JPS63110974A - 電歪モ−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】 「技術分野」 本発明は、電歪素子の伸縮を利用して弾性体の界面に進
行波を発生古せ、この進行波により移動子を移動させる
電歪モータに間する。

「従来技術およびその問題点」 電歪素子を利用したモータは、従来各種提案されている
が、そのうち超音波振動子の界面に励振される横波と縦
波の合成された進行波によって、直線運動（リニアモー
タ）または回転運動を得るものは、特開昭５８−１４８
６８２号で最初に提案された。

まず第３図ないし第６図によりこの電歪モータを説明す
る。この例は電歪モータを回転モータに適用した場合の
構成例を示すもので、固定される振動子１０は、環状ま
たは円板状の電歪素子１１と、この電歪素子１１上に接
合した環状の弾性体１２かうなっている０弾性体１２は
例えばＡＩ合金、ステンレス等の金属材料から構成され
、その上面は、電工素子１１による進行波を拡大するた
め、鋸歯状（こ形成されている。

この振動子１０上（こは、電歪素子１１および弾性体１
２と同軸の回転子（移動子）２０が位置している。この
回転子２０は、その軸２１を振動子］０の軸受１３に挿
入し、その下端面を弾性体１２の界面（上端面）１４に
接触させている。電歪素子１１に加える周波電圧によっ
て界面］４に生しる進行波により、回転子２０１Ｆｒ回
転させる構成である。

電歪素子１１は、例えば第５図のように、その周方向、
つまり回転子２０の回転方向に、＋、＋、−１−の連続
で分極処理されている。この分極処理は、第６図に示す
ように、電歪素子１１の厚さ方向の表裏いずれか一方に
、共通電極１５を付すとともに、他方に、互いに分離さ
れた分離電極１６を付し、これらの電極を利用して行な
う。

＋は周波電圧の十が印加されたとき縮小し、−が印加さ
れたとき伸張する極性、逆に−は十が印加されたとき伸
張し、−が印加されたとき縮小する極性を示している。

そしてこれらの分極処理電極に、一つおきに、位相の１
８０°異なる周波電圧、すなわち例えばｓｉｎ波とｃｏ
ｓ波を印加すると、電歪素子１］に生じる伸縮により、
弾性体１２の界面１４に進行波が生じ、この進行波によ
り、回転子２０が回転する。２２．２３は便宜的に示す
ｓｉｎ波電源とｃｏｓ波電源である０分極処理電極に与
えるｓｉｎ波とＣＯＳ波を逆転させると、回転子２０の
回転方向が逆転する。

以上が特開昭５８−１４８６８２号で提案されている電
歪モータの基本構成である。進行波の生じる理由等の詳
細は同公報に譲るが、このモータは既に実用化されてい
る。

ところがこの電歪モータでは、印加すべき周波電圧の周
波数が弾性体１２の共振周波数によって定まってしまい
、周波数の変換によるスピードコントロールを行なうこ
とかできなかった。

「発明の目的」 本発明は、印加する周波電圧の周波数が弾性体の共振周
波数に限定されることがなく、したがっでスど一ドコン
トロールを容易に行なうことができる電歪モータを得る
ことを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、従来、弾性体の下面に位置させていた電歪素
子の配置位雷を研究した結果、これを弾性体に形成した
鋸歯状部の間に挿入しても従来装フと同様の進行波が得
られ、しかもこの構造によると、印加電圧の周波数につ
き、弾性体の共振周波数の限定を受けないことを見出し
て完成されたものである。すなわち本発明は、弾性体に
、移動子と接触する界面側から鋸歯状の素子収納溝を形
成し、この素子収納溝内に、駆動周波電圧を印加したと
き素子収納溝の間隔を変化させる方向に伸縮する電歪素
子を固定し、この電歪素子に所定の周波電圧を印加する
ことを特徴としている。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第１図は本
発明による電歪モータの振動子３０の模式展開図である
。この振動子３０は、金属等の弾性体３１の移動子（回
転子）２０と当接する界面３２側から、一定間隔で、素
子収納溝３３を形成しで鋸歯状に形成されている。素子
収納溝３３の中間は、界面３２を有する柱状部３４とな
る。

以上の弾性体３１の形状は、基本的に第３図、第４図の
従来の弾性体１２と同一形状であるが、本発明はこの弾
性体３１の下面に電歪素子を配することなく、素子収納
溝３３内に電歪素子３５を配設固定した点に特徴がある
。この電歪素子３５は、駆動周波電圧を印加したときの
伸縮により素子収納溝３３の間隔を変化させるように、
つまつ電歪素子３５の伸縮により隣り合う柱状部３４が
接離するように、方向を定めて素子収納溝３３に固定さ
れる。

第２図は、このような電歪素子３５の模式図で、表裏の
印加電極３６．３６がらは、電歪セラミック３７の間に
伸びる櫛歯状電極３８がそれぞれ延出され、かつこれら
の上下の櫛歯状電極３８は、互いに非接触の状態で交互
に位置しでいる。

よってこの電歪素子３５の印加電極３６．３６間に駆動
周波電圧を印加すると、電歪セラミック３７が矢印方向
に伸縮する。

この電歪素子３５の極性は、従来例と同じく、＋、＋、
−１−というように、同一極性、異極性を二個ずつ配列
し、かつ便宜上方１ブて示すｓｉｎ波電源２２と、ＣＯ
Ｓ波電源２３により、一つ置きに、ｓｉｎ波駆動駆動電
圧ＣＯＳ波駆動駆動電圧える。

以上の電歪モータは、ｓｉｎ波電源２２とＣＯＳ波電源
２３により、以上のように極性を設定した電歪素子３５
に駆動電圧を与えると、弾性体３１の柱状部３４の界面
３２に進行波が生じ、この進行波によって回転子２０を
回転させることができる。またｓｉｎ波電圧とＣＯＳ波
電圧を印加すべき電歪素子３５を逆転させると、進行波
の方向が反対となり、回転子２０の回転方向が逆転する
。

そしてこの構造によると、電歪素子３５の伸縮が直接弾
性体３］の柱状部３４に与えられるため、印加すべき周
波電圧の周波数を弾性体３１の共振周波数にする必要は
なく、これを可聴域外の周波数に任意に設定してスピー
ドコントロールを行なうことができる。

電歪素子３５の素子収納溝３３への挿入位置（高さ）は
、弾性体３１のヤング率等の機械的性質、柱状部３４の
厚さ、素子収納溝３３の幅および深さ、電歪素子３５の
伸縮量等を考慮しで定める。

なお本発明は、弾性体３１そ直線状に展開するりニアモ
ーフにも勿論適用可能であり、この場合移動子は、Ｍ線
移動子となる。

ｒ発明の効果」 以上のように本発明の電歪モータは、電歪素子の配置位
置を弾性体に形成した鋸歯状の素子収納溝とし、この電
歪素子の伸縮により、素子収納溝間の柱状部を直接押圧
するようにしたので、駆動周波電圧が弾性体の共振周波
数に限定されない。

よって周波数の変更により、スピードコントロールを行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電歪モータの実施例を示す、弾性体の
展開図、第２図は本発明に用いる電歪素子の構造例を示
す模式断面図、第３図は従来の電歪モータの機械的構成
例を示す断面図、第４図は第３図のＴＶ−ＴＶ線に沿う
断面図、第５図は電歪素子に対する分極処理と、これに
加える周波電圧の例を示す平面図、第６図はＭ５図のＶ
ｌ−Ｖｌ線に沿う模式断面図である。 ２０・・・回転子（移動子）、３ｏ・・・振動子、３１
・・・弾性体、３２・・・界面、３３・・・素子収納溝
、３４・・・柱状部、３５・・・電歪素子。 特許出願人　　アルプス電気株式会社 同代理人　　　　三　浦　邦　夫 同　　　松井　茂 第３図 第４図 ８　藁　　８　　　二 第５図 １′５ 第６図 手続ネ甫正１（（自発） 許庁長官　黒田明雄　殿 昭和６１年特許願第２５６３８３号 住　所　　東京都大田区雪谷大塚町１番７号名　称　（
Ａ○９）アルプル電気株式会社代表者片岡勝太部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　電歪素子に所定の周波電圧を印加することによ
   り弾性体の界面に進行波を生じさせ、この進行波により
   上記界面に接触している移動子を移動させる電歪モータ
   において、上記弾性体に、その界面側から鋸歯状の素子
   収納溝を形成し、この素子収納溝内に、駆動周波電圧を
   印加したとき上記素子収納溝の間隔を変化させる方向に
   伸縮する電歪素子を固定し、この電歪素子に所定の周波
   電圧を印加することを特徴とする電歪モータ。
2. （２）　特許請求の範囲第１項において、弾性体は環状
   をなしており、移動子は回転子である電歪モータ。
3. （３）　特許請求の範囲第１項において、弾性体は直線
   状をなしており、移動子は直線移動子である電歪モータ
   。