JPH02111269A - 多層振動モータ - Google Patents
多層振動モータInfo
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- JPH02111269A JPH02111269A JP63260967A JP26096788A JPH02111269A JP H02111269 A JPH02111269 A JP H02111269A JP 63260967 A JP63260967 A JP 63260967A JP 26096788 A JP26096788 A JP 26096788A JP H02111269 A JPH02111269 A JP H02111269A
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- vibrators
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- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
振動体に電気−機械エネルギ変換素子を固着して振動体
を構成し、該変換素子に交流電圧を印加して該振動体に
生じさせた曲げ振動の進行波に依って、変換素子と接触
する移動体を摩擦駆動する振動モータの構造に関し、 低印加電圧で高トルク駆動を容易にすると共にその寿命
を延ばすことを目的とし、 振動板に電気−機械エネルギ変換素子を固着して振動体
を構成し、電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印
加して振動体に生ぜしめた曲げ振動の進行波に依り、振
動体と接触する移動体を摩擦駆動する振動モータに於い
て、移動体に同一の伝搬特性をもって進行波を発生させ
る複数の振動体を同時に加圧接触させ、該複数の振動体
に同一方向の進行波を発生させるようにそれぞれの前記
電気−機械エネルギ変換素子に位相差を持つ交流電圧を
印加するように構成する。
を構成し、該変換素子に交流電圧を印加して該振動体に
生じさせた曲げ振動の進行波に依って、変換素子と接触
する移動体を摩擦駆動する振動モータの構造に関し、 低印加電圧で高トルク駆動を容易にすると共にその寿命
を延ばすことを目的とし、 振動板に電気−機械エネルギ変換素子を固着して振動体
を構成し、電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧を印
加して振動体に生ぜしめた曲げ振動の進行波に依り、振
動体と接触する移動体を摩擦駆動する振動モータに於い
て、移動体に同一の伝搬特性をもって進行波を発生させ
る複数の振動体を同時に加圧接触させ、該複数の振動体
に同一方向の進行波を発生させるようにそれぞれの前記
電気−機械エネルギ変換素子に位相差を持つ交流電圧を
印加するように構成する。
本発明は、振動体に電気−機械エネルギ変換素子を固着
して振動体を構成し、該変換素子に交流電圧を印加して
該振動体に生じさせた曲げ振動の進行波に依って、変換
素子と接触する移動体を摩擦駆動する振動モータの構造
に関する。
して振動体を構成し、該変換素子に交流電圧を印加して
該振動体に生じさせた曲げ振動の進行波に依って、変換
素子と接触する移動体を摩擦駆動する振動モータの構造
に関する。
近来超音波で駆動する振動モータは、小型・軽量で低速
・高トルクが得易く、又、高応答性で高制御性を有し、
且つ構造が簡単な為に低コスト化を図ることが出来、更
に形状の自由度が大きい為、装置の最適設計が容易であ
ると言う特徴が有り注目されている。
・高トルクが得易く、又、高応答性で高制御性を有し、
且つ構造が簡単な為に低コスト化を図ることが出来、更
に形状の自由度が大きい為、装置の最適設計が容易であ
ると言う特徴が有り注目されている。
曲げ振動の進行波を利用した振動モータは、第５図の側
面図に示す如く、例えば黄銅やステンレス、或いはアル
ミニューム等の金属から成るリング状の振動板２の図に
於いて下面には、例えば圧電素子、電歪素子、或いは磁
歪素子等の電気−機械エネルギ変換素子１が接着等の方
法で固着されている。
面図に示す如く、例えば黄銅やステンレス、或いはアル
ミニューム等の金属から成るリング状の振動板２の図に
於いて下面には、例えば圧電素子、電歪素子、或いは磁
歪素子等の電気−機械エネルギ変換素子１が接着等の方
法で固着されている。
電気−機械エネルギ変換素子１としては、強誘電体のセ
ラミック、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）で作
られた圧電素子が最も一般的であるので以下圧電素子１
として説明する。
ラミック、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）で作
られた圧電素子が最も一般的であるので以下圧電素子１
として説明する。
先ず、固着される複数個の圧電素子１は、夫々の上下面
に電極膜が形成されており、これら電極膜は、図示省略
した電気接続手段で上面電極同士及び下面電極同士が電
気的に並列接続されている。
に電極膜が形成されており、これら電極膜は、図示省略
した電気接続手段で上面電極同士及び下面電極同士が電
気的に並列接続されている。
振動板の全周の長さは、λ （λは振動の波長）の正数
倍となっており、下面の電極膜は、円周方向にλ／２の
ピッチで配列され、同一円周方向にλ／４の奇数倍だけ
ずれた２つのグループで構成されている。
倍となっており、下面の電極膜は、円周方向にλ／２の
ピッチで配列され、同一円周方向にλ／４の奇数倍だけ
ずれた２つのグループで構成されている。
又、上面の電極膜は、下面の２つのグループの電極膜に
対応する配置になっている。
対応する配置になっている。
これらの電極膜には同時に電圧が印加出来るようになっ
ており、この電圧印加に依って圧電素子１は円周方向に
伸縮するように構成されている。
ており、この電圧印加に依って圧電素子１は円周方向に
伸縮するように構成されている。
そして圧電素子１は、伸縮運動が相反するように隣接す
るものが互いに逆の極性となるように配列されている。
るものが互いに逆の極性となるように配列されている。
斯かる構成及び配列に於いて圧電素子１の１グループの
みに交流電圧を印加すると、第６図の動作原理図に示す
如く、振動板２は伸びる圧電素子ｌの部分では下方に凹
に、縮む圧電素子ｌの部分では上方に凸になるような曲
げ変形をする。
みに交流電圧を印加すると、第６図の動作原理図に示す
如く、振動板２は伸びる圧電素子ｌの部分では下方に凹
に、縮む圧電素子ｌの部分では上方に凸になるような曲
げ変形をする。
この結果振動板２の全周には、波長λの曲げ振動の定在
波が発生する。
波が発生する。
この場合電極膜間の圧電素子が節になる。
一方、他のグループにも交流電圧を印加するから、同様
に振動板２の全周に曲げ振動の定在波が発生するが、前
記の定在波に比べてλ／４だけずれたものとなる。
に振動板２の全周に曲げ振動の定在波が発生するが、前
記の定在波に比べてλ／４だけずれたものとなる。
１グループの圧電素子１に交流電圧を印加すると同時に
、それとは電気的に９０度の位相差をもつ交流電圧をも
う１つのグループに印加すれば、両者に依る定在波の合
成の結果、振動板２には円周方向に進む曲げ振動の進行
波が発生し、その進行方向は印加電圧の位相差の正負に
依って決まる。
、それとは電気的に９０度の位相差をもつ交流電圧をも
う１つのグループに印加すれば、両者に依る定在波の合
成の結果、振動板２には円周方向に進む曲げ振動の進行
波が発生し、その進行方向は印加電圧の位相差の正負に
依って決まる。
この曲げ振動の進行波に依って、振動板２の厚さの中立
面上の点は、上下方向の運動をするだけであるが、振動
板２の上面及び下面上の点は、上下方向及び円周方向の
振動が合成された図示の如き楕円運動をする。
面上の点は、上下方向の運動をするだけであるが、振動
板２の上面及び下面上の点は、上下方向及び円周方向の
振動が合成された図示の如き楕円運動をする。
この楕円運動の方向は、振動板２の曲げ振動の進行波の
進行方向とは逆方向になる。
進行方向とは逆方向になる。
テ
従って第→図に示す如く、振動板２を圧電素子１及び例
えばフェルト等の振動吸収体４を介してベース板６に固
定し、振動板２の図に於いて上面にリング状の移動体３
を摩擦力強化及び磨耗防止用のランニング材５を介して
加圧接触させることに依り、移動体３は振動板２の前記
楕円運動と摩擦力に依って駆動され回転駆動をする。
えばフェルト等の振動吸収体４を介してベース板６に固
定し、振動板２の図に於いて上面にリング状の移動体３
を摩擦力強化及び磨耗防止用のランニング材５を介して
加圧接触させることに依り、移動体３は振動板２の前記
楕円運動と摩擦力に依って駆動され回転駆動をする。
その回転方向は、圧電素子１に発生する進行波の方向で
決まる。
決まる。
尚、図に於いて７は鍔付きベアリングの軸受であって、
移動体３の中心軸３ａを回転自在に支持する。
移動体３の中心軸３ａを回転自在に支持する。
又、８はナツトであって、移動体３の中心軸３ａに螺刻
したねじに螺合して、ワッシャ９及び軸受７を介して移
動体３を振動板２に加圧接触させる。
したねじに螺合して、ワッシャ９及び軸受７を介して移
動体３を振動板２に加圧接触させる。
そして１０は例えばコイルばねであって、上記の加圧接
触力を適正に保つものである。
触力を適正に保つものである。
上記の如き振動モータに於ける回転運動は、移動体と振
動板との加圧接触に依る摩擦力を利用している為、大き
な駆動トルクで駆動すに為には、印加電圧を上げなけれ
ばならず、圧電素子の寿命の低下や、移動体と振動板の
摩擦運動に依る磨耗の増大を招き、モータの寿命を低下
させると言う問題点があった。
動板との加圧接触に依る摩擦力を利用している為、大き
な駆動トルクで駆動すに為には、印加電圧を上げなけれ
ばならず、圧電素子の寿命の低下や、移動体と振動板の
摩擦運動に依る磨耗の増大を招き、モータの寿命を低下
させると言う問題点があった。
本発明は、低印加電圧で高トルク駆動を容易にすると共
にその寿命を延ばすことを目的とするものである。
にその寿命を延ばすことを目的とするものである。
上記目的を達成する為に本発明に於いては、第１図の原
理図に示す如（、移動体３に同一の伝搬特性をもって進
行波を発生させる複数の振動体１１を同時に加圧接触さ
せ、複数の振動体１１に同一方向の進行波を発生させる
ように、それぞれの電気−機械エネルギ変換素子（圧電
素子）１に位相差を持つ交流電圧を印加するように構成
したものである。
理図に示す如（、移動体３に同一の伝搬特性をもって進
行波を発生させる複数の振動体１１を同時に加圧接触さ
せ、複数の振動体１１に同一方向の進行波を発生させる
ように、それぞれの電気−機械エネルギ変換素子（圧電
素子）１に位相差を持つ交流電圧を印加するように構成
したものである。
移動体に加圧接触させた複数の振動体に同一方向の進行
波を発生させることで、移動体は複数の振動体から駆動
力を受けて回転する。
波を発生させることで、移動体は複数の振動体から駆動
力を受けて回転する。
モータの側面図である。
全図を通じて第５図と同一部品には同一符号を付して示
した。
した。
即ち従来技術同様に、■はリング状の圧電素子、２はリ
ング状の振動板であって、振動板２に圧電素子１を導電
性接着剤等で接着して振動体１１を構成している。
ング状の振動板であって、振動板２に圧電素子１を導電
性接着剤等で接着して振動体１１を構成している。
振動板２は、圧電素子１と共にリング状の振動吸収体４
を介して絶縁材料から成るベース板６に保持されている
。
を介して絶縁材料から成るベース板６に保持されている
。
３は導電性材料から成る円板状の移動体であって、鍔付
きベアリングの軸受７に依りその中心軸３ａが回転自在
に支持されている。
きベアリングの軸受７に依りその中心軸３ａが回転自在
に支持されている。
ばね１０は軸受７の内輪と移動体３の間に挟圧されてお
り、中心軸３ａに螺合したナツト８に依り、ワッシャ９
を介して軸受７の内輪の他端部を締付けることで、移動
体３と振動体１１はランニング材５を介して圧接してい
る。
り、中心軸３ａに螺合したナツト８に依り、ワッシャ９
を介して軸受７の内輪の他端部を締付けることで、移動
体３と振動体１１はランニング材５を介して圧接してい
る。
この振動体１１は、図示の如く移動体３の両面を挟圧す
る如（２個設けられており、従来技術同様に電極膜が設
けられた複数の圧電素子１に９０度の位相差を持つ交流
電圧を、振動体１１の弾性波の進行方向が同一になるよ
うに印加して移動体３を回転するようにしたものである
。
る如（２個設けられており、従来技術同様に電極膜が設
けられた複数の圧電素子１に９０度の位相差を持つ交流
電圧を、振動体１１の弾性波の進行方向が同一になるよ
うに印加して移動体３を回転するようにしたものである
。
又、第３図は本発明の他の実施例であって、移動体１２
に少なくとも１個以上の振動体ＩＩを加圧接触させて対
と為したものを、少なくとも２対以上（図に於いては４
対）設け、夫々の移動体１２を同一の中心軸１２ａで結
合し、振動体１１は夫々ベース板６に固定し、振動体１
１に固着した圧電素子１のそれぞれに９０度の位相差を
持つ交流電圧を印加して、複数の振動体１１に同一方向
の進行波を発生するように構成したものである。
に少なくとも１個以上の振動体ＩＩを加圧接触させて対
と為したものを、少なくとも２対以上（図に於いては４
対）設け、夫々の移動体１２を同一の中心軸１２ａで結
合し、振動体１１は夫々ベース板６に固定し、振動体１
１に固着した圧電素子１のそれぞれに９０度の位相差を
持つ交流電圧を印加して、複数の振動体１１に同一方向
の進行波を発生するように構成したものである。
以上説明したように本発明の多層振動モータは、移動体
に複数の振動体を圧接することで振動体から移動体に伝
搬される駆動トルクは、第４図に示す如く単一の振動体
の振動モータ（点線で表示）に比して加圧接触させる振
動体の個数倍（実線で表示）になる。
に複数の振動体を圧接することで振動体から移動体に伝
搬される駆動トルクは、第４図に示す如く単一の振動体
の振動モータ（点線で表示）に比して加圧接触させる振
動体の個数倍（実線で表示）になる。
従って、印加電圧を従来技術の単一の振動体だけで駆動
する振動モータと同一の侭で、駆動トルクを向上させる
ことが可能となり、換言すれば従来技術より印加電圧を
少なくしても、従来技術の振動モータと同一の駆動トル
クを得ることが出来ることになる。
する振動モータと同一の侭で、駆動トルクを向上させる
ことが可能となり、換言すれば従来技術より印加電圧を
少なくしても、従来技術の振動モータと同一の駆動トル
クを得ることが出来ることになる。
斯くの如く本発明の多層振動モータは、低印加電圧下で
高トルク駆動を容易に実現することが可能となり、圧電
素子を含む振動体や移動体の寿命を向上して、モータ自
身の寿命を同一ヒする等、経済上及び産業上に多大の効
果を奏する。
高トルク駆動を容易に実現することが可能となり、圧電
素子を含む振動体や移動体の寿命を向上して、モータ自
身の寿命を同一ヒする等、経済上及び産業上に多大の効
果を奏する。
３ａ、１２ａは中心軸、
５はランニング材、
７は軸受、
９はワッシャ、
１１は振動体である。
４は振動吸収板、
６はベース板、
８はナンド、
１０はばね、
第１図は本発明の多層振動モータの原理図、第２図は本
発明の多層振動モータの側面図、第３図は本発明の多層
振動モータの他の実施例を示す側面図、 第４図は従来の振動モータと多層振動モータの速度・ｌ
・ルク特性を示す表、 第５図は従来の振動モータの側面図、 第６図は振動モータの原理図である。 図に於いて、 １は圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）、２は振
動板、 ３．１２は移動体、本念叩の汐層
丁辰初モータの偲のｒ力比１ダ巧９丁丁（す・ｊ面了口
第 ３ 区 不、、ｔ’ｌ’ｌ刀シ層乃杓ｔ−）ｐ目・１面霞第 ２
図 存〔千のＪＩ沢−タと々層１辰（ｐ七−〕Ｃ迂序 ト１
し７ブ）・ｒ吐示す欠も ４ ロ
発明の多層振動モータの側面図、第３図は本発明の多層
振動モータの他の実施例を示す側面図、 第４図は従来の振動モータと多層振動モータの速度・ｌ
・ルク特性を示す表、 第５図は従来の振動モータの側面図、 第６図は振動モータの原理図である。 図に於いて、 １は圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）、２は振
動板、 ３．１２は移動体、本念叩の汐層
丁辰初モータの偲のｒ力比１ダ巧９丁丁（す・ｊ面了口
第 ３ 区 不、、ｔ’ｌ’ｌ刀シ層乃杓ｔ−）ｐ目・１面霞第 ２
図 存〔千のＪＩ沢−タと々層１辰（ｐ七−〕Ｃ迂序 ト１
し７ブ）・ｒ吐示す欠も ４ ロ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 振動板（２）に電気−機械エネルギ変換素子（１）を
固着して振動体（１１）を構成し、 前記電気−機械エネルギ変換素子（１）に交流電圧を印
加して前記振動体（１１）に生ぜしめた曲げ振動の進行
波に依り、該振動体（１１）と接触する移動体（３）を
摩擦駆動する振動モータに於いて、前記移動体（３）に
同一の伝搬特性をもって進行波を発生させる複数の振動
体（１１）を同時に加圧接触させ、 該複数の振動体（１１）に同一方向の進行波を発生させ
るように、それぞれの前記電気−機械エネルギ変換素子
（１）に位相差を持つ交流電圧を印加するように構成し
たことを特徴とする多層振動モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260967A JPH02111269A (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 多層振動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63260967A JPH02111269A (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 多層振動モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02111269A true JPH02111269A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17355245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63260967A Pending JPH02111269A (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 多層振動モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02111269A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02179280A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Miki Puurii Kk | 超音波モータ |
| EP0637123A1 (fr) * | 1993-07-30 | 1995-02-01 | CROUZET Automatismes | Moteur à ondes acoustiques de surface |
| US5909074A (en) * | 1994-02-09 | 1999-06-01 | Nec Corporation | Vibration motor for obtaining a starting torque with a small current |
| DE19755490A1 (de) * | 1997-12-13 | 1999-06-24 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Antrieb |
| US6323757B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-11-27 | Nec Corporation | Vibration motor assembly |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63260967A patent/JPH02111269A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02179280A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Miki Puurii Kk | 超音波モータ |
| EP0637123A1 (fr) * | 1993-07-30 | 1995-02-01 | CROUZET Automatismes | Moteur à ondes acoustiques de surface |
| FR2708790A1 (fr) * | 1993-07-30 | 1995-02-10 | Crouzet Automatismes | Moteur à ondes acoustiques de surface. |
| US5493164A (en) * | 1993-07-30 | 1996-02-20 | Crouzet Automatismes S.A. | Surface acoustic wave motor |
| US5909074A (en) * | 1994-02-09 | 1999-06-01 | Nec Corporation | Vibration motor for obtaining a starting torque with a small current |
| DE19755490A1 (de) * | 1997-12-13 | 1999-06-24 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Antrieb |
| DE19755490C2 (de) * | 1997-12-13 | 2000-07-06 | Bosch Gmbh Robert | Piezoelektrischer Antrieb |
| US6323757B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-11-27 | Nec Corporation | Vibration motor assembly |
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