JPS63103673A - 圧電素子モ−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〕 本発明は回転機構の動力源としてのモータに関し、特に
小型化、軽量化の必要な人工衛星への搭載に適した圧電
素子利用のモータに関する。

〔従来の技術〕

従来、回転駆動力源としてのモータは電磁力をトルク源
としているものが主流である。

即ち、固定子と回転子とで構成し、これら固定子と回転
子との間に生じる電磁力の反撥、吸引力を利用して回転
子を回転駆動させる構成となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のモータは、固定子や回転子の構造が複雑
になるとともに、これら固定子や回転子を金属やマグネ
ット等の材料で構成にするために重くなり、かつ電磁力
を発生させるためのコイルも重くなる等、その小型、軽
量化が困難である。

また、ある種の人工衛星においては、モータから発生さ
れる電磁界が衛星に電磁的な影響を与え、そのままでは
運用に支障をきたす場合もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、電磁力を利用せずに回転子に回転駆動力を発
生させ、人工細星等における運用上の不具合を解消する
ことのできる圧電素子モータを提供することを目的とし
ている。

本発明の圧電素子モータは、円筒状のガイド内に軸方向
に変形する圧電素子を取付けるとともに、このガイド内
には、前記圧電素子の変形に伴って軸移動される第１の
歯車と、この第１の歯車に軸方向に対向配置される回転
可能な第２の歯車及び回転板、更にこれら第２の歯車と
回転板との間に介装した圧縮スプリングとを内装し、第
１の歯車。

ガイド溝及び第２の歯車の各対向する端部には相互に係
合可能なテーパ部を形成した構成としている。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の一部を破断した部分分解斜
視図図、第２図はその外観図である。

第１図において、このモータは、円筒状をしたガイド３
でハウジングを兼ね、このガイド３の基端部には円板状
の取付台ｌを取着し、かつガイド３の先端部には回転板
６を嵌挿している。前記取付台１には圧電素子７を取付
けており、この圧電素子７は交流電源８からの電圧の印
加によってこの機構を動かすに十分な量だけ軸方向（図
示Ａ方向）に変形される。

また、この圧電素子７の先端には第１の歯車２を連結し
ている。この歯車２は周面に軸方向に伸びる複数本の押
し片２ａを有し、これらの押し片２ａは前記ガイド３の
内面に軸方向に形成した直線ガイド溝３ａに嵌合され、
前記圧電素子７の変形動作とともに直線ガイド溝３ａに
沿って矢印Ａの方向に繰り返し運動する。また、前記押
し片２ａの先端にはテーパ部２ｂを形成し、かつ直線ガ
イド１３３間の先端にもテーパ部３ｂを形成している。

一方、前記ガイド３内には、短円筒状をした第２の歯車
４を回転可能に内装している。この歯車４０周面には、
複数本の保合片４ａを形成し、この係合片４ａの歯車２
側の端部には前記押し片２ａ先端のテーパ部２ｂに係合
可能なテーパ部４ｂを形成している。また、この歯車４
と前記回転板６との間には圧縮スプリング５を弾装して
おり、このスプリング５は前記歯車４を歯車２に対して
軸方向に押圧するとともに、歯車４の図示Ｂ方向の回転
運動を回転板６に伝達する役目をする。

なお、図において３Ｃは回転板６を回動可能に指示する
ための円周ガイド溝である。

次に、第３図＜ａ＞〜（ｅ）により、本構成のモータの
回転運動の原理について説明する。なお、第３図は第１
図の一部の軸方向に沿う断面構造を示している。

先ず、第３図（ａ）が初期状態である。この状態から圧
電素子７が変形（膨張）すると、歯車２は左方向へ押さ
れる。これにより、歯車２の押し片２ａのテーパ部２ｂ
が歯車４の係合片４ａのテーパ部４ｂに当接して歯車４
を左方向へ押す。このとき、歯車４についたスプリング
５は縮む。

次いで、同図（ｂ）のように、歯車２の押し片２ａが左
方向に移動してそのテーパ部２ｂが直線ガイド１３３間
のテーパ部３ｂと一直線になると、同図（Ｃ）及び（ｄ
）のように、歯車４の係合片４ａのテーパ部４ｂはスプ
リング５の力でテーパ部３ｂ、２ｂ面を滑りながら右方
向へ移動する。

このときテーパ部の模作用によって歯車４に回転運動が
生じ、この回転力はスプリング５によって回転板６に伝
達され、回転板６が回転される。

しかる後、今度は圧電素子７が逆変形（収縮）して歯車
２を右に移動させると、同図（ｅ）のように、歯車４の
保合片４ａは１つ分回転した隣りの直線ガイド溝りａ内
へ戻り、同図（ａ）に示した初期状態と同じ軸位置に戻
される。

以下、この動作の繰り返しで、歯車４及び回転板６に回
転運動が生じる。なお、歯車４の軸移動はスプリング５
によって吸収され、回転板６に伝達されることはない。

したがって、このモータは、ガイド３内における圧電素
子７の変形、逆変形により歯車２を往復軸移動させ、か
つ歯車２及びガイド溝３ａの各テーパ部２ｂ、３ｂと歯
車４のテーパ部４ｂとの係合によって歯車４を回転駆動
させ、更に回転板６を回転駆動させることになる。

このため、電磁界の発生はなく人工衛星に搭載した場合
にも、衛星に悪影響を与えることはない。

また、各部品には樹脂等の軽量材料を使用でき、かつコ
イルを不要としているので、小型、軽量化を達成するこ
とができる。

なお、テーバ部を逆テーパとすることにより、逆方向の
回転を行わせることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ガイド内に取付けた圧電
素子の軸方向変形によって第１の歯車を軸移動させ、か
つガイド、第１及び第２の歯車に夫々形成したテーバ部
の相互係合によって第１の歯車の軸移動に伴って第２の
歯車を回転駆動させる構成としているので、電磁界の発
生はなく人工衛星に搭載した場合にも、衛星に悪影響を
与えることはない。また、各部品には樹脂等の軽量材料
を使用でき、かつコイルを不要としているので、小型、
軽量化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の部分分解斜視図、第２図は
その外観図、第３図（ａ）〜（ｅ）は動作を説明するた
めの第１図の一部の軸方向に沿う拡大断面図である。 １・・・取付台、２・・・第１の歯車、２ｂ・・・テー
バ部、３・・・ガイド、３ｂ・・・テーバ部、４・・・
第２の歯車、４ｂ・・・テーバ部、５・・・スプリング
、６・・・回転板、７・・・圧電素子、交流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状のガイドと、このガイドの一端部に取付け
   られて軸方向に変形する圧電素子と、前記ガイドの直線
   ガイド溝に係合され前記圧電素子の変形に伴って軸移動
   される第１の歯車と、前記ガイド内に回転可能に内装さ
   れ、かつ前記第１の歯車に軸方向に対向配置される第２
   の歯車及び回転板と、これら第２の歯車と回転板との間
   に介装した圧縮スプリングとを備え、前記第１の歯車、
   ガイド溝及び第２の歯車の各対向する端部には相互に係
   合可能なテーパ部を形成したことを特徴とする圧電素子
   モータ。