変位する。このような駆動軸16の変位により、その
解放端部に取り付けられている駆動側歯車23は、噛合
状態にある被駆動側歯車13を反時計方向に所定角度だ
け回転させる。同様にして駆動軸16を順次変位される
と、駆動側歯車23に噛合している被駆動側歯車13は
所定角度ずつ順次反時計方向に回転される。
In the state shown in FIG. 1A, the drive shaft 16 (not shown in the figure) is displaced rightward in FIG.
Is moving rightward, and in this state, the driven gear 1
3 and the left side of the drive-side gear 23 mesh with each other. In this state, when voltages having different phases are sequentially applied to the four laminated piezoelectric elements 19, the open end of the drive shaft 16 is displaced to a state shown in FIG. . Due to such displacement of the drive shaft 16, the drive side gear 23 attached to the release end rotates the driven side gear 13 in the meshed state by a predetermined angle in the counterclockwise direction. Similarly, when the drive shaft 16 is sequentially displaced, the driven gear 13 meshed with the drive gear 23 is sequentially rotated counterclockwise by a predetermined angle.

【0013】そして、駆動軸16が同図(D)から同図
(A)に示す状態に変位すると、被駆動側歯車13は、
駆動側歯車23の歯数と被駆動側歯車13の歯数の差だ
け回転する。本実施例では歯数の差が4であるから、上
記図4(A)乃至(D)に示す一連の運動が百回だけ行
われると、被駆動側歯車13が一回転する。すなわち、
本実施例では減速比を前述のように(1/100)とし
ている。そして、積層型圧電素子19に対する電圧の印
加を停止した場合、駆動軸16の湾曲変位状態が解除さ
れ、これにより駆動側歯車23と被駆動側歯車13とが
噛合しない状態となる。従って、駆動軸16を一定の回
転位置で停止させる必要がある場合には、いずれかの積
層型圧電素子19に対して電圧を印加させた状態とすれ
ばよい。
When the drive shaft 16 is displaced from the state shown in FIG. 3D to the state shown in FIG.
It rotates by the difference between the number of teeth of the driving side gear 23 and the number of teeth of the driven side gear 13. In this embodiment, since the difference in the number of teeth is 4, if the series of movements shown in FIGS. 4A to 4D is performed 100 times, the driven gear 13 makes one rotation. That is,
In this embodiment, the reduction ratio is set to (1/100) as described above. When the application of the voltage to the multilayer piezoelectric element 19 is stopped, the curved displacement state of the drive shaft 16 is released, and the drive side gear 23 and the driven side gear 13 do not mesh with each other. Therefore, when it is necessary to stop the drive shaft 16 at a fixed rotational position, a state in which a voltage is applied to any one of the stacked piezoelectric elements 19 may be employed.

【0014】以上詳述した第1実施例であれば、印加さ
れる電圧に伴って伸縮する積層型圧電素子19の振幅
が、駆動軸16によって増幅されるようになる。従っ
て、従来のこの種の圧電モータでは得られなかった確実
な動作を行わせることができる。さらに積層型圧電素子
19の駆動周波数を駆動軸16の一次共振周波数あるい
はその近傍の周波数に一致させれば、駆動軸16の解放
端部の変位量をさらに増大させることができ、これによ
りさらに確実な動作を確保することができる。また、本
実施例では出力部を歯車により構成しているので、回転
速度を一定に出力することができる。また、その歯数比
を任意に設定することができるので、所望の減速比を得
ることができる。尚、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において様々に変形実
施が可能である。前記実施例では、駆動軸の解放端部に
設けられた出力部を、駆動軸に固着された内歯と、これ
と噛合可能状態に第2のケースに回転自在に支持された
被駆動側歯車とを備えたものとして例示したが、図5に
示す構成とした出力部であってもよい。
In the first embodiment described in detail above, the amplitude of the laminated piezoelectric element 19 that expands and contracts according to the applied voltage is amplified by the drive shaft 16. Therefore, it is possible to perform a reliable operation that cannot be obtained with a conventional piezoelectric motor of this type. Further, if the driving frequency of the multilayer piezoelectric element 19 is made to coincide with the primary resonance frequency of the driving shaft 16 or a frequency near the primary resonance frequency, the displacement of the open end of the driving shaft 16 can be further increased, thereby further ensuring Operation can be secured. Further, in the present embodiment, since the output unit is constituted by a gear, it is possible to output a constant rotation speed. Further, since the gear ratio can be set arbitrarily, a desired reduction ratio can be obtained. The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the invention. In the above embodiment, the output portion provided at the open end of the drive shaft is provided with an internal tooth fixed to the drive shaft, and a driven-side gear rotatably supported by the second case so as to be meshable therewith. However, the output unit may be configured as shown in FIG.

【0015】図5に示す出力部26は、一方の端部が固
定され、他方の端部に外歯歯車26aが形成された駆動
部材27と、外歯歯車27aに噛合する内歯歯車28と
を備えたものである。すなわち、図示実施例では、上記
駆動側歯車と被駆動側歯車とを入れ替えたものと同等の
構成としたものである。このような構成とした出力部で
あっても、図示又は説明した実施例と同様の効果を得る
ことができる。ところで、前記各実施例では、駆動部材
の断面形状が円形状のものを例として示したが、図6乃
至図8に示す断面形状を備えたものであってもよい。ま
ず、図6に示す駆動部材29は、断面形状が四角形状か
らなるものである。そして、その各側面であって固定端
部29a近傍に、前記と同様の積層型圧電素子19が固
定されている。
The output section 26 shown in FIG. 5 includes a drive member 27 having one end fixed and an external gear 26a formed at the other end, and an internal gear 28 meshing with the external gear 27a. It is provided with. That is, in the illustrated embodiment, the driving gear and the driven gear are replaced with each other to have the same configuration. Even with the output unit having such a configuration, the same effects as those of the illustrated or described embodiment can be obtained. By the way, in each of the above embodiments, the driving member has a circular cross section as an example. However, the driving member may have a cross section shown in FIGS. 6 to 8. First, the driving member 29 shown in FIG. 6 has a rectangular cross section. The same layered piezoelectric element 19 as described above is fixed on each side surface and near the fixed end portion 29a.

【0016】図7に示す駆動部材30は、断面形状が三
角形からなるもので、図8に示す駆動部材31は、同様
に断面形状が六角形状からなるものである。この場合、
各側面には、符号32で示す圧電素子が圧接されてい
る。このような形状からなる各駆動部材を備えた圧電モ
ータであっても、前記各実施例と同様の効果を得ること
ができる。また、前記各実施例では、積層型圧電素子に
対して電圧を印加しない状態では、駆動側歯車と被駆動
側歯車とが噛合しないように両者の寸法や歯数を設定し
ていたが、駆動側歯車と被駆動側歯車の歯数差をさらに
少なくして、電圧を印加しない駆動側歯車が中立状態の
ときに、両歯車の歯先どうしが噛合状態となるように設
定してもよい。これにより電圧の非印加時に、被駆動部
材が回転せず、固定された状態となる。また、駆動側歯
車と被駆動側歯車とが円形状のものではなく、楕円形状
のものであってもよい。このような各構成を備えた圧電
モータであっても、前記各実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
The driving member 30 shown in FIG. 7 has a triangular cross section, and the driving member 31 shown in FIG. 8 has a hexagonal cross section. in this case,
A piezoelectric element indicated by reference numeral 32 is pressed against each side surface. Even with a piezoelectric motor provided with each drive member having such a shape, the same effects as those of the above embodiments can be obtained. In each of the above embodiments, when no voltage is applied to the multilayer piezoelectric element, the dimensions and the number of teeth are set so that the driving gear and the driven gear do not mesh with each other. The difference between the number of teeth of the side gear and the number of teeth of the driven side gear may be further reduced so that when the driving side gear to which no voltage is applied is in the neutral state, the tooth tips of both gears are in mesh with each other. As a result, when no voltage is applied, the driven member does not rotate and is in a fixed state. Further, the driving side gear and the driven side gear may be elliptical instead of circular. Even with a piezoelectric motor having such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

【0017】さらに、本発明は、図9に示す第2実施例
のような構造も可能である。この実施例では、駆動軸1
6を変位させる機構として、積層型圧電素子19の変位
をテコにより拡大するための変位拡大機構35が設けら
れている。例えば積層型圧電素子19と変位拡大機構3
5は、前記第1実施例と同様に四つ設けられており、そ
れぞれの積層型圧電素子19に位相の異なる電圧を印加
することにより、図4に示した駆動側歯車23の回転変
位量(駆動軸16の解放端部)の振幅が拡大されること
になる。その結果、例えば駆動側歯車23の歯数と被駆
動側歯車13の歯数(減速比)をある値に設定した場合
に、第1実施例よりも歯車のピッチ円を大きくできるこ
とになって歯車のモジュールを大きくできる。よって歯
を大きくでき、両歯車の歯のスリップがなくなり、また
モジュールの大きい歯車は製造も容易である。なお図9
の実施例においても図5に示すように、駆動側を外歯車
に、被駆動側を内歯車にすることも可能である。
Further, in the present invention, a structure like the second embodiment shown in FIG. 9 is also possible. In this embodiment, the drive shaft 1
As a mechanism for displacing the piezoelectric element 6, a displacement enlarging mechanism 35 for enlarging the displacement of the laminated piezoelectric element 19 by leverage is provided. For example, the laminated piezoelectric element 19 and the displacement magnifying mechanism 3
4 are provided in the same manner as in the first embodiment, and by applying voltages having different phases to the respective laminated piezoelectric elements 19, the rotational displacement amount of the drive side gear 23 shown in FIG. The amplitude of the open end of the drive shaft 16 is enlarged. As a result, for example, when the number of teeth of the driving-side gear 23 and the number of teeth (reduction ratio) of the driven-side gear 13 are set to certain values, the pitch circle of the gear can be made larger than in the first embodiment. Module can be enlarged. Therefore, the teeth can be made large, the slip of the teeth of both gears can be eliminated, and the gear having a large module can be easily manufactured. FIG. 9
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the driving side may be an external gear and the driven side may be an internal gear.

【0018】さらに第1と第2の両実施例、すなわち図
1、図5、図9のそれぞれにおいて、駆動軸の端部に設
けられている歯車23、27aを駆動軸16,駆動部材
27に対し軸受により回転自在に設け、他方の歯車2
3,28を固定することにより、駆動軸側の歯車を回転
させることも可能である。さらに上記各実施例では、駆
動素子として圧電材料素子を使用したが、超磁歪材料素
子、形状記憶合金素子などを使用することも可能であ
る。
Further, in both the first and second embodiments, ie, FIGS. 1, 5 and 9, the gears 23 and 27a provided at the ends of the drive shaft are connected to the drive shaft 16 and the drive member 27. The other gear 2 is provided rotatably by a bearing.
By fixing 3, 28, the gear on the drive shaft side can also be rotated. Further, in each of the above embodiments, a piezoelectric material element is used as the driving element, but a giant magnetostrictive material element, a shape memory alloy element, or the like may be used.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、確実な駆
動力を得ることができる圧電モータの提供ができる
According to the present invention described in detail above, a piezoelectric motor capable of obtaining a certain driving force can be provided .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施例としての圧電モータを組み立てた状
態を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a state in which a piezoelectric motor according to a first embodiment is assembled.

【図2】図1に示す圧電モータを分解した状態で示す分
解斜視図。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the piezoelectric motor shown in FIG. 1 in an exploded state.

【図3】図1に示す圧電モータを分解した状態で示す分
解斜視図。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the piezoelectric motor shown in FIG. 1 in an exploded state.

【図4】(A)乃至(D)は、駆動側歯車と被駆動側歯
車との噛合状態を示す説明図。
FIGS. 4A to 4D are explanatory diagrams showing a meshing state between a driving gear and a driven gear.

【図5】出力部の他の一実施例を示す構成説明図。FIG. 5 is a configuration explanatory view showing another embodiment of the output unit.

【図6】駆動部材の他の一実施例を示す概略斜視図。FIG. 6 is a schematic perspective view showing another embodiment of the driving member.

【図7】駆動部材の他の一実施例を示す概略斜視図。FIG. 7 is a schematic perspective view showing another embodiment of the driving member.

【図8】駆動部材の他の一実施例を示す概略斜視図。FIG. 8 is a schematic perspective view showing another embodiment of the driving member.

【図9】第2実施例の圧電モータの構造の概略図FIG. 9 is a schematic diagram of a structure of a piezoelectric motor according to a second embodiment.

【図10】従来の圧電モータの構成を示す斜視図。FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a conventional piezoelectric motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16,29乃至31 駆動軸 19,32 圧電素子 25 出力部 23 駆動側歯車 13 被駆動側歯車 35 変位拡大機構 16, 29 to 31 Drive shaft 19, 32 Piezoelectric element 25 Output unit 23 Drive side gear 13 Driven side gear 35 Displacement enlargement mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 巖 東京都町田市鶴間440−11 (72)発明者 岩附 信行 神奈川県横浜市緑区長津田3−24−34 (56)参考文献 特開 昭62−167963(JP,A) 特開 昭60−229680(JP,A) 特開 昭60−160384(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02N 2/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Iwao Hayashi 440-11 Tsuruma, Machida-shi, Tokyo (72) Inventor Nobuyuki Iwatsuki 3-24-34 Nagatsuda, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (56) References -167963 (JP, A) JP-A-60-229680 (JP, A) JP-A-60-160384 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02N 2/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 片持ち式に支持体に支持された駆動軸
と、それぞれねじ部材内に収納された状態で前記支持体
に設けられたボルト挿入孔へと螺入され駆動軸を中心と
して所定角度間隔で配置され、順次位相を変化させた電
圧が印加されることで変位し前記駆動軸に対してその固
定端部近傍で軸線と直交する方向の力を与え、駆動軸を
その解放端部で変位させ円運動させる複数の駆動素子
と、駆動軸の解放端部の前記円運動により回転駆動され
る回転体とを具備したことを特徴とする圧電モータ。
1. A drive shaft supported by a support in a cantilever manner, and a drive shaft which is screwed into a bolt insertion hole provided in the support while being housed in a screw member.
It is arranged at a predetermined angular interval, is displaced by applying a voltage of which phase is sequentially changed, and applies a force in the direction orthogonal to the axis near the fixed end to the drive shaft, thereby causing the drive shaft to A piezoelectric motor, comprising: a plurality of driving elements which are displaced at an open end to make a circular motion; and a rotating body which is rotationally driven by the circular motion of the open end of the drive shaft.
【請求項2】 駆動素子は転動体を介して駆動軸と圧接
状態で当接している請求項1記載の圧電モータ。
2. A drive element is pressed against a drive shaft via a rolling element.
The piezoelectric motor according to claim 1, wherein the piezoelectric motor contacts in a state.
【請求項3】 駆動素子の変位量を拡大する変位拡大機
構を設け、この変位拡大機構を介して駆動軸に力を与え
る請求項記載の圧電モータ。
3. A displacement magnifying mechanism for enlarging a displacement amount of the driving element is provided, a piezoelectric motor according to claim 1, wherein empowering the drive shaft through the displacement enlarging mechanism.
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