JPS6154885A - 両端交叉支持梁駆動の圧電モ−タ - Google Patents
両端交叉支持梁駆動の圧電モ−タInfo
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- JPS6154885A JPS6154885A JP59175035A JP17503584A JPS6154885A JP S6154885 A JPS6154885 A JP S6154885A JP 59175035 A JP59175035 A JP 59175035A JP 17503584 A JP17503584 A JP 17503584A JP S6154885 A JPS6154885 A JP S6154885A
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- Japan
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- piezoelectric motor
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- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 2
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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
- H02N2/0005—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
-
- 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
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】
〔産業上の利用分野芯よび発明の目的〕本発明は圧電モ
ータの改良に係り、一方向にしか回転させないモータな
設計する場合、でき上がったモータが右まわりになるか
左まわりになるかを決定する因子を提供することにより
、設計上の不薙定要素χ取り除くことを目的とする。
ータの改良に係り、一方向にしか回転させないモータな
設計する場合、でき上がったモータが右まわりになるか
左まわりになるかを決定する因子を提供することにより
、設計上の不薙定要素χ取り除くことを目的とする。
最近、不発明者をはじめとし各方面から様々な原理の圧
ｔモータが提案されている。これらの圧電モータ火入力
端子数で見た場合、２端子形と多端子形とがある。一般
に多端子形では、複数個の圧電ｍ励素子ンそｎぞれの振
動方向が異ｉχる方位に組み合わせ、合成ベクトルの向
きに回転トルクを発生させるため、回転の向きは通常容
易に変えられる。しかし２端子形の湯会は、一般に振動
方向が異なる複数の機械振動系を組み会わせることによ
り、回転子な駆動するに必要な超音波楕円振動な合成す
るので、楕円振動のまわ９方、つまりは回転子の回転の
向きは設計条件で決まるはずでおるが、この条件が不明
確であり、モータを作ってみないと回転の向きが判らな
かったり、或は駆動周波数がずれると逆まわ９するなど
の欠点があった。
ｔモータが提案されている。これらの圧電モータ火入力
端子数で見た場合、２端子形と多端子形とがある。一般
に多端子形では、複数個の圧電ｍ励素子ンそｎぞれの振
動方向が異ｉχる方位に組み合わせ、合成ベクトルの向
きに回転トルクを発生させるため、回転の向きは通常容
易に変えられる。しかし２端子形の湯会は、一般に振動
方向が異なる複数の機械振動系を組み会わせることによ
り、回転子な駆動するに必要な超音波楕円振動な合成す
るので、楕円振動のまわ９方、つまりは回転子の回転の
向きは設計条件で決まるはずでおるが、この条件が不明
確であり、モータを作ってみないと回転の向きが判らな
かったり、或は駆動周波数がずれると逆まわ９するなど
の欠点があった。
この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
１本または複数本が放射状に組み合わされた梁の両端部
を呆の長さに沿った中心軸に対して交叉支持した状態で
、梁の支持面の中心部を面の法線方向に励振することに
より梁に撓みと同時に捻りモードの共振状態を発生させ
て、その結果支持面の対向面の両端部にそれぞれ中心軸
と垂直な面内で、互いに逆向きに回転する楕円振動を生
じさせ対向面の両端部に圧着された円板状回転子に圧着
面内の回転トルクを与えて回転させることによって前述
の目的を達成したものである。
１本または複数本が放射状に組み合わされた梁の両端部
を呆の長さに沿った中心軸に対して交叉支持した状態で
、梁の支持面の中心部を面の法線方向に励振することに
より梁に撓みと同時に捻りモードの共振状態を発生させ
て、その結果支持面の対向面の両端部にそれぞれ中心軸
と垂直な面内で、互いに逆向きに回転する楕円振動を生
じさせ対向面の両端部に圧着された円板状回転子に圧着
面内の回転トルクを与えて回転させることによって前述
の目的を達成したものである。
以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
実施例１゜
第１図は、本発明の両端交叉支持梁駆動の圧電モータの
一実施例に用いた固定子駆動部、つまり超音波楕円振動
を発生する固定子の正面図である。
一実施例に用いた固定子駆動部、つまり超音波楕円振動
を発生する固定子の正面図である。
外径３５ｍｍ、内径１５ｍ、厚さ２簡の圧電振動子３二
枚を分極面な互に逆に向けて重ね、これを外径３５叫、
内径８ｍ、厚さ５１１ＩＩ１１のアルミニウム座金２と
外径３５駆、厚さ１２．５−のアルミニウムのキャンプ
ボルト用座金４とでサンドインチする。
枚を分極面な互に逆に向けて重ね、これを外径３５叫、
内径８ｍ、厚さ５１１ＩＩ１１のアルミニウム座金２と
外径３５駆、厚さ１２．５−のアルミニウムのキャンプ
ボルト用座金４とでサンドインチする。
これらに径８餌、長さ２０ｍのキャップボルト５を通し
、両端交叉支持梁１のボルト孔１３に締めつげることに
より、圧電モータの固定子を構成した。
、両端交叉支持梁１のボルト孔１３に締めつげることに
より、圧電モータの固定子を構成した。
この固定子は圧電振動子３の端子板に接続したリード線
６．７を通して約４３ ＫＨｚｌ ００ボルトの正弦波
（もしくは矩形波）１圧を印加することにより、梁ｌの
両端部に超音波楕円振動が発生するので、円板状回転子
の板面を圧着すると回転子に回転トルクを与える。
６．７を通して約４３ ＫＨｚｌ ００ボルトの正弦波
（もしくは矩形波）１圧を印加することにより、梁ｌの
両端部に超音波楕円振動が発生するので、円板状回転子
の板面を圧着すると回転子に回転トルクを与える。
回転軸をベアリングで支持し、回転面にこの固定子の梁
の振動面が圧着されるように構成された圧電モータを実
現できた。このようにして作った圧電モータの回転の向
きは左ねじまわしの向きであった。
の振動面が圧着されるように構成された圧電モータを実
現できた。このようにして作った圧電モータの回転の向
きは左ねじまわしの向きであった。
この回転の向きを決める要因は、交叉支持梁ｌの傾斜の
向きである。両端交叉支持梁１は第１図（ａ）および（
ｂ）に示したように、厚さ７ ｔｍ 、幅１０＋ｍ、長
さ３０酬の矩形の梁部１１を、直径３０１１！＋、厚さ
９間の円板ｌｓ上に暢に沿った面を直立させ、円板１５
の底部に深さ２閣、１ｌｌｉ％ ２０鰭の溝１２を梁部
１１ と約２６度傾けて設け、中心部に８１１１１１１
ｙｌ？ルト孔１３をあけたアルミニウム羨の部品でお
る。
向きである。両端交叉支持梁１は第１図（ａ）および（
ｂ）に示したように、厚さ７ ｔｍ 、幅１０＋ｍ、長
さ３０酬の矩形の梁部１１を、直径３０１１！＋、厚さ
９間の円板ｌｓ上に暢に沿った面を直立させ、円板１５
の底部に深さ２閣、１ｌｌｉ％ ２０鰭の溝１２を梁部
１１ と約２６度傾けて設け、中心部に８１１１１１１
ｙｌ？ルト孔１３をあけたアルミニウム羨の部品でお
る。
この両端交叉支持梁ｌの溝１２が梁部１１の方向と交叉
する傾斜の向きによって回転子の回転方向が決まる。第
３図では傾斜が右傾斜になっておつ、回転子に左ネジま
わし向きのトルクを与える。
する傾斜の向きによって回転子の回転方向が決まる。第
３図では傾斜が右傾斜になっておつ、回転子に左ネジま
わし向きのトルクを与える。
この場合、交叉支持梁ｌの真のサイズは厚さ１７咽、幅
７順、長さ３０簡と考えるべきであり、梁の両側に半円
形の板とこれに付属した半月形支部板とが付いていると
見るべきである。梁１の底のボルト孔１３にボルトを締
め付けると梁１は前記半月形支持板に支えられ、下に凸
状に撓む。梁１の撓みを支持するに必要な力は、半月形
支持板の■印をつけた支持部に集中する。この２つの支
持部を結ぶ方向は梁の方向と左袈裟かけに交叉している
。
７順、長さ３０簡と考えるべきであり、梁の両側に半円
形の板とこれに付属した半月形支部板とが付いていると
見るべきである。梁１の底のボルト孔１３にボルトを締
め付けると梁１は前記半月形支持板に支えられ、下に凸
状に撓む。梁１の撓みを支持するに必要な力は、半月形
支持板の■印をつけた支持部に集中する。この２つの支
持部を結ぶ方向は梁の方向と左袈裟かけに交叉している
。
支持部を結ぶ方向と梁部１１の方向との交叉角の向きに
よって回転子がまわる向きが決まることをさらに明らか
に示したのが第３図および第４図である。第３図は■印
のついた支持部を結ぶ方向力【、点線で示されている梁
部１工の方向と左袈裟かけの向きに交叉してＺす、同様
に第４図では右袈裟がけに交叉している。これらの両端
交叉支持梁１を用いて構成した圧電子−夕の回転は、左
袈裟がけの場合は回転子か左ねじまゎし、右袈裟がけり
場合は右ねじまわしの向きに回転数約６０ｒｐｍでまわ
る。回転子に負荷をかげると回転数は低下し、２０ ｒ
ｐｍで０．４に９・ｍの出力を得た。
よって回転子がまわる向きが決まることをさらに明らか
に示したのが第３図および第４図である。第３図は■印
のついた支持部を結ぶ方向力【、点線で示されている梁
部１工の方向と左袈裟かけの向きに交叉してＺす、同様
に第４図では右袈裟がけに交叉している。これらの両端
交叉支持梁１を用いて構成した圧電子−夕の回転は、左
袈裟がけの場合は回転子か左ねじまゎし、右袈裟がけり
場合は右ねじまわしの向きに回転数約６０ｒｐｍでまわ
る。回転子に負荷をかげると回転数は低下し、２０ ｒ
ｐｍで０．４に９・ｍの出力を得た。
実施例２６
第４図？よび第５図は本発明の両端交叉支持梁１１の別
の例に示す。第４図（ａ） 、 （ｂ）は左ねじまわし
向きの直交梁１１の正面図？よび底面図、第５図（ａ）
、 （ｂ）は右ねじまわし向きの直交梁１１の正面図
および底面図である。矩形の梁部１１１を２本直交させ
、直径３０ＩＩＩｍ厚さ９１ＩＩＩＩの円板１１８上に
配置し、深さ２關幅２０ｍの溝を２本を梁部１１゜のそ
れぞれと２６度の方向に刻んだ結果、支持部１１４ ＊
１１５ ＋ １１６および１１７が４つできたもの
である。
の例に示す。第４図（ａ） 、 （ｂ）は左ねじまわし
向きの直交梁１１の正面図？よび底面図、第５図（ａ）
、 （ｂ）は右ねじまわし向きの直交梁１１の正面図
および底面図である。矩形の梁部１１１を２本直交させ
、直径３０ＩＩＩｍ厚さ９１ＩＩＩＩの円板１１８上に
配置し、深さ２關幅２０ｍの溝を２本を梁部１１゜のそ
れぞれと２６度の方向に刻んだ結果、支持部１１４ ＊
１１５ ＋ １１６および１１７が４つできたもの
である。
第４図の巻合は支持部１１４と１１７および１１５と１
１６とがともに左袈裟かけ、第５図の場合は右袈裟がげ
になっているので、前者は左ねじまわり用、後者は右ね
じまわり用である。
１６とがともに左袈裟かけ、第５図の場合は右袈裟がげ
になっているので、前者は左ねじまわり用、後者は右ね
じまわり用である。
以上説明したように、両端交叉支持梁型超音波振動子に
回転子を圧着すると回転トルクが得られ交叉支持梁の交
叉角の向きによって左右いづれかに回転するモータが構
成できることがわかった。
回転子を圧着すると回転トルクが得られ交叉支持梁の交
叉角の向きによって左右いづれかに回転するモータが構
成できることがわかった。
′つぎに実施例１０両端交叉支持梁超音波振動子を用い
た圧電モータな具体的に第６図に示す。
た圧電モータな具体的に第６図に示す。
両端交叉支持梁１と座金２、圧電振動子３とキャップボ
ルト受座金４とをキャップボルト５を用い１００ゆ・α
のトルクで締め付けて固定子を構成した。
ルト受座金４とをキャップボルト５を用い１００ゆ・α
のトルクで締め付けて固定子を構成した。
つぎに、直径３５ｍ、厚さ４−の回転子８の中央に付け
た直径６罵、長さ２０闘のシャフト９を外径１５咽、内
径６閣、厚さ５關のポールベアリング１２を用いて、モ
ータケースのふた１５に保持した。モータケース１０の
底に付いている固定子まわり止め用の４本のビン１０１
に固定子の店金４をセントし、リード線６３よひ７をケ
ース１０の外に導出した状態で、ケースのふた１５をケ
ース１０に接合し固定する。最後にふた１０の底部につ
いている直径２０ｇ＠のコイルはね締付けねじ１３をは
ずして、中に直径１８閣、線径１．６間、自由長さ２０
飾のコイルばね１４を収め、締付けねじ１３を用いてコ
イルはね１４を締め付けた。
た直径６罵、長さ２０闘のシャフト９を外径１５咽、内
径６閣、厚さ５關のポールベアリング１２を用いて、モ
ータケースのふた１５に保持した。モータケース１０の
底に付いている固定子まわり止め用の４本のビン１０１
に固定子の店金４をセントし、リード線６３よひ７をケ
ース１０の外に導出した状態で、ケースのふた１５をケ
ース１０に接合し固定する。最後にふた１０の底部につ
いている直径２０ｇ＠のコイルはね締付けねじ１３をは
ずして、中に直径１８閣、線径１．６間、自由長さ２０
飾のコイルばね１４を収め、締付けねじ１３を用いてコ
イルはね１４を締め付けた。
ねじ１３の中心の六角孔に六角レンチを入へて締め付け
て行くと、固定子が回転子８に接する圧着力がどんどん
大きくなり、リード線６，７を通して圧電振動子３に電
気信号を印加し、超音波楕円振動を発生さセでもついに
回転子８が動かなくなる。このときねじを少しゆるめる
と回転子８は再び回転し漸適圧活力となるので、３．５
Ｗの電気入力に対し２０ｒｐｍ、約０．４ ｋｇ・ｍの
出力が得られ入出力動車も最大となる、 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、一本又は蝮数本が放射状
に組み合わされた梁の両端部を梁の長さに沿った中心軸
に対して交叉支持した。状態で、梁の支持面の中心部を
面の法線方向に励振することにより梁に撓みと同時に捻
りモードの共振状態を発生させて、その結果支持面の対
向面の両端部に、それぞれ中心軸と垂直な直円で互いに
逆向きに回転する楕円振動を生じさせ、対向面の両端部
に圧着された円板状回転子に圧着面内の回転トルクを。
て行くと、固定子が回転子８に接する圧着力がどんどん
大きくなり、リード線６，７を通して圧電振動子３に電
気信号を印加し、超音波楕円振動を発生さセでもついに
回転子８が動かなくなる。このときねじを少しゆるめる
と回転子８は再び回転し漸適圧活力となるので、３．５
Ｗの電気入力に対し２０ｒｐｍ、約０．４ ｋｇ・ｍの
出力が得られ入出力動車も最大となる、 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、一本又は蝮数本が放射状
に組み合わされた梁の両端部を梁の長さに沿った中心軸
に対して交叉支持した。状態で、梁の支持面の中心部を
面の法線方向に励振することにより梁に撓みと同時に捻
りモードの共振状態を発生させて、その結果支持面の対
向面の両端部に、それぞれ中心軸と垂直な直円で互いに
逆向きに回転する楕円振動を生じさせ、対向面の両端部
に圧着された円板状回転子に圧着面内の回転トルクを。
与えて回転させ、梁の交え支持角の向きによって回転の
向きを決める構成にしたから、小型・軽量ながら大出力
の七−タ火実現でき、しかも回転子の回転が所望の向き
になるよう設計できるなど実用上の効果が犬ｓ℃・。
向きを決める構成にしたから、小型・軽量ながら大出力
の七−タ火実現でき、しかも回転子の回転が所望の向き
になるよう設計できるなど実用上の効果が犬ｓ℃・。
第１図は本発明の実施例に係る圧電モータに用いる固定
子の正面図、第２１Ａ＋ （ａ） 、 （ｂ）はその圧
電モータに用いられる支持梁の上方および下方から視た
斜視図、第３図、第４図は梁部に対する溝の傾斜方向の
異なる例をそれぞれ示す。支持梁の底面図、第４図（ａ
） 、 （ｂ）ならひに第５図（ａ） 、 （ｂ）は支
持梁のさらに他の例を示す正面図および底面図、第６図
は本発明の実施例に係る圧電モータの一部乞断面（（シ
た正面図である。 １．１１・・・両端交叉支持梁、１１，１１．・・・梁
部、１２＊１１２・・・溝、３・・・圧電振動子、５・
・・キャップボルト、１１４ ｒ １１５ 、ｌ １
６ ｒ １１７・・・支持部。 第１図 第２図 第３図 第４＠ 第４図 第５図 第６図
子の正面図、第２１Ａ＋ （ａ） 、 （ｂ）はその圧
電モータに用いられる支持梁の上方および下方から視た
斜視図、第３図、第４図は梁部に対する溝の傾斜方向の
異なる例をそれぞれ示す。支持梁の底面図、第４図（ａ
） 、 （ｂ）ならひに第５図（ａ） 、 （ｂ）は支
持梁のさらに他の例を示す正面図および底面図、第６図
は本発明の実施例に係る圧電モータの一部乞断面（（シ
た正面図である。 １．１１・・・両端交叉支持梁、１１，１１．・・・梁
部、１２＊１１２・・・溝、３・・・圧電振動子、５・
・・キャップボルト、１１４ ｒ １１５ 、ｌ １
６ ｒ １１７・・・支持部。 第１図 第２図 第３図 第４＠ 第４図 第５図 第６図
Claims (2)
- １． １本または複数本が放射状に組み合わされた梁の
両端部を梁の長さに沿つた中心軸に対して交叉支持した
状態で、梁の支持面の中心部を面の法線方向に励振する
ことにより梁に撓みと同時に捻りモードの共振状態を発
生させて、支持面の対向面の両端部に、それぞれ中心軸
と垂直な面内で互いに逆向きに回転する楕円振動を生じ
させ、対向面の両端部に圧着された円板状回転子に圧着
面内の回転トルクを与えて回転させることを特徴とする
圧電モータ。 - ２． 特許請求の範囲第１項に記載した圧電モータにお
いて、回転子の回転の左右の向きを、梁の両端部を交叉
支持する方向が左傾斜の場合は左まわり、右傾斜の場合
は右まわりとなるように交叉角の向きによつて決めたこ
とを特徴とする圧電モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175035A JPS6154885A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 両端交叉支持梁駆動の圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59175035A JPS6154885A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 両端交叉支持梁駆動の圧電モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154885A true JPS6154885A (ja) | 1986-03-19 |
Family
ID=15989077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59175035A Pending JPS6154885A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 両端交叉支持梁駆動の圧電モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154885A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63249478A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-17 | Fujitsu General Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH02123972A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ |
| US4975614A (en) * | 1987-03-18 | 1990-12-04 | Honda Electric Co., Ltd. | Ultrasonic driving device |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP59175035A patent/JPS6154885A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975614A (en) * | 1987-03-18 | 1990-12-04 | Honda Electric Co., Ltd. | Ultrasonic driving device |
| JPS63249478A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-17 | Fujitsu General Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH05953B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1993-01-07 | Fujitsu General Ltd | |
| JPH02123972A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波モータ |
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