JPH03251085A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH03251085A JPH03251085A JP2044822A JP4482290A JPH03251085A JP H03251085 A JPH03251085 A JP H03251085A JP 2044822 A JP2044822 A JP 2044822A JP 4482290 A JP4482290 A JP 4482290A JP H03251085 A JPH03251085 A JP H03251085A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- ultrasonic motor
- piezoelectric ceramic
- divided
- phase difference
- Prior art date
- 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
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
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- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
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- 239000004332 silver Substances 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〕
本発明は、超音波モータに係るもので、特に円筒状の圧
電セラミックの内表面と外表面に駆動電極を形成し、端
面に生じる変位を利用する超音波モータに関するもので
ある。
電セラミックの内表面と外表面に駆動電極を形成し、端
面に生じる変位を利用する超音波モータに関するもので
ある。
圧電アクチュエータ、特にその中で超音波モータは、低
電流で駆動できるなどの長所があり、各方面で利用され
るようになっている。リニアの運動を得るもの、回転運
動を得るものなど、多くの種類がある。
電流で駆動できるなどの長所があり、各方面で利用され
るようになっている。リニアの運動を得るもの、回転運
動を得るものなど、多くの種類がある。
しかし、一般に超音波モータでは構造が複雑で部品点数
が多くなり、また、これを駆動する回路が複雑になるな
どと言った問題がある。
が多くなり、また、これを駆動する回路が複雑になるな
どと言った問題がある。
本発明は、簡単な電極構造で、位相差等を持たせること
によって駆動できる超音波モータを提供するものである
。
によって駆動できる超音波モータを提供するものである
。
本発明は、電極の配置を改良することによって上記の課
題を解決するものである。
題を解決するものである。
すなわち、円筒状の圧電セラミックの内表面と外表面に
それぞれ駆動用電極を形成して成る超音波モータにおい
て、該外表面の電極は直径方向の軸に対して左右非対称
に複数に分割されて形成され、該非対称の左右の電極に
位相差を有する駆動電源が接続されたことに特徴を有す
る。
それぞれ駆動用電極を形成して成る超音波モータにおい
て、該外表面の電極は直径方向の軸に対して左右非対称
に複数に分割されて形成され、該非対称の左右の電極に
位相差を有する駆動電源が接続されたことに特徴を有す
る。
また、これによって生じる変位を円筒状の圧電セラミッ
クの端部に生じる回転運動として得るものである。
クの端部に生じる回転運動として得るものである。
さらに、位相差を逆転させることによって、回転方向を
切り換え可能としたものである。
切り換え可能としたものである。
本発明による超音波モータの動作については、まだ十分
に解明はされていない。しかし、内外表面の対向する電
極に印加された電圧によって生じる変位に位相差を持た
せることによって、本発明による超音波モータの動作が
得られるものと考えられる。
に解明はされていない。しかし、内外表面の対向する電
極に印加された電圧によって生じる変位に位相差を持た
せることによって、本発明による超音波モータの動作が
得られるものと考えられる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は、円筒状の圧電セラミックの斜視図である。外
周２１．７ｍｍ、内周１５．５ｍｍで高さが６．５ｍｍ
の圧電セラミックを成型、焼成したものである。
周２１．７ｍｍ、内周１５．５ｍｍで高さが６．５ｍｍ
の圧電セラミックを成型、焼成したものである。
上記の圧電セラミック１０の内周面と外周面に一様の銀
電極を形成し、内周から外周方向に分極処理を施した。
電極を形成し、内周から外周方向に分極処理を施した。
第２図は、上記の圧電セラミックの内周面と外周面に駆
動用の電極を形成した平面図である。
動用の電極を形成した平面図である。
第２図の例では、円筒状の圧電セラミック１０の内周面
に全周にわたって一様に電極１９が形成される。外周面
の電極は直径を軸として右側に電極１）と電極１２が形
成されている。その幅は等しく約９０°に相当する幅に
分割されている。
に全周にわたって一様に電極１９が形成される。外周面
の電極は直径を軸として右側に電極１）と電極１２が形
成されている。その幅は等しく約９０°に相当する幅に
分割されている。
それに対して軸の左側の電極は、右側の電極１）と電極
１２に等しい幅の電極１３を中心にして、両側の軸側に
は幅がその半分の電極１４と電極１５が形成されている
。すなわち、その幅は４５°に相当する幅となる。
１２に等しい幅の電極１３を中心にして、両側の軸側に
は幅がその半分の電極１４と電極１５が形成されている
。すなわち、その幅は４５°に相当する幅となる。
第３図は第２図に示した圧電セラミック１０の電極１）
〜１５と電源との接続の説明図である。右側の二つの電
極１）と電極１２に一方の電源２１が接続され、左側の
電極１３と電極１４．１５にもう一方の電源２２が接続
される。二つの電源２１と２２は第４図に示したように
９０°位相差を有し、この場合は電源２２の位相が９０
°進んだ形になっている。
〜１５と電源との接続の説明図である。右側の二つの電
極１）と電極１２に一方の電源２１が接続され、左側の
電極１３と電極１４．１５にもう一方の電源２２が接続
される。二つの電源２１と２２は第４図に示したように
９０°位相差を有し、この場合は電源２２の位相が９０
°進んだ形になっている。
上記の構造に正弦波電流を印加して駆動させ、荷重５０
０ｇ、 １０００ｇ 、２０００ｇの分銅を円筒状のセ
ラミックの端面に両者の中心軸が一致するように乗せ、
その回転数を測定した。印加電圧はビーク−ツー−ピー
クで圧電セラミックの高さ１ｍｍ当たり３０■、４０Ｖ
、５０Ｖ、６０ｖ（全電圧はその３倍）の四例で測定し
、周波数は１２６〜１３０ｋＨｚとした。
０ｇ、 １０００ｇ 、２０００ｇの分銅を円筒状のセ
ラミックの端面に両者の中心軸が一致するように乗せ、
その回転数を測定した。印加電圧はビーク−ツー−ピー
クで圧電セラミックの高さ１ｍｍ当たり３０■、４０Ｖ
、５０Ｖ、６０ｖ（全電圧はその３倍）の四例で測定し
、周波数は１２６〜１３０ｋＨｚとした。
測定されたそれぞれの分銅の回転数を表１〜表３に示し
た。
た。
〔表１ ） ５００ｇ １分間の回転数〔表１〕
つづき
〔表２〕
０００ｇ
１分間の回転数
〔表２〕
つづき
〔表３〕
０００ｇ
１分間の回転数
〔表３
〕
つづき
上記の表１に示したように、電源の周波数がある一定の
範囲になると、円筒状の圧電セラミックの端面に楕円運
動が生じて、分銅を回転させる。
範囲になると、円筒状の圧電セラミックの端面に楕円運
動が生じて、分銅を回転させる。
この周波数は電源電圧によって異なるが、測定の結果で
は、荷重５００ｇで圧電セラミックｌｌ１ｌＩｌ当たり
６０Ｖを印加したときに１２６．２ｋＨｚの付近で回転
数が最高を記録した。
は、荷重５００ｇで圧電セラミックｌｌ１ｌＩｌ当たり
６０Ｖを印加したときに１２６．２ｋＨｚの付近で回転
数が最高を記録した。
なお、電流値も測定したが、回転数の多いところで電流
値も大きくなっていたが、必ずしも回転数の最高のとこ
ろと電流値の最高のところは一致していなかった。
値も大きくなっていたが、必ずしも回転数の最高のとこ
ろと電流値の最高のところは一致していなかった。
なお、電極の配置（分割）は上記の例のような二分割に
限られず、任意の数にすることが可能である。第５図は
片側を三分割した例で、右側に電極５１〜５３が６０°
の幅で、左側は電極５４．５５が６０６の幅で、電極５
６．５７が半分の３０°の幅で形成された例を示してい
る。
限られず、任意の数にすることが可能である。第５図は
片側を三分割した例で、右側に電極５１〜５３が６０°
の幅で、左側は電極５４．５５が６０６の幅で、電極５
６．５７が半分の３０°の幅で形成された例を示してい
る。
内周面の電極は、軸を境に二分割したり、外表面の電極
と同じパターンとしてもよい。電極構造によって駆動電
圧を低くすることもできる。そして、すべての電極に電
圧を印加することも必要でなく、一部を浮かせた状態に
しておくこともできる。
と同じパターンとしてもよい。電極構造によって駆動電
圧を低くすることもできる。そして、すべての電極に電
圧を印加することも必要でなく、一部を浮かせた状態に
しておくこともできる。
なお、第２図に示した例において、電源２１と電源２２
０位相を逆転させると、回転方向を左回転から右回転に
切り換えることができる。
０位相を逆転させると、回転方向を左回転から右回転に
切り換えることができる。
実際に超音波モータとして用いる場合には、円筒状の圧
電セラミックの端面に金属片等のステータを当接させて
用いる。このステータに伝えられた圧電セラミックの変
位（楕円運動）をステータに当接したロータの回転運動
に変え、そのエネルギーを利用することができる。また
、圧電セラミックに処理を施すことによって、ロータを
直接当接することも可能である。
電セラミックの端面に金属片等のステータを当接させて
用いる。このステータに伝えられた圧電セラミックの変
位（楕円運動）をステータに当接したロータの回転運動
に変え、そのエネルギーを利用することができる。また
、圧電セラミックに処理を施すことによって、ロータを
直接当接することも可能である。
圧電セラミックのサイズを任意に変え、駆動する周波数
帯を調整することも可能となる。
帯を調整することも可能となる。
本発明によれば、簡単な電極構造と電源のみで超音波モ
ータを駆動させることができる。
ータを駆動させることができる。
したがって、駆動回路が簡単で済み、組立工数やコスト
の低減が可能となる。
の低減が可能となる。
また、配線と切り換え手段によって、両方向の回転が任
意に得られる。
意に得られる。
第１図は本発明に用いる圧電セラミックの一例の斜視図
、第２図と第５図は電極配置を示す平面図、第３図は電
源の接続の説明図、第４図は電源の位相関係を示す説明
図である。 １０・・・・・・・・・・圧電セラミック１）〜１５．
５１〜５７・・・・電極
、第２図と第５図は電極配置を示す平面図、第３図は電
源の接続の説明図、第４図は電源の位相関係を示す説明
図である。 １０・・・・・・・・・・圧電セラミック１）〜１５．
５１〜５７・・・・電極
Claims (9)
- （１）円筒状の圧電セラミックの内表面と外表面にそれ
ぞれ駆動用電極を形成して成る超音波モータにおいて、
該外表面の電極は直径方向の軸に対して左右非対称に複
数に分割されて形成され、該非対称の左右の電極に位相
差を有する駆動電源が接続されたことを特徴とする超音
波モータ。 - （２）円筒状の圧電セラミックの内表面と外表面にそれ
ぞれ駆動用電極を形成して成る超音波モータにおいて、
該外表面の電極は直径方向の軸に対して左右非対称に複
数に分割されて形成され、該非対称の左右の電極に位相
差を有する駆動電源が接続され、該円筒状の圧電セラミ
ックの端面に生じる変位を利用することを特徴とする超
音波モータ。 - （３）該圧電セラミックの端面にロータを当接させるこ
とにより回転運動を得る請求項第２項記載の超音波モー
タ。 - （４）該圧電セラミックの端面にステータを配置し、該
ステータにロータを当接させて回転運動を得る請求項第
２項記載の超音波モータ。 - （５）内表面の電極は分割されていない請求項第１項ま
たは第２項記載の超音波モータ。 - （６）内表面の電極が該軸で二分割された請求項第１項
または第２項記載の超音波モータ。 - （７）内表面の電極が外表面と同じ位置で分割された請
求項第１項または第２項記載の超音波モータ。 - （８）円筒状の圧電セラミックの内表面と外表面にそれ
ぞれ駆動用電極を形成して成る超音波モータにおいて、
該外表面の電極は直径方向の軸に対して左右非対称に、
一方は同じ幅で所定の数に分割され、他方は当該幅で当
該所定の数よりも１少ない数の電極と該軸側に位置する
当該幅の半分の幅の二つの電極に分割されて形成され、
該非対称の左右の電極に位相差を有する駆動電源が接続
されたことを特徴とする超音波モータ。 - （９）円筒状の圧電セラミックの内表面と外表面にそれ
ぞれ駆動用電極を形成して成る超音波モータにおいて、
該外表面の電極は直径方向の軸に対して左右非対称に複
数に分割されて形成され、該非対称の左右の電極に位相
差を有する駆動電源が接続され、該位相差を逆にする手
段を具えていずれの方向にも回転可能としたことを特徴
とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044822A JPH03251085A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2044822A JPH03251085A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 超音波モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03251085A true JPH03251085A (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=12702147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2044822A Pending JPH03251085A (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03251085A (ja) |
-
1990
- 1990-02-26 JP JP2044822A patent/JPH03251085A/ja active Pending
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