JPH02142365A - バイモルフモータ - Google Patents
バイモルフモータInfo
- Publication number
- JPH02142365A JPH02142365A JP63294056A JP29405688A JPH02142365A JP H02142365 A JPH02142365 A JP H02142365A JP 63294056 A JP63294056 A JP 63294056A JP 29405688 A JP29405688 A JP 29405688A JP H02142365 A JPH02142365 A JP H02142365A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bimorph
- rotor
- stator
- bimorph element
- motor
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- 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.)
- Pending
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、バイモルフ素子の屈曲変位動作を利用して
微小回転力を発生させることができるバイモルフモータ
に関するものである。
微小回転力を発生させることができるバイモルフモータ
に関するものである。
従来、各種運動を行わせるための手段として電磁力で作
動するモータが種々の分野で幅広く使用されている。こ
のモータには、使用する目的に応じて種々のタイプのも
のが使用されており、例えば駆動動作を高精度に制御す
ることができるものも各種開発されている。
動するモータが種々の分野で幅広く使用されている。こ
のモータには、使用する目的に応じて種々のタイプのも
のが使用されており、例えば駆動動作を高精度に制御す
ることができるものも各種開発されている。
ところで、近年各種機器の中には、これに取付ける部品
として、例えば超ＬＳＩやビデオヘッド等のようにオン
グストロームオーダの加工精度を要求するものや、ミク
ロンオーダでの動作を行うようなものを取付けたものが
開発されている。
として、例えば超ＬＳＩやビデオヘッド等のようにオン
グストロームオーダの加工精度を要求するものや、ミク
ロンオーダでの動作を行うようなものを取付けたものが
開発されている。
このような事情から、従来のような、電磁力で作動する
モータでは駆動制御の精度に限界があり、特にミクロン
オーダ、或いはオングストロームオーダでの微視的な回
転動作の制御を行うことが可能な全く新しいタイプのモ
ータの開発が要望されている。
モータでは駆動制御の精度に限界があり、特にミクロン
オーダ、或いはオングストロームオーダでの微視的な回
転動作の制御を行うことが可能な全く新しいタイプのモ
ータの開発が要望されている。
また、先のような電磁力で作動するモータでは、磁界の
影響を嫌うような場所での設置には不通であり、このよ
うな点からも新しいタイプのモータの開発が要望されて
いる。
影響を嫌うような場所での設置には不通であり、このよ
うな点からも新しいタイプのモータの開発が要望されて
いる。
そこで、この発明は、上記した事情に鑑み、全く新しい
原理を利用して微視的な回転動作を行うことができるバ
イモルフモータを提供することを目的とするものである
。
原理を利用して微視的な回転動作を行うことができるバ
イモルフモータを提供することを目的とするものである
。
即ち、この発明のバイモルフモータは、所定の電圧を印
加すると特定方向に屈曲変位するバイモルフ素子を外周
面側に取付け、基体側に固定されたステータと、このス
テータを内挿し、前記バイモルフ素子がその屈曲動作に
より押叩される歯部を内周面側に設けたロータとを有し
、前記バイモルフ素子の屈曲動作によって微小量ずつ回
転するものである。
加すると特定方向に屈曲変位するバイモルフ素子を外周
面側に取付け、基体側に固定されたステータと、このス
テータを内挿し、前記バイモルフ素子がその屈曲動作に
より押叩される歯部を内周面側に設けたロータとを有し
、前記バイモルフ素子の屈曲動作によって微小量ずつ回
転するものである。
この発明のバイモルフモータは、ステータ外周面側に設
けたバイモルフ素子の屈曲変位動作を利用してそのステ
ータを内挿したロータの内周面側の歯部を押叩し、この
時発生する回転力によってロータ側か微小量ずつ回転す
る。
けたバイモルフ素子の屈曲変位動作を利用してそのステ
ータを内挿したロータの内周面側の歯部を押叩し、この
時発生する回転力によってロータ側か微小量ずつ回転す
る。
以下、この発明の実施例について添付図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図はこの発明に係る第１実施例のバイモルフモータ
を示すものであり、このバイモルフモータは、ステータ
１側にバイモルフ素子２を多数個設けているものであり
、またロータ３側に歯部３ａを多数ｉｌｌ設けた構成と
なっている。
を示すものであり、このバイモルフモータは、ステータ
１側にバイモルフ素子２を多数個設けているものであり
、またロータ３側に歯部３ａを多数ｉｌｌ設けた構成と
なっている。
なお、図中符号４はハウジング、５は回転軸を示すもの
である。
である。
ステータ１は、第２図に示すように、略円柱形状の基体
部１ａと、この基体部１ａの中央部側に固着された支持
軸１ｂと、基体部１ａが支持軸側に固着されたバイモル
フ素子２とから構成されており、先の支持軸１ｂを介し
てハウジング５側に固定されている。
部１ａと、この基体部１ａの中央部側に固着された支持
軸１ｂと、基体部１ａが支持軸側に固着されたバイモル
フ素子２とから構成されており、先の支持軸１ｂを介し
てハウジング５側に固定されている。
バイモルフ素子２は、所定方向に屈曲変位動作を起こし
てロータ３側に微小回転力を付与させるためのものであ
り、所定の電圧を印加すると長手方向に伸縮する一対の
圧電素子に２ａ、２ｂと、これらの圧電素子２ａ、２ｂ
が接着されたリン青銅等からなる弾性板２ｃとの３層構
造となっており、第４図に示すようにステータ１の基体
部１ａ外周面側に対し半径方向から所定角度θだけ傾斜
した状態で固着されている。そして、このバイモルフ素
子２は、各圧電素子２ａ、２ｂに所定方向に分極させて
屈曲変位動作を起こさせるため、第３図に示すように、
各圧電素子２ａ、２ｂの外面側および弾性板２ｃの基端
部の厚さ方向の中央部側がそれぞれ接地されているとと
もに、各圧電素子２ａ基端部の厚さ方向の中央部側には
図示外の制御部の制御により所定の電圧が付与されてい
る。
てロータ３側に微小回転力を付与させるためのものであ
り、所定の電圧を印加すると長手方向に伸縮する一対の
圧電素子に２ａ、２ｂと、これらの圧電素子２ａ、２ｂ
が接着されたリン青銅等からなる弾性板２ｃとの３層構
造となっており、第４図に示すようにステータ１の基体
部１ａ外周面側に対し半径方向から所定角度θだけ傾斜
した状態で固着されている。そして、このバイモルフ素
子２は、各圧電素子２ａ、２ｂに所定方向に分極させて
屈曲変位動作を起こさせるため、第３図に示すように、
各圧電素子２ａ、２ｂの外面側および弾性板２ｃの基端
部の厚さ方向の中央部側がそれぞれ接地されているとと
もに、各圧電素子２ａ基端部の厚さ方向の中央部側には
図示外の制御部の制御により所定の電圧が付与されてい
る。
ロータ３は、軸受部３ｂを介してステータｌ側の支持軸
１ｂに回転自在に支持されており、バイモルフ素子２の
押叩動作により微小量ずつ回転軸６が回転するようにな
っている。そして、このロータ３には、第３図に示すよ
うに、ステータｌを内挿した内周面側に、バイモルフ素
子２が伸長状態にある時にはそれに衝突せず、屈曲した
時には衝突する多数の歯部３ａがこの実施例ではバイモ
ルフ素子２と同数個形成されている。
１ｂに回転自在に支持されており、バイモルフ素子２の
押叩動作により微小量ずつ回転軸６が回転するようにな
っている。そして、このロータ３には、第３図に示すよ
うに、ステータｌを内挿した内周面側に、バイモルフ素
子２が伸長状態にある時にはそれに衝突せず、屈曲した
時には衝突する多数の歯部３ａがこの実施例ではバイモ
ルフ素子２と同数個形成されている。
なお、この実施例のバイモルフモータでは、両方向に回
転制御できるようにするため、ステータｌの外周面を左
右に２分割し、これらの２分割された外周面側に互いに
反対方向に角度θだけ傾斜させたバイモルフ素子が取付
けられており、同時にロータ３の内周面側も左右に２分
割されて互いに逆方向に切られた歯を有している。
転制御できるようにするため、ステータｌの外周面を左
右に２分割し、これらの２分割された外周面側に互いに
反対方向に角度θだけ傾斜させたバイモルフ素子が取付
けられており、同時にロータ３の内周面側も左右に２分
割されて互いに逆方向に切られた歯を有している。
従って、この実施例のバイモルフモータによれば、所定
のタイミングで制御部から所定の電圧が各バイモルフ素
子２に同時に印加され、即ち第３図において各バイモル
フ素子２の一方の圧電素子２ａには負の電位が付与され
ていると共に他方の圧電素子２ｂには正電位が付与され
る。
のタイミングで制御部から所定の電圧が各バイモルフ素
子２に同時に印加され、即ち第３図において各バイモル
フ素子２の一方の圧電素子２ａには負の電位が付与され
ていると共に他方の圧電素子２ｂには正電位が付与され
る。
このため、各圧電素子２ａ、２ｂは所定方向に分極し、
一方側のもの２ａが収縮するとともに他方側のもの２ｂ
が伸長し、その結果各バイモルフ素子２が先端側が反時
計方向に屈曲変位してロータ３の歯部３ａを押叩するた
め、ロータ３が反時計方向に微小量回動する。
一方側のもの２ａが収縮するとともに他方側のもの２ｂ
が伸長し、その結果各バイモルフ素子２が先端側が反時
計方向に屈曲変位してロータ３の歯部３ａを押叩するた
め、ロータ３が反時計方向に微小量回動する。
そして、各歯部３ａがそれぞれ隣のバイモルフ素子２側
まで回動し、再び各バイモルフ素子２が同様の動作を繰
り返し、次の歯部２ａまでロータ３を回動する。
まで回動し、再び各バイモルフ素子２が同様の動作を繰
り返し、次の歯部２ａまでロータ３を回動する。
このようにして、ロータ３が微小量づつ回転することが
できる。
できる。
次に、この発明の第２実施例について説明する。
第６図はこの発明に係る第２実施例を示すものであり、
この実施例のバイモルフモータは、ステータ６側のバイ
モルフ素子７が第１実施例のものと同様であるが、ロー
タ８例の歯部８ａが少数個、この実施例の場合には互い
に１８０度離れた位置に２個形成されている。
この実施例のバイモルフモータは、ステータ６側のバイ
モルフ素子７が第１実施例のものと同様であるが、ロー
タ８例の歯部８ａが少数個、この実施例の場合には互い
に１８０度離れた位置に２個形成されている。
従って、この実施例のバイモルフモータは、バイモルフ
素子７が制御部（回路）の制御により歯部８ａの手前、
即ち正確には歯部８ａの略直角に切り立った壁面側に最
接近した位置にあるもののみが屈曲変位動作して、その
歯部８ａを押叩し、ロータ８と反時計方向に微小量づつ
回転させて行くようになっている。なお、この実施例の
バイモルフモータは、全バイモルフ素子７に対する制御
操作がやや困難であるが、高回転速度を得るのに通して
いる。
素子７が制御部（回路）の制御により歯部８ａの手前、
即ち正確には歯部８ａの略直角に切り立った壁面側に最
接近した位置にあるもののみが屈曲変位動作して、その
歯部８ａを押叩し、ロータ８と反時計方向に微小量づつ
回転させて行くようになっている。なお、この実施例の
バイモルフモータは、全バイモルフ素子７に対する制御
操作がやや困難であるが、高回転速度を得るのに通して
いる。
更に、この発明の第３実施例について説明する。
第７図はこの発明の第３実施例を示すものであり、この
実施例のバイモルフモータは、ステータ９側に設けたバ
イモルフ素子１０の数が先ノｗ ｉ 。
実施例のバイモルフモータは、ステータ９側に設けたバ
イモルフ素子１０の数が先ノｗ ｉ 。
２実施例とは異なり少数個、この実施例の場合には互い
に１８０度離れた位置に２個設けており、またロータ１
１側の歯部１１ａについては第１実施例と同様の構成と
なっている。
に１８０度離れた位置に２個設けており、またロータ１
１側の歯部１１ａについては第１実施例と同様の構成と
なっている。
従って、この実施例バイモルフモータは、制御部（回路
）の制御により、各バイモルフ素子１゜が同一タイミン
グで屈曲変位動作を行い、ロータ１１側の各歯部１１ａ
を順次押叩しながらロータ１１を微小量づつ回転させい
行くようになっている。尚、この実施例のバイモルフモ
ータは、各バイモルフ素子１０に対する制御が容易であ
り、回転角制御が行い易い。
）の制御により、各バイモルフ素子１゜が同一タイミン
グで屈曲変位動作を行い、ロータ１１側の各歯部１１ａ
を順次押叩しながらロータ１１を微小量づつ回転させい
行くようになっている。尚、この実施例のバイモルフモ
ータは、各バイモルフ素子１０に対する制御が容易であ
り、回転角制御が行い易い。
なお、これら第１乃至第３実施、例にあっては、バイモ
ルフ素子をステータの半径方向から一定角度傾斜させて
取付けであるが、例えば第８図に示すように、そのバイ
モルフ素子１２をステータ１３に対し先端側を屈曲させ
た状態で取付けておき、電圧を印加させた時にのみ直立
状態となるような構成とすることも可能である。
ルフ素子をステータの半径方向から一定角度傾斜させて
取付けであるが、例えば第８図に示すように、そのバイ
モルフ素子１２をステータ１３に対し先端側を屈曲させ
た状態で取付けておき、電圧を印加させた時にのみ直立
状態となるような構成とすることも可能である。
〔効果〕
以上説明してきたように、この発明のバイモルフモータ
によれば、ステータ外周面側に設けたバイモルフ素子の
微小な屈曲変位動作を利用してロータ側の歯部を押叩し
、この時発生する回転力によってロータ側を微小量づつ
回動させて行くようになっており、換言すればバイモル
フ素子の微小な屈曲変位動作によって微小量の、例えば
ミクロンオーダの回転駆動動作を発生することが出来る
ようになっており、しかも従来のような電磁力を用いな
いため磁気的な影響を嫌うような場所でも通用できる等
、設置場所に制限がなくなり、汎用性の高いものが提供
できる。
によれば、ステータ外周面側に設けたバイモルフ素子の
微小な屈曲変位動作を利用してロータ側の歯部を押叩し
、この時発生する回転力によってロータ側を微小量づつ
回動させて行くようになっており、換言すればバイモル
フ素子の微小な屈曲変位動作によって微小量の、例えば
ミクロンオーダの回転駆動動作を発生することが出来る
ようになっており、しかも従来のような電磁力を用いな
いため磁気的な影響を嫌うような場所でも通用できる等
、設置場所に制限がなくなり、汎用性の高いものが提供
できる。
第１図はこの発明の第１実施例に係るバイモルフモータ
を示す側断面図、第２図はこの発明にかかる第１実施例
のバイモルフモータのステータおよびバイモルフ素子を
示す路線図、第３図はこの発明に係るバイモルフ素子の
ステータ側に対する取付は状態およびそのバイモルフ素
子の作用を説明するための要部拡大図、第４図はこの発
明に係るバイモルフモータの第１実施例の作用を説明す
るための説明図、第５図はこの発明に係るバイモルフモ
ータの第１実施例のロータ側の形状を示す平面図、第６
図はこの発明に係るバイモルフモータの第２実施例を示
す概略平面図、第７図はこの発明に係るバイモルフモー
タの第３実施例を示す要部平面図、第８図はこの発明に
係るバイモルフモータにおけるバイモルフ素子のステー
タ側への取付は状態の変形例を示す説明図である。 ２．７，１０．１２・・・バイモルフ素子、３．８．１
１・・・ロータ。
を示す側断面図、第２図はこの発明にかかる第１実施例
のバイモルフモータのステータおよびバイモルフ素子を
示す路線図、第３図はこの発明に係るバイモルフ素子の
ステータ側に対する取付は状態およびそのバイモルフ素
子の作用を説明するための要部拡大図、第４図はこの発
明に係るバイモルフモータの第１実施例の作用を説明す
るための説明図、第５図はこの発明に係るバイモルフモ
ータの第１実施例のロータ側の形状を示す平面図、第６
図はこの発明に係るバイモルフモータの第２実施例を示
す概略平面図、第７図はこの発明に係るバイモルフモー
タの第３実施例を示す要部平面図、第８図はこの発明に
係るバイモルフモータにおけるバイモルフ素子のステー
タ側への取付は状態の変形例を示す説明図である。 ２．７，１０．１２・・・バイモルフ素子、３．８．１
１・・・ロータ。
Claims (1)
- １．所定の電圧を印加すると特定方向に屈曲変位する
バイモルフ素子を外周面側に取付け、基体側に固定され
たステータと、 このステータを内挿し、前記バイモルフ素子がその屈
曲動作により押叩される歯部を内周面側に設けたロータ
と を有し、前記バイモルフ素子の屈曲動作によって微小量
ずつ回転することを特徴とするバイモルフモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294056A JPH02142365A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | バイモルフモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294056A JPH02142365A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | バイモルフモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142365A true JPH02142365A (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=17802711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63294056A Pending JPH02142365A (ja) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | バイモルフモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02142365A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437485B1 (en) | 2000-12-20 | 2002-08-20 | Piezomotor Uppsala Ab | Double bimorph electromechanical element |
| DE102020201241A1 (de) | 2020-01-31 | 2021-08-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Mikroelektromechanischer antrieb zum bewegen von objekten |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP63294056A patent/JPH02142365A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437485B1 (en) | 2000-12-20 | 2002-08-20 | Piezomotor Uppsala Ab | Double bimorph electromechanical element |
| DE102020201241A1 (de) | 2020-01-31 | 2021-08-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Mikroelektromechanischer antrieb zum bewegen von objekten |
| DE102020201241B4 (de) | 2020-01-31 | 2022-04-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Mikroelektromechanischer antrieb zum bewegen von objekten |
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