JPS63174583A - 圧電モ−タ - Google Patents
圧電モ−タInfo
- Publication number
- JPS63174583A JPS63174583A JP62005772A JP577287A JPS63174583A JP S63174583 A JPS63174583 A JP S63174583A JP 62005772 A JP62005772 A JP 62005772A JP 577287 A JP577287 A JP 577287A JP S63174583 A JPS63174583 A JP S63174583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- vibrating body
- oscillating unit
- piezoelectric elements
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal 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
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0015—Driving devices, e.g. vibrators using only bending 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
- H02N2/106—Langevin motors
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)
この発明は圧電モータに関し、特にたとえばパーツフィ
ーダの駆動源などに用いられる、圧電モータに関する。
ーダの駆動源などに用いられる、圧電モータに関する。
(従来技術)
従来の圧電モータでは、たとえばリング状の振動体の表
面に進行波を発生させることによって、振動体上のロー
タに回転力を与えている。振動体表面に進行波を発生さ
せるために、振動体に定在波を発生させるための2つの
圧電素子が取り付けられている。これらの2つの圧電素
子の間には、位置的にπ/2の位相差が与えられる。か
つ、2つの圧電素子には、時間的にπ/2の位相差を有
する電気信号が印加される。これらの2つの圧電素子に
よる定在波が重なりあって、振動体表面に進行波が発生
するや (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の圧電モータでは、進行
波を発生させる際に、一方の圧電素子による定在波の約
半分が、他方の圧電素子にょる定在波によって打ち消さ
れる。したがって、入力された電気エネルギの損失が大
きくなり、そのため入力に対して取り出すことのできる
出方の割合が小さくなる。
面に進行波を発生させることによって、振動体上のロー
タに回転力を与えている。振動体表面に進行波を発生さ
せるために、振動体に定在波を発生させるための2つの
圧電素子が取り付けられている。これらの2つの圧電素
子の間には、位置的にπ/2の位相差が与えられる。か
つ、2つの圧電素子には、時間的にπ/2の位相差を有
する電気信号が印加される。これらの2つの圧電素子に
よる定在波が重なりあって、振動体表面に進行波が発生
するや (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の圧電モータでは、進行
波を発生させる際に、一方の圧電素子による定在波の約
半分が、他方の圧電素子にょる定在波によって打ち消さ
れる。したがって、入力された電気エネルギの損失が大
きくなり、そのため入力に対して取り出すことのできる
出方の割合が小さくなる。
それゆえに、この発明の主たる目的は、損失の少ない圧
電モータを提供することである。
電モータを提供することである。
(問題点を解決するための手段)
この発明は、断面多角形状の振動体と、振動体の一端に
形成されるステータと、振動体のそれぞれの側面に形成
され、ステータを振動体の軸を周回するように振動させ
るための圧電素子と、ステータに接触するように形成さ
れるロータとを含む、圧電モータである。
形成されるステータと、振動体のそれぞれの側面に形成
され、ステータを振動体の軸を周回するように振動させ
るための圧電素子と、ステータに接触するように形成さ
れるロータとを含む、圧電モータである。
(作用)
複数の方向の振動が合成されることによって、ステータ
がその軸を中心として周回運動する。
がその軸を中心として周回運動する。
(発明の効果)
この発明によれば、入力したエネルギを打ち消しあわな
いため、損失の小さい圧電モータを得ることができる。
いため、損失の小さい圧電モータを得ることができる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
(実施例)
第1図はこの発明の一実施例を示す斜視図であり、第2
図は第1図実施例の線n−nにおける断面図である。こ
の圧電モータ10は、たとえば金属などからなる振動体
12を含む。振動体12は、たとえば4角錐台状に形成
される。振動体12の底面側には、円柱状の台座14が
形成される。そして、振動体12の上部には、漏斗状の
ステータ16が形成される。そして、ステータ16の中
央から振動体12を通って台座14の下面まで孔18が
形成される。この孔18の下部には、その幅が広くなる
ように幅広部18aが形成されている。
図は第1図実施例の線n−nにおける断面図である。こ
の圧電モータ10は、たとえば金属などからなる振動体
12を含む。振動体12は、たとえば4角錐台状に形成
される。振動体12の底面側には、円柱状の台座14が
形成される。そして、振動体12の上部には、漏斗状の
ステータ16が形成される。そして、ステータ16の中
央から振動体12を通って台座14の下面まで孔18が
形成される。この孔18の下部には、その幅が広くなる
ように幅広部18aが形成されている。
振動体12の4つの側面には、たとえばバイモルフ形の
圧電素子20a、20b、20cおよび20dが取り付
けられる。ただし、圧電素子2゜a〜20dは、ユニモ
ルフ形のものであってもよい、これらの圧電素子20a
〜20dによって、ステータ16に振動が与えられる。
圧電素子20a、20b、20cおよび20dが取り付
けられる。ただし、圧電素子2゜a〜20dは、ユニモ
ルフ形のものであってもよい、これらの圧電素子20a
〜20dによって、ステータ16に振動が与えられる。
ステータ16の上面には、ロータ22が配置される。ロ
ータ22は、ステータ16の上面と接触する接触部22
aを含む。そして、接触部22aの中央から軸24が延
び、この軸24が孔18に挿通される。この軸24の先
端には雄ねじが形成される。そして、軸24には、孔1
8の幅広部18aでスプリング26.ブッシング28お
よび軸受け30が通され、さらに、軸24の先端にナツ
ト32が嵌め込まれる。このスプリング26などニヨっ
て、ロータ22の接触部22aとステータ16とが強く
接触される。
ータ22は、ステータ16の上面と接触する接触部22
aを含む。そして、接触部22aの中央から軸24が延
び、この軸24が孔18に挿通される。この軸24の先
端には雄ねじが形成される。そして、軸24には、孔1
8の幅広部18aでスプリング26.ブッシング28お
よび軸受け30が通され、さらに、軸24の先端にナツ
ト32が嵌め込まれる。このスプリング26などニヨっ
て、ロータ22の接触部22aとステータ16とが強く
接触される。
この圧電モータ10を使用する場合、振動体12の対向
する面に形成された圧電素子20aおよび20cに同位
相の電圧たとえばV、sinωtが印加される。それに
対して、対向する別の圧電素子20bおよび20dには
、圧電素子20aおよび20cに印加される電圧V+s
inωtに対してπ/2の位相差を有する電圧たとえば
V、cosωtが印加される。したがって、ステータ1
6の圧電素子20aおよび20cの対向する方向の振幅
Xは、次式(1) %式%(1) また、ステータ16の圧電素子20bおよび20dの対
向する方向の振幅yは、次式(2)%式%(2) ここで、AおよびBは印加電圧の最大値V、およびV2
に比例する量、ωは角周波数、tは時間である。この圧
電素子20a〜20dによる屈曲の共振周波数は、振動
体12の長さ、ヤング率。
する面に形成された圧電素子20aおよび20cに同位
相の電圧たとえばV、sinωtが印加される。それに
対して、対向する別の圧電素子20bおよび20dには
、圧電素子20aおよび20cに印加される電圧V+s
inωtに対してπ/2の位相差を有する電圧たとえば
V、cosωtが印加される。したがって、ステータ1
6の圧電素子20aおよび20cの対向する方向の振幅
Xは、次式(1) %式%(1) また、ステータ16の圧電素子20bおよび20dの対
向する方向の振幅yは、次式(2)%式%(2) ここで、AおよびBは印加電圧の最大値V、およびV2
に比例する量、ωは角周波数、tは時間である。この圧
電素子20a〜20dによる屈曲の共振周波数は、振動
体12の長さ、ヤング率。
厚みおよび支持方法などによって決定される。ただし、
この実施例の場合、振動体12は4角錐台状であるため
、ステータ16の圧電素子20a。
この実施例の場合、振動体12は4角錐台状であるため
、ステータ16の圧電素子20a。
20c方向の振動および圧電素子20 b、 20
d方向の振動は、同じ周波数で励振される。上の2つの
式(1)および(2)を整理すると、(x” /A”
)+ (y” /B” )=1 ・・ (3)が得られ
る。
d方向の振動は、同じ周波数で励振される。上の2つの
式(1)および(2)を整理すると、(x” /A”
)+ (y” /B” )=1 ・・ (3)が得られ
る。
この式(3)より、ステータ16が楕円を描いて周回運
動することがわかる。この場合、特に、圧電素子20a
、20b、20cおよび20dに印加される電圧の最大
値を等しくすれば、AとBとが等しくなり、ステータ1
6は円運動をする。
動することがわかる。この場合、特に、圧電素子20a
、20b、20cおよび20dに印加される電圧の最大
値を等しくすれば、AとBとが等しくなり、ステータ1
6は円運動をする。
このステータ16の円運動がステータ16に圧接された
接触部22aに伝わることによって、ロータ22が回転
する。
接触部22aに伝わることによって、ロータ22が回転
する。
このように、第1図実施例および第2図実施例に示す圧
電モータ10では、圧電素子20a〜20dに印加され
る電圧による振動が合成されて、ステータ16が円運動
をする。したがって、入力される電気信号は互いに打ち
消されることがなく、そのため損失の小さい圧電モータ
10を得ることができる。
電モータ10では、圧電素子20a〜20dに印加され
る電圧による振動が合成されて、ステータ16が円運動
をする。したがって、入力される電気信号は互いに打ち
消されることがなく、そのため損失の小さい圧電モータ
10を得ることができる。
なお、この圧電モータ10では、振動体12の断面は4
角形に形成されているが、断面6角形や断面8角形など
、他の形状に形成されてもよい。
角形に形成されているが、断面6角形や断面8角形など
、他の形状に形成されてもよい。
振動体12が断面n角形に形成される場合、隣合う各側
面に形成された圧電素子20a〜20nには、2π/n
ずつ位相のずれた電圧が印加される。
面に形成された圧電素子20a〜20nには、2π/n
ずつ位相のずれた電圧が印加される。
このような電圧を印加することによって、ステータI6
に円運動を与えることができる。
に円運動を与えることができる。
さらに、振動体12は、4角錐台状でなく、第3図に示
すように、4角柱状に形成されてもよい。
すように、4角柱状に形成されてもよい。
なお、角錐台とする理由は、単純な角柱の場合インピー
ダンスを下げて強力なモータを実現しようとすれば、圧
電素子の厚みを薄くするか、面積を大きくする必要があ
る。後者の場合、その断面正方形の辺長が大きくなり、
共振周波数が高くなり先端振幅が相対的に小さくなると
いう弊害を生ずる。そこで、先端に向かうほど正方形の
辺長が小さくなるような、角錐台構成とすることによっ
てこの問題を解決する(共振周波数を下げる)。
ダンスを下げて強力なモータを実現しようとすれば、圧
電素子の厚みを薄くするか、面積を大きくする必要があ
る。後者の場合、その断面正方形の辺長が大きくなり、
共振周波数が高くなり先端振幅が相対的に小さくなると
いう弊害を生ずる。そこで、先端に向かうほど正方形の
辺長が小さくなるような、角錐台構成とすることによっ
てこの問題を解決する(共振周波数を下げる)。
また、先端部に取り付けられた漏斗状のステータはロー
タとの接触面積を大きくとると同時に、質量付加効果に
より共振周波数を下げ、振幅拡大する機能をも具備して
いる。
タとの接触面積を大きくとると同時に、質量付加効果に
より共振周波数を下げ、振幅拡大する機能をも具備して
いる。
第1図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。
第2図は第1図実施例の線n−nにおける断面図である
。 第3図はこの発明の他の実施例を示す断面図である。 図において、10は圧電モータ、12は振動体、16は
ステータ、22はロータを示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 1) 全 啓 (ぼか1名) 第1図 、0
。 第3図はこの発明の他の実施例を示す断面図である。 図において、10は圧電モータ、12は振動体、16は
ステータ、22はロータを示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 1) 全 啓 (ぼか1名) 第1図 、0
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 断面多角形状の振動体、 前記振動体の一端に形成されるステータ、 前記振動体のそれぞれの側面に形成され、前記ステータ
を前記振動体の軸を周回するように振動させるための圧
電素子、および 前記ステータに接触するように形成されるロータを含む
、圧電モータ。 2 前記振動体は角柱状に形成される、特許請求の範
囲第1項記載の圧電モータ。 3 前記振動体は角錐台状に形成される、特許請求の
範囲第1項記載の圧電モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62005772A JPH0667225B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 圧電モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62005772A JPH0667225B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 圧電モ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63174583A true JPS63174583A (ja) | 1988-07-19 |
JPH0667225B2 JPH0667225B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=11620414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62005772A Expired - Lifetime JPH0667225B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 圧電モ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0667225B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2439499A (en) * | 1942-08-20 | 1948-04-13 | Brush Dev Co | Piezoelectric motor |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP62005772A patent/JPH0667225B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2439499A (en) * | 1942-08-20 | 1948-04-13 | Brush Dev Co | Piezoelectric motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0667225B2 (ja) | 1994-08-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |