JPS6062877A - 圧電モ−タ - Google Patents

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。

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モータに関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、モータはロータとステータに巻線を必要とし、こ
の巻線に外部から電気を供給することにより回転する直
流モータと、ステータ巻線への通電によりロータ巻線を
流れる電流を誘起することによって回転する交流モータ
なとがあった。

これらのモータの欠点は、巻線を保有し、かつ機械出力
が前記、ロータとステータとの間隙に比例しているので
、高い精度が必要となる。これらのことにより価格が高
くついている。徒だ前記モータの回転速度は、通常１分
間に１０００回転以上で回転するので、実際に使用され
る多くの場合において減速機を必要としており、後イτ
１けによる価格高を招いている。また構成上、回転部品
の質量が大きくなるために慣性モーメンＩ・が大きくな
り、パルス駆動が困難である。さらに整流子とブラシ間
にアークが生じて、雑１ηの発生源となってきたＯ発明
の目的 本発明の目的はかかる欠点を解決するために、電気−機
械変換子としての圧電振動子に着目し、前記圧電振動子
の励起する振動を用いた圧電型のモータを提供すること
にある。

発明の構成 本発明の圧電モータは、上記目的を実現するために、圧
電振動子の振動の節の部分に弾性部材を配置し、この圧
電振動子の振動の節部分に静圧力または動圧力を加えて
、弾性部拐によりそれと接する軸または回転部層を回転
さぜるように構成したものである。このモータは、圧電
振動子の長さを選定することによって、５０ヘルツ１だ
は６０ヘルツの商用電源でも直接駆動することができ、
直接低速回転をさせることができる。

実施例の説明 次に本発明の構成の詳細について図面を用いて説明する
。

実施例１ 第１図は本発明による圧電モータの一実施例を示したも
のである。表面に電極か施された（図示ぜず）圧電セラ
ミック板１．２ｉＬ、　リン青銅等からなる弾性板３を
介して固着さ−ｈてノくイモルフ振動子１３を構成して
いる。軸４は前記圧電セラミック板１．２およびリン省
５・ｌ１１１　Ａ！ｊからなる弾性体３などから構成さ
れるバイモルフ振動子１３の振動の節位置に回動自在に
製箔されている。静圧力あるいは動圧力の作用片５、発
条６、および接触子７は、直線状に、前記ノくイモルフ
振動子１３の他の節位置近傍に配置されている。外１Ｘ
ｌ（から加えられる静圧力あるいは動圧力は、前記作用
片部を介して、圧電セラミック板１．２およびリン青銅
等からなる弾性板３に伝えられ、さらにこれらを介して
弾性部側８に静１−にカあるいは動ＩｉＥ力に伝えられ
る。前記弾性部側８としては、ノクイ・ｅル）４騒動子
１３の全長の１０７く−七ントを超えることのない全長
からなる弾性Ａ、１１′’ｌ　４．用い、これは）圧電
セラミック板２０部位置近ｆｓ賞こ１９・旨゛１されて
いる。回転部材９は、ロータ軸１０に回動自在ｅこ装着
されている。前記弾性部側８の先嬬部は、前記１．９１
　ｑ云？ｉＢ材９０表面に接触するように配置されてい
る。リード線対１１．１２から交流信号をバイモルフ振
動子１３に印加すると、弾性部材８は図示したように角
度θを繰り返し位置移動する。前記弾性部材８Ｉ′ｉ、
バイモルフ振動子１３の節位置に固着されている。した
がって公知のように節位置近傍は変位置が少々〈力は最
大の位置となるので、回転部材９への作用力は強力とな
っている。壕だ弾性部材８と回転部拐９の接触状態は、
作用片６への外部からの静圧力あるいは動圧力を変化さ
せることにより、任意な状態を作り出すことができるも
のである。

実施例２ 第２図は本発明による圧電モータの他の実施例を示した
ものである。表面に框枠が施された（図示せず）圧電セ
ラミック板１．２に１、リン青銅等からなる弾性板３を
介して固着されてバイモルフ振動子１３を構成している
。軸４は前記圧電セラミック板１．２およびリン背銅等
からなる弾性体３などから構成されるバイモルフ振動子
１３の振動の節位置に回動自在に装着されている。静圧
力あるいは動圧力の作用）’＋’６、発条６および接触
子７ｉｌ−１：、直線状に、前記バイモルフ振動子１３
の他の部位［１夕近傍に配置されている。外部から加え
られる静圧力あるい目、動圧力は、前記作用片等を介し
て、ｊ上型−ヒラミック根１．２およびリン１１丁少１
司等からなるデＩＩ性板３を介さずに直接丸（全１４を
介して弾性部側８に静圧力あるいは動圧力を伝えている
。前記弾性部側８は、バイモルフ振動子１３の全長の１
０パーセントを超えることのない全長からなる弾性月相
を用いて、圧電セラミンク板２の節位置近傍に丸棒１４
を介して固シ；９さＩしている。

回転部層９は、ロータ軸１０に回動自在に装着されてい
る０前記弾性部）ｆ）ｆ　８の先端］７’ｉｌｌは、前
記回転部層９の表面に接触するように配置されている０
リード線対１１　．１２から交流信号を、ノくイモルフ
振動子１３に印加すると、弾性部側８は図示したように
角度０を繰り返し位置移動する。前記弾性部材８は、バ
イモルフ振動子１３０節位置に固着されている。したが
って公知のように節位置近傍は変位置が少なく力は最大
の位置となるのて、回転部材９への作用力は強力となっ
ている。また弾性部材８と回転部材９の接触状態は、作
用片５への外部からの静圧力あるいは動圧力を変化させ
ることにより、任意な状態を作り出すことができるもの
である。これら実施例にもとづいて作動状態を説明する
と、リード線対１１．１２への交流信号印加により、弾
性部材８Ｑよロータ軸の方向へあるいは逆方向へ位置移
動を行なう。前記弾性部材８はロータ軸１０と回動自在
に装着された回転部材９との接触時、微少に湾曲して回
転部拐９とともに微少な位置移動を繰り返す。この結果
、回転部材９は逆時削方向へ回転する。前記弾性部材８
と回転部材９の摩擦力は、前記弾性部材８が引き込まれ
る方向へ動くときに大きくなり、復帰時に生じる摩擦は
引き出される方向に弾性部層８が移動するので、前記方
向へ働く摩擦力と比べて小さい値となる。この結果回転
部月９は一方向へ回転する。発条６の発条定数、あるい
は作用片５に加わる静圧力または動圧力を変化させると
、回転部月９に生じる回転トルクを任、への値にするこ
とができる。寸たり〜ドＩ％！対１１．１２に印加する
交流信号の波高値を変化させることにより、回転数を変
化することができる。波高値一定時に、交流信号の周波
数を変化さぜることによっても回転数を変化さぜること
力筒Ｊ能である。さらに本発明では、圧電セラミック板
１．２およびリン宵銅等からなる弾性板３から構成され
るたとえば板厚０．４　ミＩＪメートルのバイモルフ慝
動子１３の全長を、はぼ１６０ミリメートルあるいは１
４０ミリメートル程度に設定することにより、前記ノく
イモルフ振動子の基本共振周波数を５０ヘルツないし６
０ヘルツ近傍としており、特別な電源あるいは発振器や
増幅器等の高価な装置１りを用いることなく、一般の家
庭で用いている６０ヘルツあるいは６０ヘルツの１００
ボルト電錠、を直接１と続するだけでよいので、低価格
のモータとなった。寸だ回転数が１分間に１０〜３０回
転程１仄と低速であるので、減速機をまったく必要とし
ない。さらに電気−機械変換には圧電素子を用いたノく
イモルフ振動子を用いているので、重量が約１０ｇ程度
と軽く、ハルス駆動が可能となった。かつ整流子等を使
っていないので、アーク等による雑音が皆無となった。

発明の効果 以上のように本発明によってなる新規な構成の圧電モー
タは、低価格であり、小型・低速の良好な性能のモータ
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の実施例の圧電モ
ータの構成を示す図である。 １・２・・・・・圧電セラミック板、３・・・・・弾性
板、４・・・・・・軸、５・・・・・作用片、６・・・
・・・発条、７・川・・接触子、８・・・・・・弾性部
材、９・・・・・・回転部イＡ１１ｏ・・・・ロータ軸
、１１　．１２・・・・・・リーｉ−線、１３・・・・
・・バイモルフ振動子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧電振動子の振動の節の部分に、弾性部材を配着
   してなり、前記圧電振動子の振動の節の部分に静圧力あ
   るいは動圧力を加えることにより、前記弾性部材をそれ
   と回動自在に接触する軸あるいは回転部材に作用させて
   回転させることを特徴とする圧電モータ。
2. （２）圧電振動子はその振動の節部近傍に、節の長手方
   向と同一方向に前記圧電振動子に装着された棒を有して
   おシ、かつ前記枠に弾性部拐を固着してなり、前記弾性
   部材に前記枠を介して静圧力あるいは動圧力を直接加え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧電モ
   ータ。
3. （３）弾性部材の長さが圧電振動子の全長の１０パーセ
   ントを超えないことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の圧電モータ。