JPS62254667A - 円筒型圧電振動子の支持構造 - Google Patents
円筒型圧電振動子の支持構造Info
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- JPS62254667A JPS62254667A JP61098627A JP9862786A JPS62254667A JP S62254667 A JPS62254667 A JP S62254667A JP 61098627 A JP61098627 A JP 61098627A JP 9862786 A JP9862786 A JP 9862786A JP S62254667 A JPS62254667 A JP S62254667A
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- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 5
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
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
- H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
- H02N2/0055—Supports for driving or driven bodies; Means for pressing driving body against driven body
-
- 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
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (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］
この発明は、呼吸振動や面内撓み振動と称されている、
振動のノードが振動子外に存在する振動モードや振動子
内にあってもノードが点であるような振動モードを利用
した円筒型圧電振動子の支持構造に関する。
振動のノードが振動子外に存在する振動モードや振動子
内にあってもノードが点であるような振動モードを利用
した円筒型圧電振動子の支持構造に関する。
［従来の技術］
円環型圧電振動子とも称されている円筒型圧電振動子の
固有共振には、第１０図（ａ ）に示す呼吸振動、第１
０図（ｂ）に示す面内撓み振動および第１゛０図（Ｃ）
に示す軸方向面外撓み振動がある。各円筒型圧電振動子
１．２．３は、４０〜５０Ｗ／ｃｓ’と高いエネルギ密
度を有するため、これを効率良く回転力に変換すること
ができれば小形かつ高性能のモータを得ることができる
。そこで、上述した３種の振動モードを利用した圧電モ
ータが種々提案されている。
固有共振には、第１０図（ａ ）に示す呼吸振動、第１
０図（ｂ）に示す面内撓み振動および第１゛０図（Ｃ）
に示す軸方向面外撓み振動がある。各円筒型圧電振動子
１．２．３は、４０〜５０Ｗ／ｃｓ’と高いエネルギ密
度を有するため、これを効率良く回転力に変換すること
ができれば小形かつ高性能のモータを得ることができる
。そこで、上述した３種の振動モードを利用した圧電モ
ータが種々提案されている。
［発明が解決しようとする問題点］
たとえば圧電モータとして利用する場合、ステータとし
ての円筒型圧電振動子をハウジング等の固定対象物に取
付ける必要がある。当然のことながら、ロータへの回転
力の伝達を効率良く行なうには、ステータとしての円筒
型圧電振動子の振動をあまりダンピングすることなくハ
ウジング等の固定対像物に取付けねばならない。よって
、円筒型圧電振動子の振動のノードで該圧電振動子を支
持することができれば、圧電振動子の振動をあまり拘束
せずに支持することができる。
ての円筒型圧電振動子をハウジング等の固定対象物に取
付ける必要がある。当然のことながら、ロータへの回転
力の伝達を効率良く行なうには、ステータとしての円筒
型圧電振動子の振動をあまりダンピングすることなくハ
ウジング等の固定対像物に取付けねばならない。よって
、円筒型圧電振動子の振動のノードで該圧電振動子を支
持することができれば、圧電振動子の振動をあまり拘束
せずに支持することができる。
しかしながら、第１０図＜ａ ＞に示した呼吸振動モー
ドを利用した円筒型圧′Ｒ振動子１では、振動のノード
点は円筒型圧電振動子１の中心Ａに存在する。したがっ
て、実際には該圧電振動子１を振動のノードで支持する
ことは不可能であり、積極的に変位する振動子の一部で
支持しなければならず、圧電振動子１は支持構造により
かなりの程度ダンピングされていた。
ドを利用した円筒型圧′Ｒ振動子１では、振動のノード
点は円筒型圧電振動子１の中心Ａに存在する。したがっ
て、実際には該圧電振動子１を振動のノードで支持する
ことは不可能であり、積極的に変位する振動子の一部で
支持しなければならず、圧電振動子１は支持構造により
かなりの程度ダンピングされていた。
他方、第１０図（ｂ ）に示した面内撓み振動モードを
利用する円筒型圧′：ａ＠動子２では、振動のノードは
振動子上の点Ｂ・・・に存在する。振動子上のノード点
Ｂで支持することは一応可能であるが、面内撓み振動モ
ードを利用した円筒型圧電振動子で圧電モータを構成す
る場合には、面内撓み振動は進行波として励撮されねば
ならない。したがって、進行波が発生されるため、振動
子上のノード点Ｂは時間とともに振動子上を移動プるの
で、やはり振動子２上の一部で支持したとしても、振動
子２の面内撓み振動をかなりの程度ダンピングすること
になっていた。
利用する円筒型圧′：ａ＠動子２では、振動のノードは
振動子上の点Ｂ・・・に存在する。振動子上のノード点
Ｂで支持することは一応可能であるが、面内撓み振動モ
ードを利用した円筒型圧電振動子で圧電モータを構成す
る場合には、面内撓み振動は進行波として励撮されねば
ならない。したがって、進行波が発生されるため、振動
子上のノード点Ｂは時間とともに振動子上を移動プるの
で、やはり振動子２上の一部で支持したとしても、振動
子２の面内撓み振動をかなりの程度ダンピングすること
になっていた。
よって、この発明の目的は、面内撓み振動あるいは呼吸
振動モードを利用した円筒型圧電振動子をさほどダンピ
ングせずに支持し得る支持構造を提供することにある。
振動モードを利用した円筒型圧電振動子をさほどダンピ
ングせずに支持し得る支持構造を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
この発明は、振動のノードが振動子外に存在する振動モ
ード、すなわち呼吸振動モード、または振動子内にあっ
てｂノードが点であるような面内撓み振動モードを利用
した円筒型圧電振動子の支持構造を提供するものであり
、円筒型圧電振動子と、円筒型圧電振動子の軸方向に延
びるように該圧電振動子に固定された支持体とを備える
。そして、圧電振動子と上記振動に基づいて支持体に引
き起こされた支持体の長さ方向の振動の波長をλとした
ときに、該支持体の圧電振動子から／４（２ｎ＋１）／
４離れた位置で、支持体が固定対宋物に固定されて支持
されていることを特徴とする。
ード、すなわち呼吸振動モード、または振動子内にあっ
てｂノードが点であるような面内撓み振動モードを利用
した円筒型圧電振動子の支持構造を提供するものであり
、円筒型圧電振動子と、円筒型圧電振動子の軸方向に延
びるように該圧電振動子に固定された支持体とを備える
。そして、圧電振動子と上記振動に基づいて支持体に引
き起こされた支持体の長さ方向の振動の波長をλとした
ときに、該支持体の圧電振動子から／４（２ｎ＋１）／
４離れた位置で、支持体が固定対宋物に固定されて支持
されていることを特徴とする。
［作用］
この発明は、円筒型圧電振動子に固定された支持体上に
、受動的に生じた振動のノード点において円筒型圧電振
動子を支持体とともに支持することを１ｖ１とするもの
である。すなわち、圧電振動子に固定された支持体には
、圧電振動子の市内撓み振動モードあるいは呼吸振動モ
ードに基づく振動により、艮ざ方向の撓み振動が生じる
。この受動的に発生された振動の波長を２とした場合、
受動的な振動の発生源となる圧電振動子からλ（２ｎ−
＋ｌ）／４１１１れた支持体上の位置が該支持体の振動
のノードとなる。よって、このノード点において支持体
を固定対象物により支持すれば、支持体の長さ方向の振
動はほとんど拘束されず、ひいては支持体に固定された
円筒型圧電振動子の面内撓み振動あるいは呼吸振動もさ
ほどダンピングさ５ れずに振動し続けることができ
る。
、受動的に生じた振動のノード点において円筒型圧電振
動子を支持体とともに支持することを１ｖ１とするもの
である。すなわち、圧電振動子に固定された支持体には
、圧電振動子の市内撓み振動モードあるいは呼吸振動モ
ードに基づく振動により、艮ざ方向の撓み振動が生じる
。この受動的に発生された振動の波長を２とした場合、
受動的な振動の発生源となる圧電振動子からλ（２ｎ−
＋ｌ）／４１１１れた支持体上の位置が該支持体の振動
のノードとなる。よって、このノード点において支持体
を固定対象物により支持すれば、支持体の長さ方向の振
動はほとんど拘束されず、ひいては支持体に固定された
円筒型圧電振動子の面内撓み振動あるいは呼吸振動もさ
ほどダンピングさ５ れずに振動し続けることができ
る。
［実施例の説明］
第１図はこの発明の一実施例を示し、ここでは円筒型圧
電振動子１１の外周に円筒状の支持体１２が固定されて
いる。円筒状の圧電振動子１１は、第１０図＜ａ ）に
示した呼吸振動モードあるいは第１０図（ｂ ）に示し
た面内撓み振動モードを利用するものである。
電振動子１１の外周に円筒状の支持体１２が固定されて
いる。円筒状の圧電振動子１１は、第１０図＜ａ ）に
示した呼吸振動モードあるいは第１０図（ｂ ）に示し
た面内撓み振動モードを利用するものである。
面内撓み振動モードを利用する圧電振動子としては、た
とえば第６図〜第９図に示す各圧電振動子２１．３１．
４１．５１を用いることができる。
とえば第６図〜第９図に示す各圧電振動子２１．３１．
４１．５１を用いることができる。
゛このうち、第６図および第８図に示した圧電振動子２
１．４１は、横効果すなわちｄ３．方向の変位を利用す
るものであり、図示の＋および−は、分極方向を示すも
のであり、各圧電振動子２１゜４１は隣接する部分が逆
極性となるように厚み方向に分極処理されている。なお
、第８図に示した圧電振動子４１では、外周に金属環４
２が嵌め合わされている。
１．４１は、横効果すなわちｄ３．方向の変位を利用す
るものであり、図示の＋および−は、分極方向を示すも
のであり、各圧電振動子２１゜４１は隣接する部分が逆
極性となるように厚み方向に分極処理されている。なお
、第８図に示した圧電振動子４１では、外周に金属環４
２が嵌め合わされている。
他方、第７図および第９図に示した圧電振動子３１．５
１は縦効果すなわちｄ３３方向の変位を利用したもので
あり、圧電振動子３１．５１は隣接する領域が互いに逆
方向となるように径方向にそれぞれ分極処理されている
。なお、第７図に示した圧電振動子３１では、外周に金
属環３２が眠め込まれている。
１は縦効果すなわちｄ３３方向の変位を利用したもので
あり、圧電振動子３１．５１は隣接する領域が互いに逆
方向となるように径方向にそれぞれ分極処理されている
。なお、第７図に示した圧電振動子３１では、外周に金
属環３２が眠め込まれている。
第１図に戻り、圧電振動子１１として、上述した圧電振
動子２１・・・５１を用いて面内撓み振動を多くさせた
場合、第１０図（ｂ ）に矢印で示ず方向に振動する。
動子２１・・・５１を用いて面内撓み振動を多くさせた
場合、第１０図（ｂ ）に矢印で示ず方向に振動する。
したがって、第２図に部分断面図で示すように、圧Ｗ１
振動子１１は径方向に振ｖＪ！ｊることになり、支持体
１２は該圧電振動子１１の振動に伴なって振動されるこ
とになる。この支持体１２に受動的に生じる振動は、第
３図に略図的に示すように長さ方向に沿った撓み振動と
なる（破線Ｚで示す。）。
振動子１１は径方向に振ｖＪ！ｊることになり、支持体
１２は該圧電振動子１１の振動に伴なって振動されるこ
とになる。この支持体１２に受動的に生じる振動は、第
３図に略図的に示すように長さ方向に沿った撓み振動と
なる（破線Ｚで示す。）。
ところで、この実施例では、支持体１２の長さは、支持
体１２上に受動的に生じた振動の波長をλとしたときに
、λ（２ｎ＋１）／４となる長さに選ばれている。すな
わち、支持体１２の圧電振動子１１と反対側の端部が、
該支持体１２上に生じる振動のノードとなるように選ば
れている。よって、支持体１２の先端で該支持体１２を
ハウジング等の固定対象物に固定して支ｈ１１れば、支
持体１２上に生じた振動を拘束せずに支持体１２を支持
することができる。このことは、支持体１２の振動を拘
束しないだけでなく、支持体１２に結合されている圧電
振動子１１の面内撓み振動をも拘束しないことを意味す
る。よって、第１図〜第３図実施例の支持構造では、円
筒型圧電振動子の面内撓み振動をあまりダンピングせず
に円筒型圧電振動子１１を支持することが可能となる。
体１２上に受動的に生じた振動の波長をλとしたときに
、λ（２ｎ＋１）／４となる長さに選ばれている。すな
わち、支持体１２の圧電振動子１１と反対側の端部が、
該支持体１２上に生じる振動のノードとなるように選ば
れている。よって、支持体１２の先端で該支持体１２を
ハウジング等の固定対象物に固定して支ｈ１１れば、支
持体１２上に生じた振動を拘束せずに支持体１２を支持
することができる。このことは、支持体１２の振動を拘
束しないだけでなく、支持体１２に結合されている圧電
振動子１１の面内撓み振動をも拘束しないことを意味す
る。よって、第１図〜第３図実施例の支持構造では、円
筒型圧電振動子の面内撓み振動をあまりダンピングせず
に円筒型圧電振動子１１を支持することが可能となる。
第４図は、この発明の他の実施例を示し、ここでは支持
体６２に複数の切欠６２ａが形成されている。このよう
に円筒状の支持体６２に切欠６２ａを形成することによ
り、支持体６２を含む振動系のコンプライアンスをより
小さくすることができ、したがって圧電振動子６１の振
動をより一層拘束せずに支持することができる。
体６２に複数の切欠６２ａが形成されている。このよう
に円筒状の支持体６２に切欠６２ａを形成することによ
り、支持体６２を含む振動系のコンプライアンスをより
小さくすることができ、したがって圧電振動子６１の振
動をより一層拘束せずに支持することができる。
なお、第１図実施例および第４図実施例では、支持体１
２は、圧電振動子１１．６１の外周に固定されていたが
、第５図に示すように圧？！振動子７１の内周に支持体
１３を固定してらよく、あるいは第５図に想像線で示す
ように円筒型圧電振動子７１の下面に当接するように支
持体７２を固定してもよい。また、先端がλ（２ｎ＋１
）／４の位置となる長さの支持体を用いる必要は必ずし
もない。づ”なわち、適当な長さの支持体を用い、λ（
２ｎ＋１）／４となる位置で支持すればよい。
２は、圧電振動子１１．６１の外周に固定されていたが
、第５図に示すように圧？！振動子７１の内周に支持体
１３を固定してらよく、あるいは第５図に想像線で示す
ように円筒型圧電振動子７１の下面に当接するように支
持体７２を固定してもよい。また、先端がλ（２ｎ＋１
）／４の位置となる長さの支持体を用いる必要は必ずし
もない。づ”なわち、適当な長さの支持体を用い、λ（
２ｎ＋１）／４となる位置で支持すればよい。
さらに、支持体については、円筒型圧電振動子の外周に
沿うように円筒状に構成する必要はなく、単なる棒状の
支持材を複数本用いて円筒型圧電振動子に固定してもよ
い。
沿うように円筒状に構成する必要はなく、単なる棒状の
支持材を複数本用いて円筒型圧電振動子に固定してもよ
い。
［発明の効果］
この発明では、圧電振動子の振動に基づいて支持体に生
°じた支持体の長さ方向の振動の波長をλとしたときに
、支持体の圧電振動子からλ（２ｎ＋ １ ＞ ／４１
１１れた位置で、支持体が固定対象物に固定されるので
、すなわち支持体に受動的に引き起こされる振動のノー
ド点で支持体が支持されるので、支持体に引き起こされ
る振動はほとんど拘束されない。よって、支持体に固定
された圧′１１振動子の面内撓み振動あるいは呼吸振動
もまたほとんどダンピングされないことがわかる。した
がって、この発明の支持構造によれば、円筒型圧電振動
子の振動を拘束せずに該圧電振動子を支持することが可
能となる。それゆえに、たとえば圧電モータを構成する
場合には、円筒型圧電振動子の高いエネルギ密度を利用
した高効率のモータを実現することができる。
°じた支持体の長さ方向の振動の波長をλとしたときに
、支持体の圧電振動子からλ（２ｎ＋ １ ＞ ／４１
１１れた位置で、支持体が固定対象物に固定されるので
、すなわち支持体に受動的に引き起こされる振動のノー
ド点で支持体が支持されるので、支持体に引き起こされ
る振動はほとんど拘束されない。よって、支持体に固定
された圧′１１振動子の面内撓み振動あるいは呼吸振動
もまたほとんどダンピングされないことがわかる。した
がって、この発明の支持構造によれば、円筒型圧電振動
子の振動を拘束せずに該圧電振動子を支持することが可
能となる。それゆえに、たとえば圧電モータを構成する
場合には、円筒型圧電振動子の高いエネルギ密度を利用
した高効率のモータを実現することができる。
第１図は、この発明の−・実施例を説明するための斜視
図、第２因は第１図実施例の部分断面図、第３図は第１
図実施例における支持体の振動を説明するための模式図
である。第４図は、この発明の第２の実施例を示す斜視
図である。第５図は、支持体の固定方法の変形例を示す
断面図である。 第６図〜第９図は、それぞれ、円筒型圧電振動子の例を
示す各斜視図である。第１０図は、円筒型圧電振動子の
固有共振モードを説明するための図である。 図において、１１は円筒型圧ｉ！振動子、１２は支持体
を示す。 第５図 第１０図 （Ｃ）
図、第２因は第１図実施例の部分断面図、第３図は第１
図実施例における支持体の振動を説明するための模式図
である。第４図は、この発明の第２の実施例を示す斜視
図である。第５図は、支持体の固定方法の変形例を示す
断面図である。 第６図〜第９図は、それぞれ、円筒型圧電振動子の例を
示す各斜視図である。第１０図は、円筒型圧電振動子の
固有共振モードを説明するための図である。 図において、１１は円筒型圧ｉ！振動子、１２は支持体
を示す。 第５図 第１０図 （Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 円筒型圧電振動子と、 前記円筒型圧電振動子の軸方向に延びるように該圧電振
動子に固定された支持体とを備え、前記圧電振動子の振
動に基づいて支持体に生じた支持体の長さ方向の振動の
波長をλとしたときに、支持体の前記圧電振動子からλ
（２ｎ＋１）／４離れた位置で支持体が固定対象物に固
定されて支持されていることを特徴とする円筒型圧電振
動子の支持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098627A JPH0740792B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 円筒型圧電振動子の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098627A JPH0740792B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 円筒型圧電振動子の支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254667A true JPS62254667A (ja) | 1987-11-06 |
| JPH0740792B2 JPH0740792B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=14224759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098627A Expired - Lifetime JPH0740792B2 (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | 円筒型圧電振動子の支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740792B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288481U (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-12 | ||
| JPH07284197A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-10-27 | Nec Corp | ダイポール放射型低周波水中送波器 |
| US6942322B2 (en) * | 1990-02-23 | 2005-09-13 | Seiko Epson Corporation | Drop-on-demand ink-jet printing head |
| JP2015055445A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 三菱電機株式会社 | 超音波式ミスト発生装置、及びミスト発生方法 |
| JP2019536048A (ja) * | 2016-11-30 | 2019-12-12 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | 力を測定するための測定値ピックアップ |
| WO2020066088A1 (ja) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 株式会社村田製作所 | 振動装置及び光学検出装置 |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2495400A1 (fr) | 1980-11-28 | 1982-06-04 | Rockwell International Corp | Dispositif moteur pas a pas de tres grande sensibilite |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP61098627A patent/JPH0740792B2/ja not_active Expired - Lifetime
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