JPS6152163A - 片持梁状捻り超音波振動子を用いた圧電モ−タ - Google Patents
片持梁状捻り超音波振動子を用いた圧電モ−タInfo
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- JPS6152163A JPS6152163A JP59172429A JP17242984A JPS6152163A JP S6152163 A JPS6152163 A JP S6152163A JP 59172429 A JP59172429 A JP 59172429A JP 17242984 A JP17242984 A JP 17242984A JP S6152163 A JPS6152163 A JP S6152163A
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- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 2
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- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract 1
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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
- H02N2/0045—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear modes
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔諒業上の利用分野および発明の目的〕本発明は圧電モ
ータの改良に係り、ＥＥ電電動動子励掘された片持梁状
の超音波振動源の自由端面に楕円振動を発生させ、この
ステータ面に圧着されたロータに圧湘面内の回転トルク
を与え、高速強力回転を行７：ｃう圧電モータを提供す
ることを目的とする。
ータの改良に係り、ＥＥ電電動動子励掘された片持梁状
の超音波振動源の自由端面に楕円振動を発生させ、この
ステータ面に圧着されたロータに圧湘面内の回転トルク
を与え、高速強力回転を行７：ｃう圧電モータを提供す
ることを目的とする。
最近、圧電体を用いた超音波モータが研究開発されてお
り、その超音波振動源には従来から超音波工業に利用さ
れて来たボルト締めランジュバン愚動子などの＊ 氷ｂ
ｒ−２が利用されている。しかし、ロータを回転させる
には縦振動を回転トルクに変換する必女があり、この変
換のため九不都合を来すことが多い。回転トルりを発生
するには超音波の’１’＜円ｍ動を利用すべきだが、従
来は輛円壺動を直接発生する超音波振動子が見描らなか
ったので、超音波桶円奈動子を用いた圧電モータなど勘
違すべくもなく、最近注目され始めた表面弾性波の槍円
振動を利用した圧電モータなども入出力効率の低いこと
が問題であった。
り、その超音波振動源には従来から超音波工業に利用さ
れて来たボルト締めランジュバン愚動子などの＊ 氷ｂ
ｒ−２が利用されている。しかし、ロータを回転させる
には縦振動を回転トルクに変換する必女があり、この変
換のため九不都合を来すことが多い。回転トルりを発生
するには超音波の’１’＜円ｍ動を利用すべきだが、従
来は輛円壺動を直接発生する超音波振動子が見描らなか
ったので、超音波桶円奈動子を用いた圧電モータなど勘
違すべくもなく、最近注目され始めた表面弾性波の槍円
振動を利用した圧電モータなども入出力効率の低いこと
が問題であった。
この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
本発明者が提案した片持梁状超音波捻り輛円振動子を用
いることによって目的を達成したものである。すなわち
、片持梁の長ざに沿った軸を中心とし梁の両側が逆位相
で屈曲振動を行なう屈曲モードと捻りモードとが結合し
た捻り・屈曲振動をする超音波振動子の端面、すなわち
片持梁の自由端面にロータを圧着し、ロータを面内で回
転することにより、回転出力を得ることを特徴とする圧
電モータによって前述した目的を達成したのである。
本発明者が提案した片持梁状超音波捻り輛円振動子を用
いることによって目的を達成したものである。すなわち
、片持梁の長ざに沿った軸を中心とし梁の両側が逆位相
で屈曲振動を行なう屈曲モードと捻りモードとが結合し
た捻り・屈曲振動をする超音波振動子の端面、すなわち
片持梁の自由端面にロータを圧着し、ロータを面内で回
転することにより、回転出力を得ることを特徴とする圧
電モータによって前述した目的を達成したのである。
以下本発明の実施列を図面に従って説明する。
実施例 １
第１図および第２図は本発明の片持梁捻り超音波振動子
を用いた圧電モータの固定子、すなわち回転子を駆動す
る超音波振動子を図示したものである。圧電厚み憑動子
３１および３．は外径３５瓢。
を用いた圧電モータの固定子、すなわち回転子を駆動す
る超音波振動子を図示したものである。圧電厚み憑動子
３１および３．は外径３５瓢。
内径１５咽、厚さ２ｍのドーナツ状セラミックであり表
裏にそれぞれ施嘔れた銀電極膜を通して分極。
裏にそれぞれ施嘔れた銀電極膜を通して分極。
されている。これら振動子３０，３□と同形状で厚さ０
．２ ｍｍ銅の端子板４□を上述の２枚の王を振動子３
．．３．の正電極側で挟み、負電極側にも同じ端子板４
．を重ね、その外側に外径３５ ｔａｎ 、内径を重ね
、服金５の底側の内径１３．５ｍ、深さ８．２−のボル
ト穴にキャップボルト６を通し、ホルト６の先端を片持
梁１の円板状台部１．のネジ穴に１５０１（９・ｆ−口
のトルクレンチで締め付けた。
．２ ｍｍ銅の端子板４□を上述の２枚の王を振動子３
．．３．の正電極側で挟み、負電極側にも同じ端子板４
．を重ね、その外側に外径３５ ｔａｎ 、内径を重ね
、服金５の底側の内径１３．５ｍ、深さ８．２−のボル
ト穴にキャップボルト６を通し、ホルト６の先端を片持
梁１の円板状台部１．のネジ穴に１５０１（９・ｆ−口
のトルクレンチで締め付けた。
片持梁１は浮さ７問１幅３５訓、高さ１０＋＋ｎｎの矩
形状の梁部１１が外径３５ ｍ 、高さ９閣の円板状台
部１□の上に逆Ｔ字形に直立したアルミニウム部品であ
り、台部１２の中心に８ｍｍのボルト穴があり、これを
中心として底面には幅２０ ｔｎｙｎ 、深さ２閣の溝
１゜が梁部１．と２６°をなす方向に刻まれている。こ
の角度のため円板状台部１ｔが圧電振動子３．、３．の
縦振動を受けて、ボルト６を支点としたたわみ振動が生
じたとき、その上に直立固定されている梁部ＩＩには捻
り振動が矢印１２で示したように励振される。
形状の梁部１１が外径３５ ｍ 、高さ９閣の円板状台
部１□の上に逆Ｔ字形に直立したアルミニウム部品であ
り、台部１２の中心に８ｍｍのボルト穴があり、これを
中心として底面には幅２０ ｔｎｙｎ 、深さ２閣の溝
１゜が梁部１．と２６°をなす方向に刻まれている。こ
の角度のため円板状台部１ｔが圧電振動子３．、３．の
縦振動を受けて、ボルト６を支点としたたわみ振動が生
じたとき、その上に直立固定されている梁部ＩＩには捻
り振動が矢印１２で示したように励振される。
第３図は上述した捻り屈曲モードの超音波振動子を用い
て、本発明の圧電モータを構成した一実施例を示したも
のである。梁部１、の７ ｔａｎ Ｘ ３５ ｔｒｍの
端面には、中心に４鯨のボルト穴が施され、ロータ８の
支持ボルト１０がネジ止めされる。ロータ８は駆動面が
外径３５論、厚さ５簡の円板で、その中心に外径１４団
、内径１０姻、長さ１５ｔａｎの中空シャフトが直立し
ており、シャフトにはベアリング９、および９２でサン
ドイッチしたコイルバネ１１などを通したボルト１０が
挿入され、ロータ８の回転をベアリング９におよび９．
で支持する形で、コイルバネ１１によって梁部１．の端
面に圧着されている。
て、本発明の圧電モータを構成した一実施例を示したも
のである。梁部１、の７ ｔａｎ Ｘ ３５ ｔｒｍの
端面には、中心に４鯨のボルト穴が施され、ロータ８の
支持ボルト１０がネジ止めされる。ロータ８は駆動面が
外径３５論、厚さ５簡の円板で、その中心に外径１４団
、内径１０姻、長さ１５ｔａｎの中空シャフトが直立し
ており、シャフトにはベアリング９、および９２でサン
ドイッチしたコイルバネ１１などを通したボルト１０が
挿入され、ロータ８の回転をベアリング９におよび９．
で支持する形で、コイルバネ１１によって梁部１．の端
面に圧着されている。
圧電振動子３□および３．にリード線７１および７２を
通して４０．８５ＫＨｚの正弦波電圧を印加するとロー
タ８が反時計回り方向に回転した。回転数は印加′電圧
の大きさとともに大きくなる傾向にあり、１０ボルトで
はやっと回る程度だが、３０ボルトでは６０〜１１００
ｒｐ、 ５０ボルトでは１００〜１５０ｒｐｍ。
通して４０．８５ＫＨｚの正弦波電圧を印加するとロー
タ８が反時計回り方向に回転した。回転数は印加′電圧
の大きさとともに大きくなる傾向にあり、１０ボルトで
はやっと回る程度だが、３０ボルトでは６０〜１１００
ｒｐ、 ５０ボルトでは１００〜１５０ｒｐｍ。
７０ボルトでは１５０〜２５０ ｒｐｍ、 １００ボ
ルトでは２００〜３００ｒｐｍ、 １５０ポルトでは
約４０Ｏｒｐｍに達した。
ルトでは２００〜３００ｒｐｍ、 １５０ポルトでは
約４０Ｏｒｐｍに達した。
次に印加電圧の周波数を僅かに変えると、回転は鈍くな
るが、３９．６４ ＫＨｚにすると今度はロータ８が時
計回り方向に逆転し、４０．８５ ＫＨｚのときと同様
に勢よく回転した。さらに周波数を種々変化させてみた
がロータ８が回転するのは３９．６４ ＫＨｚ付近と４
０．８５ ＫＨｚ付近だけであった。これらの周波数は
超音波楕円振動子の主共振と副共振とみられ、そのいづ
れかの周波数の′電圧を印加することで、ロータ８を時
計回わりにも反時計回わりにも任意の回転方向に回転さ
せることができる。シャフトの回転出力を利用するため
負荷を掛けると回転数が低くなるが、その分だけ電圧を
高くすれば回転数を低下させずに回転を依持することが
できる。
るが、３９．６４ ＫＨｚにすると今度はロータ８が時
計回り方向に逆転し、４０．８５ ＫＨｚのときと同様
に勢よく回転した。さらに周波数を種々変化させてみた
がロータ８が回転するのは３９．６４ ＫＨｚ付近と４
０．８５ ＫＨｚ付近だけであった。これらの周波数は
超音波楕円振動子の主共振と副共振とみられ、そのいづ
れかの周波数の′電圧を印加することで、ロータ８を時
計回わりにも反時計回わりにも任意の回転方向に回転さ
せることができる。シャフトの回転出力を利用するため
負荷を掛けると回転数が低くなるが、その分だけ電圧を
高くすれば回転数を低下させずに回転を依持することが
できる。
以上説明したように本発明は、片持梁の長さに沿った軸
を中心とし梁の両側が逆位相で屈曲振動を行なう屈曲モ
ードと捻りモードとが結合した捻り・屈曲振動をする超
音波振動子の端面、すなわち片持梁の自由端面にロータ
を圧着し、ロータを面内で回転することにより、回転出
力を得る構゛成にした。
を中心とし梁の両側が逆位相で屈曲振動を行なう屈曲モ
ードと捻りモードとが結合した捻り・屈曲振動をする超
音波振動子の端面、すなわち片持梁の自由端面にロータ
を圧着し、ロータを面内で回転することにより、回転出
力を得る構゛成にした。
七のため圧電振動子で励振した超音波振動子の表面の捻
りモードの４日円振動で表面に圧着されたロータに印加
′磁圧の大きさに応じた回転出力を得ることができ、さ
らに印加電圧の周波数を変えることによって回転の向き
を逆転させることもできる。その結果、従来の圧電モー
タと比較して、小型、軽量でトルクの大きく、スムーズ
に回転する圧電モータを提供することができた。
りモードの４日円振動で表面に圧着されたロータに印加
′磁圧の大きさに応じた回転出力を得ることができ、さ
らに印加電圧の周波数を変えることによって回転の向き
を逆転させることもできる。その結果、従来の圧電モー
タと比較して、小型、軽量でトルクの大きく、スムーズ
に回転する圧電モータを提供することができた。
図はすべて本発明の実施例に係る圧電モータを説明する
ためのもので、第１図および第２図はその圧ｔモータに
用いる超音波振動子の正面図および平面図、第３図はそ
の圧電モータの正面図である。 １・・・片持梁、３．．３．・・・圧電振動子、６・・
・キャップボルト、８・・・ロータ、１１・・・コイル
バネ。 牙１図 牙３図 才２図
ためのもので、第１図および第２図はその圧ｔモータに
用いる超音波振動子の正面図および平面図、第３図はそ
の圧電モータの正面図である。 １・・・片持梁、３．．３．・・・圧電振動子、６・・
・キャップボルト、８・・・ロータ、１１・・・コイル
バネ。 牙１図 牙３図 才２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、片持梁の長さに沿つた軸を中心とし梁の両側が逆位
相で屈曲振動を行なう屈曲モードと捻りモードとが結合
した捻り・屈曲振動をする超音波振動子の端面にロータ
を圧着し、ロータを面内で回転することを特徴とする圧
電モータ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の圧電モータにおいて、
圧電振動子に印加する高周波振励電圧の周波数を変える
ことにより、ロータを可逆回転させることを特徴とする
圧電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59172429A JPS6152163A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 片持梁状捻り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 |
|---|---|---|---|
| JP59172429A JPS6152163A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 片持梁状捻り超音波振動子を用いた圧電モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6152163A true JPS6152163A (ja) | 1986-03-14 |
| JPH0150196B2 JPH0150196B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=15941804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59172429A Granted JPS6152163A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 片持梁状捻り超音波振動子を用いた圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6152163A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885499A (en) * | 1988-02-12 | 1989-12-05 | Ngk Spark Plug Co., Inc. | Ultrasonic driven type motor |
| DE3920726A1 (de) * | 1988-06-29 | 1990-01-04 | Olympus Optical Co | Ultraschalloszillator |
| US4933590A (en) * | 1988-03-11 | 1990-06-12 | Nec Corporation | Ultrasonic motor |
| JPH0339385U (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-16 | ||
| EP1178055A2 (en) | 2000-06-22 | 2002-02-06 | JSR Corporation | Method for recovering a polymer from solution |
-
1984
- 1984-08-21 JP JP59172429A patent/JPS6152163A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4885499A (en) * | 1988-02-12 | 1989-12-05 | Ngk Spark Plug Co., Inc. | Ultrasonic driven type motor |
| US4933590A (en) * | 1988-03-11 | 1990-06-12 | Nec Corporation | Ultrasonic motor |
| DE3920726A1 (de) * | 1988-06-29 | 1990-01-04 | Olympus Optical Co | Ultraschalloszillator |
| JPH0339385U (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-16 | ||
| EP1178055A2 (en) | 2000-06-22 | 2002-02-06 | JSR Corporation | Method for recovering a polymer from solution |
| US6403761B2 (en) | 2000-06-22 | 2002-06-11 | Jsr Corporation | Method for recovering a polymer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0150196B2 (ja) | 1989-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |