JPS6020776A - 圧電クラツチ - Google Patents
圧電クラツチInfo
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- JPS6020776A JPS6020776A JP58128489A JP12848983A JPS6020776A JP S6020776 A JPS6020776 A JP S6020776A JP 58128489 A JP58128489 A JP 58128489A JP 12848983 A JP12848983 A JP 12848983A JP S6020776 A JPS6020776 A JP S6020776A
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- JP
- Japan
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
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- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D28/00—Electrically-actuated clutches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (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
本発明は圧電体を用いた圧電クラッチに関する。
背景技術とその問題点
動力の伝達・遮断を行うための装置として、従来より電
磁クラッチが広く用いられているｏしかしながら電磁ク
ラッチは電磁力を利用しているので、用途によっては漏
れ磁束の影響か問題となる。
磁クラッチが広く用いられているｏしかしながら電磁ク
ラッチは電磁力を利用しているので、用途によっては漏
れ磁束の影響か問題となる。
また駆動側と被駆動側とが吸着するときの衝突音も問題
となる°ことがある。
となる°ことがある。
発明の目的
本発明は上記の問題を解決することのできる圧電クラッ
チを提供するものである。
チを提供するものである。
発明の概要
本発明はリング状の圧電体をその円周方向に沿って複数
に分割すると共に分割された部分の谷々に所定の分極処
理を施し、この圧電体を被８動体に固着すると共にこの
圧電ｆ＃−に弾性体の一方の面を固着し、この弾性体の
上記一方の面と反対側の′面に摩擦係数の大なる部材を
介して駆動体を圧着させて成力、上記圧電体の上記分割
された部分の各々に所定周波数の交流電圧を加えるよう
にした圧電クラッチに係るものである。これによって、
漏れ磁束及び衝突音の問題のないクラッチを得ることか
できる。
に分割すると共に分割された部分の谷々に所定の分極処
理を施し、この圧電体を被８動体に固着すると共にこの
圧電ｆ＃−に弾性体の一方の面を固着し、この弾性体の
上記一方の面と反対側の′面に摩擦係数の大なる部材を
介して駆動体を圧着させて成力、上記圧電体の上記分割
された部分の各々に所定周波数の交流電圧を加えるよう
にした圧電クラッチに係るものである。これによって、
漏れ磁束及び衝突音の問題のないクラッチを得ることか
できる。
実施例
第１図において、駆動体（１）は円板状部（１ａ）に軸
（Ｉｂ）ｄ！一体的に設けられてｇり、軸（１ｂ）には
モータ等の動力源より矢印ａ又はｂ方向の回転力が与え
られる。円板状部（１ａ）の下面の周縁部にはスライダ
（２）が接着されている。このスライダ（２）は摩擦係
数の犬なる材料が用いられ、例えはアスベスト入シゴム
、カーボンファイバ入〃ゴム等ヲリング状に成形したも
のが用いられる。被駆動体（３）は円板状部（３ａ）に
軸（６りが一体的に設けられて成）、円板状部（６ａ）
の上面には振動体（４）が接着固定されている。振動体
（４）は第２図にも示すように、金属から成るリング状
弾性部材（５）と、この弾性部材（５）の下面得替寺に
接着されたセラミック等のリング状圧電体（６）から成
っている。圧電体（６）は円周方向に複数に分割され（
図示では８分割）、各分割さｔた部分が厚さ方向に分極
されている。第２図における、＋、−は分極方向を示し
５図示のように互いに隣接する部分の分極方向が逆方向
となるように成されている。この振動体（４）は、圧電
体（６）を円板状部（６ａ）の上面に接着することによ
って被駆動体（３）に固定ぢれている。また駆動体（１
）はバネ（図示せず９等によって矢印で示す方向にカＦ
）Ｊ−加えられており、これによつソ、この駆動体（１
）はスライダ（２）を介して弾性部材（５）に圧着され
ている。
（Ｉｂ）ｄ！一体的に設けられてｇり、軸（１ｂ）には
モータ等の動力源より矢印ａ又はｂ方向の回転力が与え
られる。円板状部（１ａ）の下面の周縁部にはスライダ
（２）が接着されている。このスライダ（２）は摩擦係
数の犬なる材料が用いられ、例えはアスベスト入シゴム
、カーボンファイバ入〃ゴム等ヲリング状に成形したも
のが用いられる。被駆動体（３）は円板状部（３ａ）に
軸（６りが一体的に設けられて成）、円板状部（６ａ）
の上面には振動体（４）が接着固定されている。振動体
（４）は第２図にも示すように、金属から成るリング状
弾性部材（５）と、この弾性部材（５）の下面得替寺に
接着されたセラミック等のリング状圧電体（６）から成
っている。圧電体（６）は円周方向に複数に分割され（
図示では８分割）、各分割さｔた部分が厚さ方向に分極
されている。第２図における、＋、−は分極方向を示し
５図示のように互いに隣接する部分の分極方向が逆方向
となるように成されている。この振動体（４）は、圧電
体（６）を円板状部（６ａ）の上面に接着することによ
って被駆動体（３）に固定ぢれている。また駆動体（１
）はバネ（図示せず９等によって矢印で示す方向にカＦ
）Ｊ−加えられており、これによつソ、この駆動体（１
）はスライダ（２）を介して弾性部材（５）に圧着され
ている。
上記のように１ｌＩｌ成された圧電クラッチにおいて、
駆動体（１）の軸（１ｂ）に矢印ａ又はｂ方向の回転力
を与えると、この回転は駆動体（１）から摩擦係数の大
なるスライダ（２）を介して振＠ Ｋ （４）及び被駆
動体（３）に伝達される。
駆動体（１）の軸（１ｂ）に矢印ａ又はｂ方向の回転力
を与えると、この回転は駆動体（１）から摩擦係数の大
なるスライダ（２）を介して振＠ Ｋ （４）及び被駆
動体（３）に伝達される。
次に圧電体（６）の分割された部分の各々に所定周波数
の交＃ｒ、電圧を加えると、％部分は分極方向に応じて
変位し、この結果圧電体（６）にはそのリング形状の円
周に沿う定在波が発生する。この定住波は弾性部材（５
）に伝えられ、この結果、振動体（４）の全体が第６図
に示すように定住波振動する。この場合、振動体（４）
は第６図の黒縁で示す状態と上点細線で示す状態とに交
互に振動し、これによって振動体（４）のｃ、ｄ点がス
ライダ（２）に接触する状態と、ｅ、ｆ点がスライダ（
２）に接触する状態とが交互に生じる。この振動状態に
おいては、振動体（４）とスライダとの接触面積が、圧
電体（６）に電圧を加えない場合よりも格段に減少する
。従って両者の間の摩擦係数も小さくなり、これによっ
て駆動体（１）と被駆動体（３）との間にすベクが生じ
て、駆動体（１）の回＠々≦被駆動体（３）に伝達され
ることがない。
の交＃ｒ、電圧を加えると、％部分は分極方向に応じて
変位し、この結果圧電体（６）にはそのリング形状の円
周に沿う定在波が発生する。この定住波は弾性部材（５
）に伝えられ、この結果、振動体（４）の全体が第６図
に示すように定住波振動する。この場合、振動体（４）
は第６図の黒縁で示す状態と上点細線で示す状態とに交
互に振動し、これによって振動体（４）のｃ、ｄ点がス
ライダ（２）に接触する状態と、ｅ、ｆ点がスライダ（
２）に接触する状態とが交互に生じる。この振動状態に
おいては、振動体（４）とスライダとの接触面積が、圧
電体（６）に電圧を加えない場合よりも格段に減少する
。従って両者の間の摩擦係数も小さくなり、これによっ
て駆動体（１）と被駆動体（３）との間にすベクが生じ
て、駆動体（１）の回＠々≦被駆動体（３）に伝達され
ることがない。
尚、圧電体（６）に加える交流電圧の大きさを制御する
ことにより、定在波の振巾を変えて摩擦係数を制御する
ことができる。
ことにより、定在波の振巾を変えて摩擦係数を制御する
ことができる。
第４図は圧電体（６）の駆動回路の実施例を示すもので
、所定周波数の発振器（７）の出力をアンプ（８）及び
チョークコイル（９）を通じて圧電１ ｆ６）の電極に
加えるようにしている。チョークコイル（９）は、圧電
体（６）の持つ容量成分をこのコイル（９）のＬＯ共振
で杓消すことにより、電圧効率を高めるために接続され
ている。尚、発振器（７ンの発振周波数は圧電体（６）
及び弾性部材（５）の形状、材質と、圧電（４−＋６１
に施す分極処理の分割数等によって決定される。
、所定周波数の発振器（７）の出力をアンプ（８）及び
チョークコイル（９）を通じて圧電１ ｆ６）の電極に
加えるようにしている。チョークコイル（９）は、圧電
体（６）の持つ容量成分をこのコイル（９）のＬＯ共振
で杓消すことにより、電圧効率を高めるために接続され
ている。尚、発振器（７ンの発振周波数は圧電体（６）
及び弾性部材（５）の形状、材質と、圧電（４−＋６１
に施す分極処理の分割数等によって決定される。
第１図の実施例の実験結果によｎは、振動体（６）に定
在波そ生じさせた場合と生じさせない場合との回転に要
するトルク比は１０〜６０倍程度であり、動力の伝達、
遮断を行うクラッチとして充分実用的な効果か得られる
ことが確認されている。
在波そ生じさせた場合と生じさせない場合との回転に要
するトルク比は１０〜６０倍程度であり、動力の伝達、
遮断を行うクラッチとして充分実用的な効果か得られる
ことが確認されている。
また本実施例では圧電体（６）を厚み振動モードで使用
しているが、圧電体をすべり振動モードで使用するよう
にしてもよい。またスライダ（２）を駆動体（１）に設
けているか、弾性体（５）に設けてもよく、あるいはス
ライダ（２）を独立した別体としてもよい。
しているが、圧電体をすべり振動モードで使用するよう
にしてもよい。またスライダ（２）を駆動体（１）に設
けているか、弾性体（５）に設けてもよく、あるいはス
ライダ（２）を独立した別体としてもよい。
応用例
本発明は本出願人が先に実願昭５７−１６１４７２号に
より提案した弾性波モータに適用することができる。第
１図のクラッチを弾性波モータとして動作させる場合は
、圧電体（６）の分割された部分を所定間隔を以って配
すると共に、これらの分割された部分を２つのグループ
に分け、一方のグループの各分割部分に所定周波数の交
流電圧を加えると共に、他方のグループの各分割部分に
上記交流電圧を９０°移相した電圧を加えるように成さ
れる。
より提案した弾性波モータに適用することができる。第
１図のクラッチを弾性波モータとして動作させる場合は
、圧電体（６）の分割された部分を所定間隔を以って配
すると共に、これらの分割された部分を２つのグループ
に分け、一方のグループの各分割部分に所定周波数の交
流電圧を加えると共に、他方のグループの各分割部分に
上記交流電圧を９０°移相した電圧を加えるように成さ
れる。
これによって振動体（６）に進行波が発生し、その波動
力によって駆動体（１）がスライダ（２）を介して回転
する。即ち、この場合は駆動体（１）かモータの回転子
となる。上記出願には弾性波モータをテレヒカメラのズ
ーム機構に適用することが述べられている。その場合は
１回転子となる駆動体（１）の軸（１ａ）ニスームレン
ズの移動機構が連動されることにょシ、弾性波モータを
用いてズーム調節を行うことが可能となる。このズーム
調節を手動で行う場合は、駆動体（１）を手動で一回転
させて調節を行えば′よいが、駆動体（１）は力Ｆによ
り弾性体（５）忙スライダ（１）を介して圧着さ扛てい
るので、この圧着力に抗して駆動体（１）を手動で回転
させるには非常に強い力を必要とする。このとき圧電体
（６）の全ての分割された部分に共通に交流電圧を加え
ることによって、第６図のような定在波そ発生させれば
、駆動体（１）と弾性体（５）との間にすベカが生じる
ので％駆動体（１）７！：＠い力で手指により回転させ
ることができる。このように圧電体（６）を９：、流電
圧の２相駆動と単相駆動とに切換えることによって、第
１図の装置を弾性波モータと圧電クラッチとに選択的に
用いることができる。
力によって駆動体（１）がスライダ（２）を介して回転
する。即ち、この場合は駆動体（１）かモータの回転子
となる。上記出願には弾性波モータをテレヒカメラのズ
ーム機構に適用することが述べられている。その場合は
１回転子となる駆動体（１）の軸（１ａ）ニスームレン
ズの移動機構が連動されることにょシ、弾性波モータを
用いてズーム調節を行うことが可能となる。このズーム
調節を手動で行う場合は、駆動体（１）を手動で一回転
させて調節を行えば′よいが、駆動体（１）は力Ｆによ
り弾性体（５）忙スライダ（１）を介して圧着さ扛てい
るので、この圧着力に抗して駆動体（１）を手動で回転
させるには非常に強い力を必要とする。このとき圧電体
（６）の全ての分割された部分に共通に交流電圧を加え
ることによって、第６図のような定在波そ発生させれば
、駆動体（１）と弾性体（５）との間にすベカが生じる
ので％駆動体（１）７！：＠い力で手指により回転させ
ることができる。このように圧電体（６）を９：、流電
圧の２相駆動と単相駆動とに切換えることによって、第
１図の装置を弾性波モータと圧電クラッチとに選択的に
用いることができる。
発明の効果
従来の電磁クラッチのように電磁力を用いないので、漏
れ磁束の問題かなく、また駆動体と被駆動体とが常に圧
着されているので、電磁クラッチのような衝突音か発生
しない。圧電体に供給する電圧を変えて定住波の振巾そ
変えることによ勺、摩擦係数を制御することができる。
れ磁束の問題かなく、また駆動体と被駆動体とが常に圧
着されているので、電磁クラッチのような衝突音か発生
しない。圧電体に供給する電圧を変えて定住波の振巾そ
変えることによ勺、摩擦係数を制御することができる。
第１図は本発明の実施例を示す側面断面図、第２図は第
１図の要部の斜視図、第６図は第１図の要部を直線的に
展開した断面図、第４図は圧電本駆動回路の実施例を示
すブロック図である。 なお図面に用いられている符号において、（１）・・・
・・・・・・・・・駆動体（２）・・・・・・・・・・
・・スライダ（３）・・・・・・・・・・・・被駆動体
（４）・・・・・・・・・・・振動体 （５）・・・・・・・・・・・・弾性部材（６）・・・
・・・・・・・・・圧電体である。 代理人 上屋 勝 〃 常包芳男 Ｉ 杉浦俊貴
１図の要部の斜視図、第６図は第１図の要部を直線的に
展開した断面図、第４図は圧電本駆動回路の実施例を示
すブロック図である。 なお図面に用いられている符号において、（１）・・・
・・・・・・・・・駆動体（２）・・・・・・・・・・
・・スライダ（３）・・・・・・・・・・・・被駆動体
（４）・・・・・・・・・・・振動体 （５）・・・・・・・・・・・・弾性部材（６）・・・
・・・・・・・・・圧電体である。 代理人 上屋 勝 〃 常包芳男 Ｉ 杉浦俊貴
Claims (1)
- リング状の圧電体をその円周方向に沿って複数に分割す
ると共に分割された部分の各々に所定の分極処理を施し
、この圧電体を被駆動体に固着すると共にこの圧電体に
弾性体の一方の面を固着し、この弾性体の上記一方の面
と反対側の面に摩擦係数の犬なる部材を介して駆動体を
圧着させて成り、上記圧電体の上記分割された部分の各
々に所定周波数の交流電圧を加えるようにした圧電クラ
ッチ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128489A JPS6020776A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 圧電クラツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128489A JPS6020776A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 圧電クラツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020776A true JPS6020776A (ja) | 1985-02-02 |
| JPH0463631B2 JPH0463631B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=14986012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58128489A Granted JPS6020776A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | 圧電クラツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020776A (ja) |
Cited By (14)
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|---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-07-14 JP JP58128489A patent/JPS6020776A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0463631B2 (ja) | 1992-10-12 |
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