JP3784693B2

JP3784693B2 - Motor using piezoelectric element

Info

Publication number: JP3784693B2
Application number: JP2001334684A
Authority: JP
Inventors: 田芳弘野
Original assignee: Suruga Seiki Co Ltd
Current assignee: Suruga Seiki Co Ltd
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003143877A

Description

【０００１】
本発明は、圧電素子利用のモ−タ−に係り、特に、圧電素子を駆動源として回転運動を発生させる圧電素子利用のモ−タに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より圧電素子を駆動源として直進運動を発生させるものとして、例えば、特公平４−５２０７０号公報記載の「圧電・電歪素子を用いた衝撃力による微小移動装置」があり、また、回転運動を行うものとして、超音波モ−タ−がある。
超音波モ−タ−は、ロ−タ−と、円周の外周に圧電素子を配置したステ−タ−とを有し、圧電素子に電圧を与えて圧電素子を伸縮させてステ−タ−側に圧電素子による進行波を形成し、この進行波によりステ−タ−に強く接触しているロ−タ−を回転させるものである。
しかしながら、上述の超音波モ−タ−にあっては、円周の外周に圧電素子を複数配置し、該圧電素子の伸縮による進行波を電圧制御等により形成しなければならず、制御が複雑になると共に、円周の外周に圧電素子を複数配置するため、小型化の点で制約を受けるという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題点を除去するようにした圧電素子利用のモ−タ−を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の圧電素子利用のモ−タ−は、回転自在に支持された回転軸と、この回転軸の端面に立設すると共に、前記回転軸に放射状に設けられた複数の第１の電極と、慣性体本体より垂下して前記複数の第１の電極に対向するように放射状に設けられた複数の第２の電極を備えた慣性体と、対向する前記第１の電極と前記第２の電極との間毎に設けられた扇形形状の複数の圧電素子とを有したモ−タ−であって、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加して前記扇形形状の圧電素子の内周側と外周側との歪み差を利用して前記回転軸を駆動させるものである。
【００１１】
【実施例】
圧電素子利用のモ−タ−を図面を参照して説明する。
（実施例１）
Ａは圧電素子利用のモ−タ−で、圧電素子利用のモ−タ−Ａは、回転自在に支持された回転軸１を有している。回転軸１は外周に雄螺子を有し、該雄螺子は雌螺子体２の内周に設けた雌螺子に螺合して、回転自在に支持されている。
３は回転軸１の端面に設けられた第１の電極で、４は第１の電極５に設けられた圧電素子で、５は圧電素子４に設けられた第２の電極で、第２の電極５と第１の電極３で圧電素子４を挟む構成となっている。圧電素子４は、例えば、第１の電極３、第２の電極５にそれぞれ導電性の接着剤で取り付けられている。６は、第２の電極５に設けられた慣性体である。なお、慣性体６の裏面に第２の電極５が、例えば、絶縁性の接着剤で取り付けられている。
【００１２】
上述した圧電素子４は円盤形状をなし、ランジュバン型で、該円盤は図２に示すように、二分割された第１の分割片41と第２の分割片42を有し、第１の分割片41と第２の分割片42とは分極方向が異なるように設けられている（図２の矢印は、分極方向を示している。）。
そして、第１の電極３と第２の電極５との間に印加する電圧は、例えば、鋸歯状の三角波で、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形である。
圧電素子４に上述した電圧を印加すると、第１の分割片41の変移方向と第２の分割片42の変移方向とが異なっているため、圧電素子４全体としては、図２の記載のように、時計回りに回転変移が生じて回転軸１を駆動させることとなる。
なお、立ち下がりが緩やかな電圧波形の印加により、圧電素子４の縮みが緩やかとなり、回転軸１は反時計側に回転せず、慣性体６が時計回りに回転して圧電素子４の歪みが解消され、その後、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形の電圧が圧電素子４に逐次印加されることにより、回転軸１が回転駆動されるようになっている。
【００１３】
（実施例２）
実施例１の圧電素子４は、第１の分割片41と第２の分割片42と二分割されているが、本発明にあっては、これに限らず、図３及び図４に示すように、第１の分割片41は分割されて複数の第１’の分割片41’を形成し、この複数の第１’の分割片41’の分極方向は全て同じであると共に、第２の分割片42は分割されて複数の第２’の分割片42’を形成し、この複数の第２’の分割片42’の分極方向は全て同じとなるようにしても良く、第１’の分割片41’及び第２’の分割片42’の数は適宜である。なお、図３及び図４に図１及び図２と同一部分に同一符号を付して、その説明を省略する。また、図４の矢印は、分極方向を示している。
【００１４】
（実施例３）
圧電素子利用のモ−タ−Ａは、実施例１の圧電素子利用のモ−タ−Ａと同様に、回転自在に支持された回転軸１を有している。回転軸１は外周に雄螺子を有し、該雄螺子は雌螺子体２の内周に設けた雌螺子に螺合して、回転自在に支持されている（図５参照）。
３は回転軸１の端面に設けられた第１の電極で、４は第１の電極５に設けられた圧電素子で、５は圧電素子４に設けられた第２の電極で、第２の電極５と第１の電極３で圧電素子４を挟む構成となっている。圧電素子４は、例えば、第１の電極３、第２の電極５にそれぞれ導電性の接着剤で取り付けられている。６は、第２の電極５に設けられた慣性体である。なお、慣性体６の裏面に第２の電極５が、例えば、絶縁性の接着剤で取り付けられている。
【００１５】
上述した圧電素子４は底面の直径より高さが低い円柱形状をなし、該円柱の母線に対して斜め方向に分極されたものとなっている（図６の矢印は、分極方向を示している。）。圧電素子４は、例えば、扇形に分割して形成されている。
そして、第１の電極３と第２の電極５との間に印加する電圧は、例えば、鋸歯状の三角波で、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形である。
圧電素子４に上述した電圧を印加すると、圧電素子４の円柱の母線に対して斜め方向に分極されているため、圧電素子４全体としては、図６記載のように、時計回りに回転変移が生じて回転軸１を駆動させることとなる。
なお、立ち下がりが緩やかな電圧波形の印加により、圧電素子４の縮みが緩やかとなり、回転軸１は反時計側に回転せず、慣性体６が時計回りに回転して圧電素子４の歪みが解消され、その後、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形の電圧が圧電素子４に逐次印加されることにより、回転軸１が回転駆動されるようになっている。
【００１６】
（実施例４）
圧電素子利用のモ−タ−Ａは、実施例１の圧電素子利用のモ−タ−Ａと同様に、回転自在に支持された回転軸１を有している。回転軸１は外周に雄螺子を有し、該雄螺子は雌螺子体２の内周に設けた雌螺子に螺合して、回転自在に支持されている（図７参照）。
31は複数の第１の電極で、第１の電極31は回転軸１の端面に立設すると共に、回転軸１の端面に放射状に複数設けられている（図９参照）。
また、６は慣性体で、慣性体６は慣性体本体60より垂下して複数の第１の電極31に対向するように放射状に設けられた複数の第２の電極61を備えている。
41は複数の圧電素子で、複数の圧電素子41は対向する第１の電極31と第２の電極61との間毎に設けられ、扇形形状となっている。圧電素子41は、例えば、第１の電極31、第２の電極61にそれぞれ導電性の接着剤で取り付けられている。なお、Ｉ₁ 、Ｉ₂ は絶縁層を示している（図８参照）。
【００１７】
そして、第１の電極31と第２の電極61との間に印加する電圧は、例えば、鋸歯状の三角波で、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形である。
圧電素子41に該電圧を印加すると、扇形形状の圧電素子41の内周側と外周側との歪み差により、回転軸１が、例えば、時計回りに回転駆動されるようになっている。
なお、立ち下がりが緩やかな電圧波形の印加により、圧電素子41の縮みが緩やかとなり、回転軸１は反時計側に回転せず、慣性体６が時計回りに回転して圧電素子41の歪みが解消され、その後、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形の電圧が圧電素子41に逐次印加されることにより、回転軸１が回転駆動されるようになっている。
【００１８】
（実施例５）
圧電素子利用のモ−タ−Ａは、実施例１の圧電素子利用のモ−タ−Ａと同様に、回転軸１は外周に雄螺子を有し、該雄螺子は雌螺子体２の内周に設けた雌螺子に螺合して、回転自在に支持されている（図１０参照）。
３は回転軸１の端面に設けられた第１の電極で、４は第１の電極５に設けられた圧電素子で、５は圧電素子４に設けられた第２の電極で、第２の電極５と第１の電極３で圧電素子４を挟む構成となっている。圧電素子４は、例えば、第１の電極３、第２の電極５にそれぞれ導電性の接着剤で取り付けられている。６は、第２の電極５に設けられた慣性体である。なお、慣性体６の裏面に第２の電極５が、例えば、絶縁性の接着剤で取り付けられている。
【００１９】
上述した圧電素子４は図１１に示すように円盤形状で、圧電素子４の第１の電極３側の面に対して圧電素子４の第２の電極５側の面が捩り変移を起こすものである（図１１の矢印は、分極方向を示している。）。
そして、第１の電極３と第２の電極５との間に印加する電圧は、例えば、鋸歯状の三角波で、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形である。
圧電素子４に上述した電圧を印加すると、圧電素子４を捩るように変形して回転軸１を駆動させることとなる。
なお、立ち下がりが緩やかな電圧波形の印加により、圧電素子４の縮みが緩やかとなり、回転軸１は反時計側に回転せず、慣性体６が時計回りに回転して圧電素子４の歪みが解消され、その後、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形の電圧が圧電素子４に逐次印加されることにより、回転軸１が回転駆動されるようになっている。
【００２０】
（実施例６）
圧電素子利用のモ−タ−Ａは、実施例１の圧電素子利用のモ−タ−Ａと同様に、回転自在に支持された回転軸１を有している。回転軸１は外周に雄螺子を有し、該雄螺子は雌螺子体２の内周に設けた雌螺子に螺合して、回転自在に支持されている（図１２参照）。
３は回転軸１の外周面に設けられた第１の電極で、４は第１の電極３に設けられた筒形状の圧電素子で、圧電素子４は、図１３に示すように、内周に対して外周が回転変移するもので、例えば、第１の電極３に導電性の接着剤で取り付けられ、５は圧電素子４の外周面に設けられた第２の電極で、第２の電極５と第１の電極３で圧電素子４を挟む構成となっている。第２の電極５は、例えば、導電性の接着剤で圧電素子４に取り付けられている。６は、第２の電極５に設けられた慣性体である。なお、慣性体６の裏面に第２の電極５が、例えば、絶縁性の接着剤で取り付けられている。
【００２１】
そして、第１の電極３と第２の電極５との間に印加がする電圧は、例えば、鋸歯状の三角波で、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形である。
圧電素子４に該電圧を印加すると、内周に対して外周が回転変移するため、圧電素子４全体としては、図１３の記載のように、時計回りに回転変移が生じて回転軸１を駆動させることとなる。
なお、立ち下がりが緩やかな電圧波形の印加により、圧電素子４の縮みが緩やかとなり、回転軸１は反時計側に回転せず、慣性体６が時計回りに回転して圧電素子４の歪みが解消され、その後、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形の電圧が圧電素子４に逐次印加されることにより、回転軸１が回転駆動されるようになっている。
【００２２】
（実施例７）
圧電素子利用のモ−タ−Ａは、回転自在に支持された回転軸１を有している。回転軸１は外周に雄螺子を有し、該雄螺子は雌螺子体２の内周に設けた雌螺子に螺合して、回転自在に支持されている（図１４参照）。
第１の慣性体６と第２の慣性体６’は、回転軸１の端面より立設し、第１の慣性体６と第２の慣性体６’は対向する位置に設けられている。この第１の慣性体６と第２の慣性体６’との間には、回転軸１の端面より立設した直方体形状の圧電素子４が設けられている。そして、圧電素子４と第１の慣性体６との間に第１の電極３が、圧電素子４と第２の慣性体６’との間に第２の電極５がそれぞれ設けられている。第２の電極５と第１の電極３で圧電素子４を挟む構成となっている。
【００２３】
上述した圧電素子４は、図１５に示すように直方体形状をなし、分極反転層を用いた素子であり、圧電素子４を絶縁性を有する接着剤で回転軸１の端面に固定し、圧電素子４の両面、つまり、第１の電極３と第２の電極５に電圧を印加がすると、圧電素子４の自由端に捻じれを生じる。第１の電極３と第２の電極５との間に印加がする電圧は、例えば、鋸歯状の三角波で、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形である。
圧電素子４に上述した電圧を印加すると、圧電素子４は、図１５に示すように、全体としては、時計回りに回転変移が生じて回転軸１を駆動させることとなる。
なお、立ち下がりが緩やかな電圧波形の印加により、圧電素子４の縮みが緩やかとなり、回転軸１は反時計側に回転せず、慣性体６が時計回りに回転して圧電素子４の歪みが解消され、その後、立ち上がりが急激で、立ち下がりが緩やかな電圧波形の電圧が圧電素子４に逐次印加されることにより、回転軸１が回転駆動されるようになっている。
【００２４】
なお、上述の実施例においては、第１の電極３と第２の電極５で圧電素子４を挟む構成を単数としているが、回転軸１の中途に第１の電極３と第２の電極５で圧電素子４を挟む構成を別途設けることにより、回転力を増すようにしても良い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電素子を駆動源として回転運動を発生させる圧電素子利用のモ−タを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図２】図２は、図１の圧電素子の概略的斜視図である。
【図３】図３は、図１と異なる他の実施例の圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図４】図４は、図１の圧電素子の概略的斜視図である。
【図５】図５は、図３と異なる他の実施例の圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図６】図６は、図５の圧電素子の概略的斜視図である。
【図７】図７は、図５と異なる他の実施例の圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図８】図８は、図７の概略的断面図である。
【図９】図９は、図８の９−９線による概略的断面図である。
【図１０】図１０は、図７と異なる他の実施例の圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の圧電素子の概略的斜視図である。
【図１２】図１２は、図９と異なる他の実施例の圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２の圧電素子の概略的斜視図である。
【図１４】図１４は、図１２と異なる他の実施例の圧電素子利用のモ−タ−の概略的斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４の圧電素子の概略的斜視図である。[0001]
The present invention relates to a motor using a piezoelectric element, and more particularly, to a motor using a piezoelectric element that generates a rotational motion using a piezoelectric element as a drive source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a device that generates a linear motion using a piezoelectric element as a drive source, for example, there is a “micro-movement device by an impact force using a piezoelectric / electrostrictive element” described in Japanese Patent Publication No. 4-52070, and a rotational motion. There is an ultrasonic motor to perform the above.
The ultrasonic motor has a rotor and a stator in which a piezoelectric element is arranged on the outer periphery of the circumference, and a voltage is applied to the piezoelectric element to expand and contract the piezoelectric element. A traveling wave is formed by a piezoelectric element on the side, and the rotor that is in strong contact with the stator is rotated by this traveling wave.
However, in the above-described ultrasonic motor, a plurality of piezoelectric elements must be arranged on the outer circumference of the circumference, and traveling waves due to the expansion and contraction of the piezoelectric elements must be formed by voltage control or the like, and control is complicated. At the same time, since a plurality of piezoelectric elements are arranged on the outer periphery of the circumference, there is a problem that there is a restriction in terms of miniaturization.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a motor using a piezoelectric element that eliminates the above-mentioned problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a motor using a piezoelectric element according to claim 1 is provided such that a rotating shaft supported rotatably, and an end surface of the rotating shaft are erected, and radially on the rotating shaft. Opposed to a plurality of first electrodes provided and an inertial body including a plurality of second electrodes provided in a radial manner so as to face the plurality of first electrodes depending on the inertial body main body. A motor having a plurality of sector-shaped piezoelectric elements provided between the first electrode and the second electrode, wherein the first electrode, the second electrode, A voltage is applied between them to drive the rotating shaft by utilizing the difference in strain between the inner and outer peripheral sides of the sector-shaped piezoelectric element.
[0011]
【Example】
Mode of pressure conductive elements utilized - data - with reference to the drawings.
Example 1
A is a motor using a piezoelectric element, and the motor A using a piezoelectric element has a rotating shaft 1 that is rotatably supported. The rotating shaft 1 has a male screw on the outer periphery, and the male screw is screwed into a female screw provided on the inner periphery of the female screw body 2 and is rotatably supported.
3 is a first electrode provided on the end face of the rotating shaft 1, 4 is a piezoelectric element provided on the first electrode 5, 5 is a second electrode provided on the piezoelectric element 4, The piezoelectric element 4 is sandwiched between the electrode 5 and the first electrode 3. The piezoelectric element 4 is attached to the first electrode 3 and the second electrode 5 with a conductive adhesive, for example. Reference numeral 6 denotes an inertial body provided on the second electrode 5. In addition, the 2nd electrode 5 is attached to the back surface of the inertia body 6 with the insulating adhesive agent, for example.
[0012]
The piezoelectric element 4 described above has a disk shape and is a Langevin type. As shown in FIG. 2, the disk has a first divided piece 41 and a second divided piece 42 which are divided into two parts. The piece 41 and the second divided piece 42 are provided so as to have different polarization directions (the arrows in FIG. 2 indicate the polarization direction).
The voltage applied between the first electrode 3 and the second electrode 5 is, for example, a sawtooth triangular wave having a voltage waveform that rises rapidly and falls slowly.
When the voltage described above is applied to the piezoelectric element 4, the change direction of the first divided piece 41 is different from the change direction of the second divided piece 42. Therefore, the entire piezoelectric element 4 is as shown in FIG. Further, a rotational shift occurs in the clockwise direction, and the rotary shaft 1 is driven.
By applying a voltage waveform with a gradual fall, the piezoelectric element 4 is gradually contracted, the rotating shaft 1 does not rotate counterclockwise, and the inertial body 6 rotates clockwise to cause distortion of the piezoelectric element 4. After that, the voltage having a voltage waveform with a rapid rise and a gradual fall is sequentially applied to the piezoelectric element 4 so that the rotary shaft 1 is rotationally driven.
[0013]
(Example 2)
The piezoelectric element 4 of the first embodiment is divided into two parts, a first divided piece 41 and a second divided piece 42. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. In addition, the first divided piece 41 is divided to form a plurality of first 'divided pieces 41', and the polarization directions of the plurality of first 'divided pieces 41' are all the same, and the second The divided piece 42 may be divided to form a plurality of second 'divided pieces 42', and the polarization directions of the plurality of second 'divided pieces 42' may all be the same. The number of the divided pieces 41 ′ and the second ′ divided pieces 42 ′ is appropriate. 3 and 4 that are the same as those in FIGS. 1 and 2 are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. Moreover, the arrow of FIG. 4 has shown the polarization direction.
[0014]
Example 3
The motor A using a piezoelectric element has a rotating shaft 1 that is rotatably supported in the same manner as the motor A using a piezoelectric element of the first embodiment. The rotating shaft 1 has a male screw on the outer periphery, and the male screw is screwed into a female screw provided on the inner periphery of the female screw body 2 and is rotatably supported (see FIG. 5).
3 is a first electrode provided on the end face of the rotating shaft 1, 4 is a piezoelectric element provided on the first electrode 5, 5 is a second electrode provided on the piezoelectric element 4, The piezoelectric element 4 is sandwiched between the electrode 5 and the first electrode 3. The piezoelectric element 4 is attached to the first electrode 3 and the second electrode 5 with a conductive adhesive, for example. Reference numeral 6 denotes an inertial body provided on the second electrode 5. In addition, the 2nd electrode 5 is attached to the back surface of the inertia body 6 with the insulating adhesive agent, for example.
[0015]
The piezoelectric element 4 described above has a cylindrical shape whose height is lower than the diameter of the bottom surface, and is polarized in an oblique direction with respect to the generatrix (the arrow in FIG. 6 indicates the polarization direction). .) The piezoelectric element 4 is formed, for example, in a sector shape.
The voltage applied between the first electrode 3 and the second electrode 5 is, for example, a sawtooth triangular wave having a voltage waveform that rises rapidly and falls slowly.
When the voltage described above is applied to the piezoelectric element 4, the piezoelectric element 4 is polarized in an oblique direction with respect to the cylindrical bus of the piezoelectric element 4, so that the piezoelectric element 4 as a whole undergoes a rotational shift clockwise as shown in FIG. 6. As a result, the rotary shaft 1 is driven.
By applying a voltage waveform with a gradual fall, the piezoelectric element 4 is gradually contracted, the rotating shaft 1 does not rotate counterclockwise, and the inertial body 6 rotates clockwise to cause distortion of the piezoelectric element 4. After that, the voltage having a voltage waveform with a rapid rise and a gradual fall is sequentially applied to the piezoelectric element 4 so that the rotary shaft 1 is rotationally driven.
[0016]
(Example 4)
The motor A using a piezoelectric element has a rotating shaft 1 that is rotatably supported in the same manner as the motor A using a piezoelectric element of the first embodiment. The rotating shaft 1 has a male screw on the outer periphery, and the male screw is screwed into a female screw provided on the inner periphery of the female screw body 2 and is rotatably supported (see FIG. 7).
Reference numeral 31 denotes a plurality of first electrodes. The first electrodes 31 are erected on the end face of the rotating shaft 1 and are provided in a plurality of radial shapes on the end face of the rotating shaft 1 (see FIG. 9).
Reference numeral 6 denotes an inertial body, and the inertial body 6 includes a plurality of second electrodes 61 provided in a radial manner so as to hang down from the inertial body main body 60 and face the plurality of first electrodes 31.
Reference numeral 41 denotes a plurality of piezoelectric elements, and the plurality of piezoelectric elements 41 are provided between the opposing first electrode 31 and second electrode 61 and have a fan shape. The piezoelectric element 41 is attached to the first electrode 31 and the second electrode 61 with a conductive adhesive, for example. I ₁ and I ₂ indicate insulating layers (see FIG. 8).
[0017]
The voltage applied between the first electrode 31 and the second electrode 61 is, for example, a sawtooth triangular wave having a voltage waveform that rises rapidly and falls slowly.
When the voltage is applied to the piezoelectric element 41, the rotation shaft 1 is driven to rotate clockwise, for example, due to a strain difference between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the sector-shaped piezoelectric element 41.
By applying a voltage waveform with a gradual fall, the compression of the piezoelectric element 41 becomes gentle, the rotating shaft 1 does not rotate counterclockwise, and the inertial body 6 rotates clockwise to cause distortion of the piezoelectric element 41. After that, the voltage having a voltage waveform with a rapid rise and a gradual fall is sequentially applied to the piezoelectric element 41, so that the rotary shaft 1 is rotationally driven.
[0018]
(Example 5)
In the motor A using a piezoelectric element, like the motor A using a piezoelectric element of the first embodiment, the rotating shaft 1 has a male screw on the outer periphery, and the male screw is within the female screw body 2. The screw is engaged with a female screw provided on the periphery and is rotatably supported (see FIG. 10).
3 is a first electrode provided on the end face of the rotating shaft 1, 4 is a piezoelectric element provided on the first electrode 5, 5 is a second electrode provided on the piezoelectric element 4, The piezoelectric element 4 is sandwiched between the electrode 5 and the first electrode 3. The piezoelectric element 4 is attached to the first electrode 3 and the second electrode 5 with a conductive adhesive, for example. Reference numeral 6 denotes an inertial body provided on the second electrode 5. In addition, the 2nd electrode 5 is attached to the back surface of the inertia body 6 with the insulating adhesive agent, for example.
[0019]
The piezoelectric element 4 described above has a disk shape as shown in FIG. 11, and the surface of the piezoelectric element 4 on the second electrode 5 side causes a torsional transition with respect to the surface of the piezoelectric element 4 on the second electrode 5 side. (The arrow in FIG. 11 indicates the polarization direction).
The voltage applied between the first electrode 3 and the second electrode 5 is, for example, a sawtooth triangular wave having a voltage waveform that rises rapidly and falls slowly.
When the voltage described above is applied to the piezoelectric element 4, the piezoelectric element 4 is deformed so as to be twisted and the rotary shaft 1 is driven.
By applying a voltage waveform with a gradual fall, the piezoelectric element 4 is gradually contracted, the rotating shaft 1 does not rotate counterclockwise, and the inertial body 6 rotates clockwise to cause distortion of the piezoelectric element 4. After that, the voltage having a voltage waveform with a rapid rise and a gradual fall is sequentially applied to the piezoelectric element 4 so that the rotary shaft 1 is rotationally driven.
[0020]
(Example 6)
The motor A using a piezoelectric element has a rotating shaft 1 that is rotatably supported in the same manner as the motor A using a piezoelectric element of the first embodiment. The rotating shaft 1 has a male screw on the outer periphery, and the male screw is screwed into a female screw provided on the inner periphery of the female screw body 2 and is rotatably supported (see FIG. 12).
Reference numeral 3 denotes a first electrode provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 1, 4 denotes a cylindrical piezoelectric element provided on the first electrode 3, and the piezoelectric element 4 has an inner periphery as shown in FIG. For example, the outer periphery of the piezoelectric element 4 is attached to the first electrode 3 with a conductive adhesive, and 5 is a second electrode provided on the outer peripheral surface of the piezoelectric element 4. The piezoelectric element 4 is sandwiched between 5 and the first electrode 3. The second electrode 5 is attached to the piezoelectric element 4 with, for example, a conductive adhesive. Reference numeral 6 denotes an inertial body provided on the second electrode 5. In addition, the 2nd electrode 5 is attached to the back surface of the inertia body 6 with the insulating adhesive agent, for example.
[0021]
The voltage applied between the first electrode 3 and the second electrode 5 is, for example, a sawtooth triangular wave having a voltage waveform that rises rapidly and falls slowly.
When the voltage is applied to the piezoelectric element 4, the outer periphery changes rotationally with respect to the inner periphery, so that the piezoelectric element 4 as a whole generates a rotational change clockwise as shown in FIG. 13 to drive the rotating shaft 1. Will be allowed to.
By applying a voltage waveform with a gradual fall, the piezoelectric element 4 is gradually contracted, the rotating shaft 1 does not rotate counterclockwise, and the inertial body 6 rotates clockwise to cause distortion of the piezoelectric element 4. After that, the voltage having a voltage waveform with a rapid rise and a gradual fall is sequentially applied to the piezoelectric element 4 so that the rotary shaft 1 is rotationally driven.
[0022]
(Example 7)
The motor A using a piezoelectric element has a rotating shaft 1 that is rotatably supported. The rotating shaft 1 has a male screw on the outer periphery, and the male screw is screwed into a female screw provided on the inner periphery of the female screw body 2 and is supported rotatably (see FIG. 14).
The first inertial body 6 and the second inertial body 6 ′ are erected from the end face of the rotating shaft 1, and the first inertial body 6 and the second inertial body 6 ′ are provided at positions facing each other. Between the first inertial body 6 and the second inertial body 6 ′, there is provided a rectangular parallelepiped piezoelectric element 4 erected from the end surface of the rotating shaft 1. The first electrode 3 is provided between the piezoelectric element 4 and the first inertial body 6, and the second electrode 5 is provided between the piezoelectric element 4 and the second inertial body 6 ′. The piezoelectric element 4 is sandwiched between the second electrode 5 and the first electrode 3.
[0023]
The above-described piezoelectric element 4 is an element having a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 15 and using a domain-inverted layer. The piezoelectric element 4 is fixed to the end surface of the rotary shaft 1 with an adhesive having an insulating property. When a voltage is applied to both surfaces of 4, that is, the first electrode 3 and the second electrode 5, the free end of the piezoelectric element 4 is twisted. The voltage applied between the first electrode 3 and the second electrode 5 is, for example, a sawtooth triangular wave having a voltage waveform that rises rapidly and falls slowly.
When the voltage described above is applied to the piezoelectric element 4, the piezoelectric element 4, as shown in FIG. 15, causes a rotational shift in the clockwise direction to drive the rotary shaft 1 as a whole.
By applying a voltage waveform with a gradual fall, the piezoelectric element 4 is gradually contracted, the rotating shaft 1 does not rotate counterclockwise, and the inertial body 6 rotates clockwise to cause distortion of the piezoelectric element 4. After that, the voltage having a voltage waveform with a rapid rise and a gradual fall is sequentially applied to the piezoelectric element 4 so that the rotary shaft 1 is rotationally driven.
[0024]
In the above-described embodiment, the single electrode 3 and the second electrode 5 sandwich the piezoelectric element 4. However, the first electrode 3 and the second electrode 5 are arranged in the middle of the rotating shaft 1. Thus, the rotational force may be increased by separately providing a structure sandwiching the piezoelectric element 4.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a motor using a piezoelectric element that generates a rotational motion using the piezoelectric element as a drive source.
[Brief description of the drawings]
Figure 1 is mode of pressure conductive elements utilized - data - is a schematic perspective view of a.
FIG. 2 is a schematic perspective view of the piezoelectric element of FIG.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a motor using a piezoelectric element of another embodiment different from FIG. 1;
4 is a schematic perspective view of the piezoelectric element of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a motor using a piezoelectric element according to another embodiment different from FIG. 3;
FIG. 6 is a schematic perspective view of the piezoelectric element of FIG.
FIG. 7 is a schematic perspective view of a motor using a piezoelectric element according to another embodiment different from FIG. 5;
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of FIG.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.
FIG. 10 is a schematic perspective view of a motor using a piezoelectric element according to another embodiment different from FIG.
FIG. 11 is a schematic perspective view of the piezoelectric element of FIG.
FIG. 12 is a schematic perspective view of a motor using a piezoelectric element according to another embodiment different from FIG.
FIG. 13 is a schematic perspective view of the piezoelectric element of FIG.
FIG. 14 is a schematic perspective view of a motor using a piezoelectric element according to another embodiment different from FIG. 12;
FIG. 15 is a schematic perspective view of the piezoelectric element of FIG. 14;

Claims

A rotating shaft supported rotatably,
A plurality of first electrodes provided on the end surface of the rotating shaft and radially provided on the rotating shaft;
An inertial body provided with a plurality of second electrodes provided in a radial manner so as to hang from the inertial body main body and face the plurality of first electrodes;
A motor having a plurality of sector-shaped piezoelectric elements provided between the first electrode and the second electrode facing each other;
A voltage is applied between the first electrode and the second electrode, and the rotation shaft is driven using a strain difference between an inner peripheral side and an outer peripheral side of the sector-shaped piezoelectric element. A motor using a piezoelectric element.