JPS6149668A - 湾曲型超音波振動子を用いた圧電モ−タ - Google Patents
湾曲型超音波振動子を用いた圧電モ−タInfo
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- JPS6149668A JPS6149668A JP59170377A JP17037784A JPS6149668A JP S6149668 A JPS6149668 A JP S6149668A JP 59170377 A JP59170377 A JP 59170377A JP 17037784 A JP17037784 A JP 17037784A JP S6149668 A JPS6149668 A JP S6149668A
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- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
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Classifications
-
- 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
- H02N2/103—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
-
- 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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/003—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with bending modes
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】
〔産業上の利用分野および発明の目的〕本発明は超音波
振動を利用した圧電モータ、ことに「キラツキ型」と呼
ばれる超音波、モータの改良に係り、薄型のモータを提
供することを目、的とする。
振動を利用した圧電モータ、ことに「キラツキ型」と呼
ばれる超音波、モータの改良に係り、薄型のモータを提
供することを目、的とする。
従来の超音波振動を利用したモータには種々の提案がな
されているが、中でも特開昭５６−１３８４６９号で提
案された通称「キラツキ型」モータはその代表例である
。このモータは、超音波振動子の一端面とロータの一端
面とを対向する位置に配置し、両者間に四−夕の回転面
に対して適当な角度に傾けて設けた板状又は棒状の振動
片を一方側の前記一端面と一体形成することにより、超
音波振動の往復連動をロータの回転運動に変換した超音
波モータである。この種「キラツキ源」モータの駆動力
として用いられている超音波振動子には磁歪型と圧ＩＸ
型とがあるが、いづれも振動子のたて振動の共振を利用
しているため、共振波長ｌは’−２ｆｆにで表わされ、
２０ ＫＨ２用では１３０ｒｅ、 ５０ ＫＨｚでも約
ｓｏ、＋ｍであり、振動子の寸法だけでもこのように長
くなってしまうという欠点があった。ここでｆｒは共振
同波数、乙とＰはそれぞれ振動子のヤング率と密度であ
る。 □〔作用〕 この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
超音波振動子の一端面とロータの一端面とを対向する位
置に配置し、両者間にロータの回転回に対して適当な角
度に傾けて設けた板状又は棒状などの振動片を一力側の
前記一端面と一体形成することにより、超音波振動の往
復運動をロータの回転運動に変換するモータにおいて、
超音波振動子に圧電駆動の湾曲型超音波振動子を用いた
ことによって前「己目的を達成したものである。
されているが、中でも特開昭５６−１３８４６９号で提
案された通称「キラツキ型」モータはその代表例である
。このモータは、超音波振動子の一端面とロータの一端
面とを対向する位置に配置し、両者間に四−夕の回転面
に対して適当な角度に傾けて設けた板状又は棒状の振動
片を一方側の前記一端面と一体形成することにより、超
音波振動の往復連動をロータの回転運動に変換した超音
波モータである。この種「キラツキ源」モータの駆動力
として用いられている超音波振動子には磁歪型と圧ＩＸ
型とがあるが、いづれも振動子のたて振動の共振を利用
しているため、共振波長ｌは’−２ｆｆにで表わされ、
２０ ＫＨ２用では１３０ｒｅ、 ５０ ＫＨｚでも約
ｓｏ、＋ｍであり、振動子の寸法だけでもこのように長
くなってしまうという欠点があった。ここでｆｒは共振
同波数、乙とＰはそれぞれ振動子のヤング率と密度であ
る。 □〔作用〕 この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
超音波振動子の一端面とロータの一端面とを対向する位
置に配置し、両者間にロータの回転回に対して適当な角
度に傾けて設けた板状又は棒状などの振動片を一力側の
前記一端面と一体形成することにより、超音波振動の往
復運動をロータの回転運動に変換するモータにおいて、
超音波振動子に圧電駆動の湾曲型超音波振動子を用いた
ことによって前「己目的を達成したものである。
すなわち、円板の面に垂直な力を作用させると湾曲変形
を生ずるが、このモードの振動の固有周波数は円板の直
径と厚さで決まり、一般にかなり低く、厚い円板を湾曲
させる強力な振動の場合も比較的共振周波数が低い。し
かも厚み振動子とは逆に共振周波数を低くとるほど振動
子は薄くできる。厚さな変えたくない場合は直径を大き
くすれば良いことなどが、振動子を薄く構成する目的に
対する大きな利点である。本発明は円板の湾曲モードを
利用した強力な超音波振動子のたて振動を「キラツキ型
」モータの駆動源としたものであり、以下本発明の実施
例を図面に従って説明する。
を生ずるが、このモードの振動の固有周波数は円板の直
径と厚さで決まり、一般にかなり低く、厚い円板を湾曲
させる強力な振動の場合も比較的共振周波数が低い。し
かも厚み振動子とは逆に共振周波数を低くとるほど振動
子は薄くできる。厚さな変えたくない場合は直径を大き
くすれば良いことなどが、振動子を薄く構成する目的に
対する大きな利点である。本発明は円板の湾曲モードを
利用した強力な超音波振動子のたて振動を「キラツキ型
」モータの駆動源としたものであり、以下本発明の実施
例を図面に従って説明する。
本発明の湾曲型超音波振動子を用いた圧電モー図は第１
図に示した圧電モータの駆動部である湾曲型超音波振動
子の平面図および萌面図である。
図に示した圧電モータの駆動部である湾曲型超音波振動
子の平面図および萌面図である。
第３図に示すように厘さ２Ｒ１直径５０口のアルミニウ
ム５０５６材の円板からなる湾曲振動板１の中心部に直
径１４＋ｒｍ、Ｊ＃さ６馴のネジ止ｋＩ）部を作り、そ
の中心に径８間のネジを切った。この湾曲振動板１は側
面形状がＴ字型をしている。外径３０闘、内径１５．の
底面を有し、１仇面影伏が台形で、その山頂が外径２２
１＋ｌ１ｆｉ％内径２０ｔｍのリング状をしており高さ
が５ＷＲのアルミニウムの王冠状リング２を前記湾曲振
動板１のＴ字脚のネジ止め都に重ねる。そして外径３０
ｔｔｒｍ ｓ内径１５ｍ５厚さ２ＩＩＩｍのドーナツ
形の圧電セラミック振動子３．４の２枚の正分極面で、
リード線６の付いた０、 １ ｖｍ厚の同じドーナツ形
のリン青銅の端子板をサンドイッチした厚み振動子を前
記リング２の下面に重ねる。そしてこれらの中心孔に、
厚さ５順１外径３０關のアルミニウム円板の中心部に径
８間、長さ１５ｍのネジが付いた側断面が逆Ｔ字型なし
た座金５のネジ部を通して、湾曲振動板のネジ孔に締め
つけて湾曲型超音波振動子８を構成する。
ム５０５６材の円板からなる湾曲振動板１の中心部に直
径１４＋ｒｍ、Ｊ＃さ６馴のネジ止ｋＩ）部を作り、そ
の中心に径８間のネジを切った。この湾曲振動板１は側
面形状がＴ字型をしている。外径３０闘、内径１５．の
底面を有し、１仇面影伏が台形で、その山頂が外径２２
１＋ｌ１ｆｉ％内径２０ｔｍのリング状をしており高さ
が５ＷＲのアルミニウムの王冠状リング２を前記湾曲振
動板１のＴ字脚のネジ止め都に重ねる。そして外径３０
ｔｔｒｍ ｓ内径１５ｍ５厚さ２ＩＩＩｍのドーナツ
形の圧電セラミック振動子３．４の２枚の正分極面で、
リード線６の付いた０、 １ ｖｍ厚の同じドーナツ形
のリン青銅の端子板をサンドイッチした厚み振動子を前
記リング２の下面に重ねる。そしてこれらの中心孔に、
厚さ５順１外径３０關のアルミニウム円板の中心部に径
８間、長さ１５ｍのネジが付いた側断面が逆Ｔ字型なし
た座金５のネジ部を通して、湾曲振動板のネジ孔に締め
つけて湾曲型超音波振動子８を構成する。
リード線６および７に３０ ＫＨｚ付近の正弦波電圧を
ｌＯボルト程度印加すると強力な超音波振動を発生する
。
ｌＯボルト程度印加すると強力な超音波振動を発生する
。
本実姉例の圧電モータにはこの超音波振動子８を使用し
たもので、モータの描造を第１図とともに説明する。た
だしこの場合前述の座金５を除来し、モータのケース９
の厚さ５ｇ、内径５２酎、外径６０闘の底板１０に付い
たネジを用いて、ナース９の底板１０に前述の湾曲型超
音波振動子８を強く固定した。湾曲型超音波振動子８の
上面に摺動ロータ１１を重ねた。このロータ１１は直径
４０順、厚さ５ ｒ：Ａｌの真鍮円板に１０．の回転軸
１１１が付き、この回転軸１１−家外径３０ Ｂｓ 厚
さ９１＋ＤＩのボールベアリング１２を介して外径６０
間、厚さ９間のケースふた部１３に水平面内で円？野に
回転するように支持されている。
たもので、モータの描造を第１図とともに説明する。た
だしこの場合前述の座金５を除来し、モータのケース９
の厚さ５ｇ、内径５２酎、外径６０闘の底板１０に付い
たネジを用いて、ナース９の底板１０に前述の湾曲型超
音波振動子８を強く固定した。湾曲型超音波振動子８の
上面に摺動ロータ１１を重ねた。このロータ１１は直径
４０順、厚さ５ ｒ：Ａｌの真鍮円板に１０．の回転軸
１１１が付き、この回転軸１１−家外径３０ Ｂｓ 厚
さ９１＋ＤＩのボールベアリング１２を介して外径６０
間、厚さ９間のケースふた部１３に水平面内で円？野に
回転するように支持されている。
ロータ１１に回転トルクを与えるのはロータ１工の歯状
板１１．で、高さ５ ｗｎ Ｘｆｉｌｌ ５ ｖｍ ｓ
厚さ０．６調の板１２枚がロータ１１の外局がら軸方角
へ放射状に付いており、ロータ底面に対し１０’傾いた
形湾曲型超音波振動子８（湾曲振動板１）の上面と状で
ロータ１１と一体形成されている。１２枚の歯状板１１
．の下面は同一回転面内に揃っており、接している。ロ
ータ１１の中央上面で回転軸１１゜の付は根部に相当す
る個所には深さ４履、幅５Ｗｒｍの溝１１．がＦ３成さ
れているので、同転軸１１．のま 。
板１１．で、高さ５ ｗｎ Ｘｆｉｌｌ ５ ｖｍ ｓ
厚さ０．６調の板１２枚がロータ１１の外局がら軸方角
へ放射状に付いており、ロータ底面に対し１０’傾いた
形湾曲型超音波振動子８（湾曲振動板１）の上面と状で
ロータ１１と一体形成されている。１２枚の歯状板１１
．の下面は同一回転面内に揃っており、接している。ロ
ータ１１の中央上面で回転軸１１゜の付は根部に相当す
る個所には深さ４履、幅５Ｗｒｍの溝１１．がＦ３成さ
れているので、同転軸１１．のま 。
わらの直径２ｏ■より外側のロータ部、すなわち溝１１
．の底部に相当する部分は１間程度の薄肉であり、バネ
作用を有する。この溝１１．にフィルバネ１４がはめら
れており、ふた１９をケース１５に固定したとき、湾曲
振動板１と歯状板１１２との間に所定の摺動圧力を与え
る。
．の底部に相当する部分は１間程度の薄肉であり、バネ
作用を有する。この溝１１．にフィルバネ１４がはめら
れており、ふた１９をケース１５に固定したとき、湾曲
振動板１と歯状板１１２との間に所定の摺動圧力を与え
る。
リード線６．７に高周波電力を入力すると、湾曲型超音
波振動子８が励振され、ロータ１１の軸方向の縦振動が
生じ、振動面に斜めに圧着されている歯状板１１２を屈
曲させるように作用し、その結果、その反作用がロータ
１１に回転トルクを与える。周波数３１５４ＫＨｚ、２
０ボルトの正弦波電圧を印加したとき、６０ ｏｒｐｍ
、５に９−ｍ／Ｓの出力が測定され、本発明の湾曲型超
音波振動子を用いた圧電モータは滑らかで、“強力な駆
動力をつくる有用なモータであることが確認された。な
お本実絶倒に示した圧電モータの各部のサイズは一例に
すぎず、励振周波数、所望出力に見合せて任意に設計で
きる。
波振動子８が励振され、ロータ１１の軸方向の縦振動が
生じ、振動面に斜めに圧着されている歯状板１１２を屈
曲させるように作用し、その結果、その反作用がロータ
１１に回転トルクを与える。周波数３１５４ＫＨｚ、２
０ボルトの正弦波電圧を印加したとき、６０ ｏｒｐｍ
、５に９−ｍ／Ｓの出力が測定され、本発明の湾曲型超
音波振動子を用いた圧電モータは滑らかで、“強力な駆
動力をつくる有用なモータであることが確認された。な
お本実絶倒に示した圧電モータの各部のサイズは一例に
すぎず、励振周波数、所望出力に見合せて任意に設計で
きる。
以上説明したように、超音波振動子の一端面とロータの
一端面とを対向する位置に配置し、両者間にロータの回
転面に対して適当な角度に傾けて設けた板抜又は棒状の
振動片を一方側の前記一端面と一体形我することにより
超音波振動の往復連動をロータの回転運動に釣換するモ
ータにおいて、超音波振動子に圧電駆動の湾曲型超勤仮
嵌動子を用いた構成にしたから、超音波振動子の長さを
大幅に短かくでき、したがってモータ全体の寸法を従来
のものよりはるかに短かくできて、モータの小型化、軽
爪化が可能となる。
一端面とを対向する位置に配置し、両者間にロータの回
転面に対して適当な角度に傾けて設けた板抜又は棒状の
振動片を一方側の前記一端面と一体形我することにより
超音波振動の往復連動をロータの回転運動に釣換するモ
ータにおいて、超音波振動子に圧電駆動の湾曲型超勤仮
嵌動子を用いた構成にしたから、超音波振動子の長さを
大幅に短かくでき、したがってモータ全体の寸法を従来
のものよりはるかに短かくできて、モータの小型化、軽
爪化が可能となる。
面図、第２図および第３図はその圧電モータに用いる湾
曲型超音波振動子の平面図および断面図である。 １・・・・・・湾曲振動板、２・・・・・・リング、３
，４・・・・・・圧電セラミック振動子、８・・・・・
・湾曲型超音波振動子１１１°°°・°°ロータ、１１
□・・・・・・回転軸、１１２・・・・・・歯状板。 第１図 第２図 １１ １コ −ク 手続補正書１発） 昭和５９年１０月３日
曲型超音波振動子の平面図および断面図である。 １・・・・・・湾曲振動板、２・・・・・・リング、３
，４・・・・・・圧電セラミック振動子、８・・・・・
・湾曲型超音波振動子１１１°°°・°°ロータ、１１
□・・・・・・回転軸、１１２・・・・・・歯状板。 第１図 第２図 １１ １コ −ク 手続補正書１発） 昭和５９年１０月３日
Claims (1)
- 超音波振動子の一端面とロータの一端面とを対向する位
置に配置し、両者間にロータの回転面に対して適当な角
度に傾けて設けた振動片を、一方側の前記一端面と一体
形成することにより超音波振動の往復運動をロータの回
転運動に変換するモータにおいて、超音波振動子に圧電
駆動の湾曲型超音波振動子を用いたことを特徴とする圧
電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170377A JPS6149668A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 湾曲型超音波振動子を用いた圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170377A JPS6149668A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 湾曲型超音波振動子を用いた圧電モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149668A true JPS6149668A (ja) | 1986-03-11 |
Family
ID=15903805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170377A Pending JPS6149668A (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | 湾曲型超音波振動子を用いた圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149668A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105587791A (zh) * | 2015-01-06 | 2016-05-18 | 长春工业大学 | 夹心式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法 |
| CN105587792A (zh) * | 2015-01-06 | 2016-05-18 | 长春工业大学 | 贴片夹心式复合激振增扭调速离合装置及其控制方法 |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP59170377A patent/JPS6149668A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105587791A (zh) * | 2015-01-06 | 2016-05-18 | 长春工业大学 | 夹心式模态转换增扭调速离合装置及其控制方法 |
| CN105587792A (zh) * | 2015-01-06 | 2016-05-18 | 长春工业大学 | 贴片夹心式复合激振增扭调速离合装置及其控制方法 |
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