JP2905835B2 - 時計のための圧電モータ - Google Patents
時計のための圧電モータInfo
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Classifications
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- 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
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
- G04C3/08—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically
- G04C3/12—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically driven by piezoelectric means; driven by magneto-strictive means
-
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H02N2/0075—Electrical details, e.g. drive or control circuits or methods
- H02N2/0085—Leads; Wiring arrangements
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波圧電効果によっ
て回転運動が発生するモータに関する。さらに詳細にい
えば、本発明は、互いに相対運動を起こすことになって
おり、それぞれモータの固定子と、回転子とを形成する
2つの要素を具備し、前記要素は、それぞれ、前記相対
運動の途中で他方の要素の活動面に面するように配置さ
れる活動面を有し、それらの要素の一方には、その要素
の活動面にある先端部に楕円運動を与えることができる
振動波を発生するための圧電手段が設けられており、そ
れらの先端部は、他方の要素の活動面に当接しながら、
そのような相対運動を生じさせる。
て回転運動が発生するモータに関する。さらに詳細にい
えば、本発明は、互いに相対運動を起こすことになって
おり、それぞれモータの固定子と、回転子とを形成する
2つの要素を具備し、前記要素は、それぞれ、前記相対
運動の途中で他方の要素の活動面に面するように配置さ
れる活動面を有し、それらの要素の一方には、その要素
の活動面にある先端部に楕円運動を与えることができる
振動波を発生するための圧電手段が設けられており、そ
れらの先端部は、他方の要素の活動面に当接しながら、
そのような相対運動を生じさせる。
【0002】
【従来の技術】そのようなモータは、1980年5月刊
行の雑誌「Techno Japan」第19巻第5号
に掲載の論文に記載されている。このモータは、2枚の
平坦な結合された要素から構成されるほぼ平板の固定子
を有する。上記要素中一方はステンレス鋼であり、他方
は圧電材料から成る。ステンレス鋼の要素の見えるほう
の面には、固定子円板の軸と同心に、リング状に互いに
離間する一連の小さなブロックが配置されている。この
モータの回転子も同様に円板の形状を呈し、その円板は
固定子のブロックの自由面に一方の面が向くように固定
子に同軸且つ回転自在に取り付けられている。同様にス
テンレス鋼製であるこの回転子は、固定子ブロックに面
する領域に、高い摩擦係数を示すプラスチック材料のリ
ングを含む。
行の雑誌「Techno Japan」第19巻第5号
に掲載の論文に記載されている。このモータは、2枚の
平坦な結合された要素から構成されるほぼ平板の固定子
を有する。上記要素中一方はステンレス鋼であり、他方
は圧電材料から成る。ステンレス鋼の要素の見えるほう
の面には、固定子円板の軸と同心に、リング状に互いに
離間する一連の小さなブロックが配置されている。この
モータの回転子も同様に円板の形状を呈し、その円板は
固定子のブロックの自由面に一方の面が向くように固定
子に同軸且つ回転自在に取り付けられている。同様にス
テンレス鋼製であるこの回転子は、固定子ブロックに面
する領域に、高い摩擦係数を示すプラスチック材料のリ
ングを含む。
【0003】固定子の圧電素子は、励起されると、固定
子ブロック内に進行波を発生し、その進行波はブロック
に沿って円形に伝搬してゆくので、回転子に面するブロ
ックの先端は、それぞれ、合成楕円運動に従って環状運
動と組み合わされた非常に小さな軸方向運動を生じ、そ
の楕円運動は、回転子の摩擦リングに加えられると、回
転子をモータの軸を中心として回転させ、進める。
子ブロック内に進行波を発生し、その進行波はブロック
に沿って円形に伝搬してゆくので、回転子に面するブロ
ックの先端は、それぞれ、合成楕円運動に従って環状運
動と組み合わされた非常に小さな軸方向運動を生じ、そ
の楕円運動は、回転子の摩擦リングに加えられると、回
転子をモータの軸を中心として回転させ、進める。
【0004】固定子ブロックの先端の運動の大きさがき
わめて小さい場合、回転子の軸から認めうるほどの出力
を取り出せるようにするためには、その大きさを回転子
に面するブロックの表面の凹凸より大きくとるべきであ
る。そこで、その大きさは1ミクロンから数ミクロンで
あるので、ブロックの表面をきわめて精密に機械加工す
ることが必要である。このモータのもう1つの欠点は、
位相外れ電位により動作される圧電素子について2対の
励起電極を使用しなければならず、2対使用しないと、
固定子で進行波を発生できなくなってしまうことであ
る。この条件によって、モータの作動回路は複雑にな
り、そのコストは増す。
わめて小さい場合、回転子の軸から認めうるほどの出力
を取り出せるようにするためには、その大きさを回転子
に面するブロックの表面の凹凸より大きくとるべきであ
る。そこで、その大きさは1ミクロンから数ミクロンで
あるので、ブロックの表面をきわめて精密に機械加工す
ることが必要である。このモータのもう1つの欠点は、
位相外れ電位により動作される圧電素子について2対の
励起電極を使用しなければならず、2対使用しないと、
固定子で進行波を発生できなくなってしまうことであ
る。この条件によって、モータの作動回路は複雑にな
り、そのコストは増す。
【0005】最後に、この公知のモータの場合、たとえ
ば、時計に適用すると、その出力量がはかばかしくない
ために、そのような分野で望まれるような値の小さな偶
力の伝達に適合させるのはそれほど容易ではない。圧電
マイクロモータの別の構成は、T.Takano,Y.
Tomikawa,T.Ogasawara及びH.H
irataによる雑誌IEEE(1989年刊)の論文
(735〜738ページ)の中に記載されている。問題
の論文「Construction and char
acteristics of ultrasonic
motors using piezo−ceram
icannular plates」に記載されたモー
タは、ほぼ平坦な形状を呈する第1の要素を含み、その
要素は、その平面内にある要素の複数の周囲活動先端に
楕円運動を与えることができる超可聴周波数の振動波を
発生させるための手段と関連している。各活動先端は、
第1の要素の周囲に配置された環状の第2の要素の運動
伝達面と係合しており、それによって、第2の要素は先
に述べた楕円運動の結果として第1の要素に対して動
く。この公知の構成は先に述べた構成において伝達する
ことができる出力より大きな出力を伝達できるのである
が、振動する要素の外面と、環状要素の活動面の輪郭形
状をきわめて精密に定めなければならないという欠点も
あり、それら2つの要素の間に実質的に遊びがなく、し
かも、要素の相対運動は可能になるように2つの要素を
調整しなければならないのである。さらに、このような
モータは先に挙げた従来のモータと同一の欠点を有す
る。すなわち、二相作動電圧を必要とすると共に、小さ
な偶力の伝達に適用した場合に低い出力量を示す。
ば、時計に適用すると、その出力量がはかばかしくない
ために、そのような分野で望まれるような値の小さな偶
力の伝達に適合させるのはそれほど容易ではない。圧電
マイクロモータの別の構成は、T.Takano,Y.
Tomikawa,T.Ogasawara及びH.H
irataによる雑誌IEEE(1989年刊)の論文
(735〜738ページ)の中に記載されている。問題
の論文「Construction and char
acteristics of ultrasonic
motors using piezo−ceram
icannular plates」に記載されたモー
タは、ほぼ平坦な形状を呈する第1の要素を含み、その
要素は、その平面内にある要素の複数の周囲活動先端に
楕円運動を与えることができる超可聴周波数の振動波を
発生させるための手段と関連している。各活動先端は、
第1の要素の周囲に配置された環状の第2の要素の運動
伝達面と係合しており、それによって、第2の要素は先
に述べた楕円運動の結果として第1の要素に対して動
く。この公知の構成は先に述べた構成において伝達する
ことができる出力より大きな出力を伝達できるのである
が、振動する要素の外面と、環状要素の活動面の輪郭形
状をきわめて精密に定めなければならないという欠点も
あり、それら2つの要素の間に実質的に遊びがなく、し
かも、要素の相対運動は可能になるように2つの要素を
調整しなければならないのである。さらに、このような
モータは先に挙げた従来のモータと同一の欠点を有す
る。すなわち、二相作動電圧を必要とすると共に、小さ
な偶力の伝達に適用した場合に低い出力量を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の欠点を回避しつつ、先に述べた一般的種類の圧電モー
タを提供することである。
の欠点を回避しつつ、先に述べた一般的種類の圧電モー
タを提供することである。
【課題を解決するための手段と効果】従って、本発明
は、互いに相対運動を起こすことになっており、それぞ
れ固定子と、回転子とを形成する2つの要素を具備し、
それらの要素のうち第1のものはほぼ平坦な形状を呈
し、第1の要素の平面にある周囲の少なくとも1つの活
動先端部に楕円運動を与えることができる超可聴周波数
の振動波を発生する手段を具備しており、前記活動先端
部は、前記楕円運動によって前記第2の要素の前記第1
の要素に対する運動を生じさせるために、第2の要素の
運動伝達面と係合している圧電型のモータにおいて、前
記第1の要素はほぼ円形の中心部分を含み、その中心部
分の面の一方に、振動波を発生する手段が装着されてお
り、その中心部分から少なくとも2枚のローブが延出
し、それらのローブの縁部に前記活動先端部が配置され
ていることと、前記ローブの側方縁部は、前記中心部分
から発散する振動エネルギーを前記活動先端部の内部に
集中させるような輪郭形状に形成されていることとを特
徴とするモータである。
は、互いに相対運動を起こすことになっており、それぞ
れ固定子と、回転子とを形成する2つの要素を具備し、
それらの要素のうち第1のものはほぼ平坦な形状を呈
し、第1の要素の平面にある周囲の少なくとも1つの活
動先端部に楕円運動を与えることができる超可聴周波数
の振動波を発生する手段を具備しており、前記活動先端
部は、前記楕円運動によって前記第2の要素の前記第1
の要素に対する運動を生じさせるために、第2の要素の
運動伝達面と係合している圧電型のモータにおいて、前
記第1の要素はほぼ円形の中心部分を含み、その中心部
分の面の一方に、振動波を発生する手段が装着されてお
り、その中心部分から少なくとも2枚のローブが延出
し、それらのローブの縁部に前記活動先端部が配置され
ていることと、前記ローブの側方縁部は、前記中心部分
から発散する振動エネルギーを前記活動先端部の内部に
集中させるような輪郭形状に形成されていることとを特
徴とするモータである。
【0007】これらの特徴があるため、第1の要素の寸
法上の精密さを活動先端部の場所でのみ確保すれば十分
であるので、モータの製造はかなり簡単になり、その一
方で、この要素のローブの輪郭形状を適切に形成するこ
とによって、エネルギーを活動先端部の中に十分に集中
させうるのである。そこで、第1の要素から第2の要素
への振動エネルギーの伝達は、従来の場合と比べて明ら
かにすぐれたものとなり、モータの有効偶力ははるかに
大きくなる。本発明のその他の特徴や利点は、添付の図
面を参照しながら単なる例として挙げられる以下の説明
の中で明白になるであろう。
法上の精密さを活動先端部の場所でのみ確保すれば十分
であるので、モータの製造はかなり簡単になり、その一
方で、この要素のローブの輪郭形状を適切に形成するこ
とによって、エネルギーを活動先端部の中に十分に集中
させうるのである。そこで、第1の要素から第2の要素
への振動エネルギーの伝達は、従来の場合と比べて明ら
かにすぐれたものとなり、モータの有効偶力ははるかに
大きくなる。本発明のその他の特徴や利点は、添付の図
面を参照しながら単なる例として挙げられる以下の説明
の中で明白になるであろう。
【0008】
【実施例】まず、本発明による圧電モータの第1の実施
例を示す図1及び図2を参照する。このモータは、軸X
−Xを中心としてほぼ円形である底板2を含む固定子1
を有する。底板2の中心には穴3があいている。底板2
には、コイルばね6を受け入れるための円筒形の穴洞5
の境界を規定する環状の中心リブ4がある。このコイル
ばねは、中心の穴3の中に押し込まれているプラグ7に
よって底板2に対して固定状態に保持されている。プラ
グ7は、ばね6の対応する端部にクランプされるつば8
を有する。中心リブ4が装着された底板2の面は絶縁材
料で被覆されており、その絶縁材料の上には後述するよ
うな目的のために電気回路10が印刷されている。
例を示す図1及び図2を参照する。このモータは、軸X
−Xを中心としてほぼ円形である底板2を含む固定子1
を有する。底板2の中心には穴3があいている。底板2
には、コイルばね6を受け入れるための円筒形の穴洞5
の境界を規定する環状の中心リブ4がある。このコイル
ばねは、中心の穴3の中に押し込まれているプラグ7に
よって底板2に対して固定状態に保持されている。プラ
グ7は、ばね6の対応する端部にクランプされるつば8
を有する。中心リブ4が装着された底板2の面は絶縁材
料で被覆されており、その絶縁材料の上には後述するよ
うな目的のために電気回路10が印刷されている。
【0009】留めねじ13によって中心リブ4に固着さ
れたリング11は、玉軸受12の内側軌道を構成する。
玉軸受12は、モータの回転子15に固定された外レー
ス14をさらに含む。固定子に属するコイルばね6は環
状の中心リブ4から先へ軸方向に突出し、コイルばねの
自由端部には固着部材16が嵌合している、コイルばね
6が剛性であるために、この固着部材16はばねにクラ
ンプされている。固着部材16は、モータの軸X−Xに
対して半径方向に延出するほぼ平坦な共振板17にはん
だ付けされている。固着部材16とは反対側のこの共振
板17の面には、軸X−Xを中心とする円形のセラミッ
ク圧電素子18が接着されている。
れたリング11は、玉軸受12の内側軌道を構成する。
玉軸受12は、モータの回転子15に固定された外レー
ス14をさらに含む。固定子に属するコイルばね6は環
状の中心リブ4から先へ軸方向に突出し、コイルばねの
自由端部には固着部材16が嵌合している、コイルばね
6が剛性であるために、この固着部材16はばねにクラ
ンプされている。固着部材16は、モータの軸X−Xに
対して半径方向に延出するほぼ平坦な共振板17にはん
だ付けされている。固着部材16とは反対側のこの共振
板17の面には、軸X−Xを中心とする円形のセラミッ
ク圧電素子18が接着されている。
【0010】図2及び図4からわかるように、共振板1
7は中心部分17aを含み、そこから半径方向に外側に
向かって2枚のローブ17bが延出しており、各ローブ
の端部は活動先端部17cを形成する。各ローブ17b
は、回転子15の内周部に沿って、そこから半径方向に
一定の距離をおいて並ぶ円形の縁部17dと、共振板1
7の中心と活動先端部17cとの2つの位置に焦点F1
及びF2を有する楕円形の縁部17eとにより境界を規
定されている。
7は中心部分17aを含み、そこから半径方向に外側に
向かって2枚のローブ17bが延出しており、各ローブ
の端部は活動先端部17cを形成する。各ローブ17b
は、回転子15の内周部に沿って、そこから半径方向に
一定の距離をおいて並ぶ円形の縁部17dと、共振板1
7の中心と活動先端部17cとの2つの位置に焦点F1
及びF2を有する楕円形の縁部17eとにより境界を規
定されている。
【0011】回転子15は、本質的には、環状の内面に
段差が形成されている外側リング19から構成される。
このリングは、底板2の側に、半径方向の環状ボス20
を有する。ボスが形成する軸方向の段部には、玉軸受1
2の外レース14の外側つば21が当接している。リン
グは、さらに軸方向の環状ボス22を有し、このボス2
2は、固定子1の活動先端部17cと共動する回転子1
5の運動伝達面を形成する。環状ボス22、すなわち、
運動伝達面の直径は、活動先端部17cの頂点間の距離
と厳密に一致している。尚、先端部17cの頂点の形状
を適切に整えれば、その距離を精密に一致させることは
容易であろう。そのため、この段階では、本発明による
モータは従来のモータと比べて容易に製造できるのであ
る。
段差が形成されている外側リング19から構成される。
このリングは、底板2の側に、半径方向の環状ボス20
を有する。ボスが形成する軸方向の段部には、玉軸受1
2の外レース14の外側つば21が当接している。リン
グは、さらに軸方向の環状ボス22を有し、このボス2
2は、固定子1の活動先端部17cと共動する回転子1
5の運動伝達面を形成する。環状ボス22、すなわち、
運動伝達面の直径は、活動先端部17cの頂点間の距離
と厳密に一致している。尚、先端部17cの頂点の形状
を適切に整えれば、その距離を精密に一致させることは
容易であろう。そのため、この段階では、本発明による
モータは従来のモータと比べて容易に製造できるのであ
る。
【0012】回転子のリング19は環状フランジ23を
さらに含み、このフランジの半径方向端面は、リング1
9にねじ25により装着されるカバープレート24の支
持面として働く。カバープレート24の中心に設けられ
た開口26には、モータの出力偶力を確実に伝達させる
ためのピニオン27が差し込まれている。
さらに含み、このフランジの半径方向端面は、リング1
9にねじ25により装着されるカバープレート24の支
持面として働く。カバープレート24の中心に設けられ
た開口26には、モータの出力偶力を確実に伝達させる
ためのピニオン27が差し込まれている。
【0013】プリント回路10には、半径方向外側に向
かって延出する複数の接点28が図2に示すようにあ
り、それらの接点はプリント回路10に向かって回る回
転子の面に設けられた摩擦接点29と共動する。この構
成によれば、適切な作動回路を圧電素子18に接続する
ことによってモータのステップ動作機能が得られ、モー
タのステップ動作は、摩擦接点が1つの半径方向接点2
8から別の半径方向接点に向かって変位するたびに起こ
るのである。モータを好ましい用途の1つである時計に
採用すべき場合には、半径方向接点の数が60個だと有
利である。ただし、このモータを連続モードで使用して
も差し支えはなく、その場合には、プリント回路とそれ
に関連する摩擦接点を設けないようにすれば良い。
かって延出する複数の接点28が図2に示すようにあ
り、それらの接点はプリント回路10に向かって回る回
転子の面に設けられた摩擦接点29と共動する。この構
成によれば、適切な作動回路を圧電素子18に接続する
ことによってモータのステップ動作機能が得られ、モー
タのステップ動作は、摩擦接点が1つの半径方向接点2
8から別の半径方向接点に向かって変位するたびに起こ
るのである。モータを好ましい用途の1つである時計に
採用すべき場合には、半径方向接点の数が60個だと有
利である。ただし、このモータを連続モードで使用して
も差し支えはなく、その場合には、プリント回路とそれ
に関連する摩擦接点を設けないようにすれば良い。
【0014】図3は、運動出力部に若干の違いがあるこ
とを除いてあらゆる点で図1及び図2の実施例に類似し
ている本発明のモータの別の実施例を示す。この場合、
モータにカバープレートを設けず、その一方で、環状フ
ランジ23が内側に歯部30を有するクラウンの形態を
とるように、その内面を機械加工すると有効である。そ
の歯部30は、回転子15の回転運動を伝達する役割を
果たす歯車列のピニオン(図示せず)とかみ合うことに
なる。
とを除いてあらゆる点で図1及び図2の実施例に類似し
ている本発明のモータの別の実施例を示す。この場合、
モータにカバープレートを設けず、その一方で、環状フ
ランジ23が内側に歯部30を有するクラウンの形態を
とるように、その内面を機械加工すると有効である。そ
の歯部30は、回転子15の回転運動を伝達する役割を
果たす歯車列のピニオン(図示せず)とかみ合うことに
なる。
【0015】このモータは次のように動作する。圧電素
子18がその2つの電極(図面には示さず)を介して電
位を受けると、素子は円筒形弾性波を発生し、その弾性
波は共振板17に伝達される。弾性波の発射中心は共振
板17の楕円形の縁部17eの焦点F1(図4を参照)
に位置し、従って、モータの軸X−Xと一致する。弾性
波は楕円形の縁部17eにより反射され、それらの縁部
が特殊な幾何学的形態を有しているために、弾性波は楕
円形の縁部17eの第2の焦点F2、すなわち、共振板
17の活動先端部17cの頂点に集中する。円筒形弾性
波の一部は共振板の円形の縁部17dに向かって伝搬
し、そこで、波の発射中心、すなわち、楕円形の縁部1
7eの焦点F1の方向へ反射される。
子18がその2つの電極(図面には示さず)を介して電
位を受けると、素子は円筒形弾性波を発生し、その弾性
波は共振板17に伝達される。弾性波の発射中心は共振
板17の楕円形の縁部17eの焦点F1(図4を参照)
に位置し、従って、モータの軸X−Xと一致する。弾性
波は楕円形の縁部17eにより反射され、それらの縁部
が特殊な幾何学的形態を有しているために、弾性波は楕
円形の縁部17eの第2の焦点F2、すなわち、共振板
17の活動先端部17cの頂点に集中する。円筒形弾性
波の一部は共振板の円形の縁部17dに向かって伝搬
し、そこで、波の発射中心、すなわち、楕円形の縁部1
7eの焦点F1の方向へ反射される。
【0016】その結果、共振板の2つの先端部17cの
頂点は回転子15の駆動を生じさせる効果をもつ楕円運
動を引き起こす(図5を参照)。出願人が製造した試作
品では、次に示すような寸法を選択したが、下記の値が
単なる1例として挙げられていることは自明である。 −モータの外径 10.6mm −回転子の内径 10 mm −固定子(縁部17d)の直径 9.2mm −圧電素子18の直径 5 mm さらに、先端部17cの基本寸法の厳密な値を選択する
と有利であり、焦点F1を頂点とする先端部の角度Aは
5°に設定されるのが好ましい。圧電素子18の厚さは
0.2mmであり、セラミック材料の種類は固有キャパ
シタンスCoが1.8nFであるPXE5であろう。圧
電素子の電極に3Vの電位が印加されると、装置に供給
されるエネルギーは400kHzの周波数で3.2mJ
である。
頂点は回転子15の駆動を生じさせる効果をもつ楕円運
動を引き起こす(図5を参照)。出願人が製造した試作
品では、次に示すような寸法を選択したが、下記の値が
単なる1例として挙げられていることは自明である。 −モータの外径 10.6mm −回転子の内径 10 mm −固定子(縁部17d)の直径 9.2mm −圧電素子18の直径 5 mm さらに、先端部17cの基本寸法の厳密な値を選択する
と有利であり、焦点F1を頂点とする先端部の角度Aは
5°に設定されるのが好ましい。圧電素子18の厚さは
0.2mmであり、セラミック材料の種類は固有キャパ
シタンスCoが1.8nFであるPXE5であろう。圧
電素子の電極に3Vの電位が印加されると、装置に供給
されるエネルギーは400kHzの周波数で3.2mJ
である。
【0017】振動波の伝達を可能な限り効率良く行うた
めには、共振板17を圧電素子18の音響インピーダン
スにできる限り近い音響インピーダンスをもつ材料から
形成しなければならない。さらに、その材料はすぐれた
耐摩耗性を示すべきである。Durimphy,焼きも
どし鋼又は焼きもどししない鋼,銅−ベリリウム,黄
銅、あるいはニッケル銀を使用できるが、アルミニウム
を使用すると、最良の結果が得られることが確認されて
いる。ただし、この材料から製造した板を要求される抵
抗特性と、最終的には要求される溶接性を示すように処
理することが必要であり、ニッケルめっきの後に、中心
部分を金めっきし、先端部17cに酸化物層を追加する
というのが、この目的に適する作業である。
めには、共振板17を圧電素子18の音響インピーダン
スにできる限り近い音響インピーダンスをもつ材料から
形成しなければならない。さらに、その材料はすぐれた
耐摩耗性を示すべきである。Durimphy,焼きも
どし鋼又は焼きもどししない鋼,銅−ベリリウム,黄
銅、あるいはニッケル銀を使用できるが、アルミニウム
を使用すると、最良の結果が得られることが確認されて
いる。ただし、この材料から製造した板を要求される抵
抗特性と、最終的には要求される溶接性を示すように処
理することが必要であり、ニッケルめっきの後に、中心
部分を金めっきし、先端部17cに酸化物層を追加する
というのが、この目的に適する作業である。
【0018】本発明のモータが非同期特性を有する場
合、モータは先に説明したような、図1から3に示す位
置を検出する構成を含むのが好ましい。この構成の利点
は、それが単純であると共に、簡単な信号形成動作によ
ってモータと同一の作動方式を使用するという点にあ
る。当業者に知られている単純な電子回路を利用して、
モータを毎秒1〜60ステップの周波数のステップモー
ドで動作させることができ、その場合の角分解能はステ
ップごとに6度である。従って、本発明によるモータは
時計に適用するのに特に適しているのである。
合、モータは先に説明したような、図1から3に示す位
置を検出する構成を含むのが好ましい。この構成の利点
は、それが単純であると共に、簡単な信号形成動作によ
ってモータと同一の作動方式を使用するという点にあ
る。当業者に知られている単純な電子回路を利用して、
モータを毎秒1〜60ステップの周波数のステップモー
ドで動作させることができ、その場合の角分解能はステ
ップごとに6度である。従って、本発明によるモータは
時計に適用するのに特に適しているのである。
【0019】共振板の品質係数を適切な値に維持するた
めに、たとえば、図1から3に示すばね懸架構成(これ
は単なる1例であって、限定的な意味をもたない)によ
り得られる弾性結合構造に共振板を取り付けるのが好ま
しい。この構造は、構成(軸受/固定子,回転子/軸
受,共振板のそのばねへの固着など)の同心性について
偶発的に起こる誤りを補正し、それにより、先端部17
cを回転子と永久的に接触させておくのに好都合に働く
という利点を有する。図6は、共振板17Aに3枚のロ
ーブ17A−aが設けられ、それらのローブの活動先端
部が互いに120゜離れているという点を除いて、先に
示した実施例と同じである本発明の別の実施例を示す。
平坦な面に設けられている2つだけの電極(図示せず)
を介して圧電素子に印加される電気信号はシステムの共
振周波数の1つで正弦形状を有し、たとえば、3〜15
ボルトの振幅を有していても良い。作動電圧の値は回転
子の速度に影響を及ぼし、最終的にはそのような速度の
調整変数として採用されても良い。ところが、正弦信号
の代わりに、それと等しい周波数をもつ方形形状の信号
を使用することによって本発明のモータを動作させるこ
とも同様に可能である。そのような方形信号はモータの
制御回路を簡単なものにするという利点を示す。すなわ
ち、この回路は当業者には良く知られているように3つ
又は4つのトランジスタを有するブリッジから構成され
ていれば良い。
めに、たとえば、図1から3に示すばね懸架構成(これ
は単なる1例であって、限定的な意味をもたない)によ
り得られる弾性結合構造に共振板を取り付けるのが好ま
しい。この構造は、構成(軸受/固定子,回転子/軸
受,共振板のそのばねへの固着など)の同心性について
偶発的に起こる誤りを補正し、それにより、先端部17
cを回転子と永久的に接触させておくのに好都合に働く
という利点を有する。図6は、共振板17Aに3枚のロ
ーブ17A−aが設けられ、それらのローブの活動先端
部が互いに120゜離れているという点を除いて、先に
示した実施例と同じである本発明の別の実施例を示す。
平坦な面に設けられている2つだけの電極(図示せず)
を介して圧電素子に印加される電気信号はシステムの共
振周波数の1つで正弦形状を有し、たとえば、3〜15
ボルトの振幅を有していても良い。作動電圧の値は回転
子の速度に影響を及ぼし、最終的にはそのような速度の
調整変数として採用されても良い。ところが、正弦信号
の代わりに、それと等しい周波数をもつ方形形状の信号
を使用することによって本発明のモータを動作させるこ
とも同様に可能である。そのような方形信号はモータの
制御回路を簡単なものにするという利点を示す。すなわ
ち、この回路は当業者には良く知られているように3つ
又は4つのトランジスタを有するブリッジから構成され
ていれば良い。
【図1】本発明による圧電モータの第1の実施例の半分
を横断面で示し、残る半分を外から見た正面図。
を横断面で示し、残る半分を外から見た正面図。
【図2】出力ピニオンを具備するカバープレートを取り
外した状態のそのようなモータの平面図。
外した状態のそのようなモータの平面図。
【図3】本発明による圧電モータの第2の実施例の半分
を横断面で示し、残る半分を外から見た正面図。
を横断面で示し、残る半分を外から見た正面図。
【図4】図1から図3に示すモータの固定子の中を伝搬
してゆく振動波の経路を概略的に示す図。
してゆく振動波の経路を概略的に示す図。
【図5】第1の要素のローブの1つの活動先端部、さら
に厳密にいえば、モータの各動作サイクルが進行する中
でそのローブの活動先端部が行う運動の経路を示す部分
概略図。
に厳密にいえば、モータの各動作サイクルが進行する中
でそのローブの活動先端部が行う運動の経路を示す部分
概略図。
【図6】本発明の第3の実施例を概略的に示す図。
1 固定子 15 回転子 17 共振板 17a 中心部分 17b ローブ 17c 活動先端部 17d,17e 縁部 22 環状ボス(運動伝達面)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02N 2/00 - 2/18
Claims (1)
- 【請求項1】 互いに相対運動を起こすことになってい
るほぼ平坦な固定子(1)および回転子(15)を具備
し、前記固定子(1)は共振板(17)を含み、この共
振板(17)は、ほぼ円形の中心部分(17a)、この
中心部分(17a)から外側に向かって半径方向に延出
する少なくとも2枚のローブ(17b)およびこれらロ
ーブ(17b)の各々の周辺端部に形成された活動先端
部(17c)を有し、前記固定子(1)は、前記中心部
分(17a)の一面に装着されて前記活動先端部(17
c)に楕円運動を与えることができる超可聴周波数の振
動波を発生する手段(18)を更に含み、前記活動先端
部(17c)は、前記楕円運動によって前記固定子
(1)に対する前記回転子(15)の運動を生じさせる
ために、前記回転子(15)の運動伝達面と係合してお
り、前記ローブ(17b)の側方縁部は、前記活動先端
部(17c)に前記楕円運動を与えるために、前記中心
部分(17a)から発散した振動エネルギーを反射させ
て前記活動先端部(17c)内に集中させるように湾曲
した縁部(17e)を少なくとも有している圧電型のモ
ータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH949/91A CH680487B5 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | |
CH949/91-3 | 1991-03-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06225551A JPH06225551A (ja) | 1994-08-12 |
JP2905835B2 true JP2905835B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=4198922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4091492A Expired - Fee Related JP2905835B2 (ja) | 1991-03-28 | 1992-03-18 | 時計のための圧電モータ |
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Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP0505848B1 (ja) |
JP (1) | JP2905835B2 (ja) |
KR (1) | KR100236492B1 (ja) |
CN (1) | CN1029344C (ja) |
CH (1) | CH680487B5 (ja) |
DE (1) | DE69204332T2 (ja) |
TW (1) | TW223194B (ja) |
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---|---|---|---|---|
CH686854B5 (de) * | 1994-12-29 | 1997-01-31 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Piezoelektrischer Motor mit Einrichtung, die Informationen bezueglich der Rotorposition und/oder -drehzahl liefert. |
WO1998043306A1 (en) * | 1997-03-21 | 1998-10-01 | The Penn State Research Foundation | Ultrasonic motor |
EP0963033B1 (en) * | 1997-08-04 | 2004-05-26 | Seiko Epson Corporation | Actuator, and clock and annunciator mounted with the same |
JP2002354853A (ja) * | 1997-08-04 | 2002-12-06 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ、およびそれを用いた時計並びに報知装置 |
US6069419A (en) * | 1998-06-16 | 2000-05-30 | Tabib-Azar; Massood | Micro-actuator assembly |
ATE370519T1 (de) | 1999-11-29 | 2007-09-15 | Miniswys Sa | Piezoelektrischer antrieb |
JP4613006B2 (ja) * | 2001-06-06 | 2011-01-12 | ミニスイス・ソシエテ・アノニム | 圧電駆動装置 |
JP4669222B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2011-04-13 | ミニスイス・ソシエテ・アノニム | 圧電駆動装置 |
CN100525055C (zh) * | 2002-03-15 | 2009-08-05 | 米尼斯怀斯股份公司 | 压电电机和用于驱动该压电电机的方法 |
JP2007116757A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Pentax Corp | 超音波モータ |
US7696673B1 (en) | 2006-12-07 | 2010-04-13 | Dmitriy Yavid | Piezoelectric generators, motor and transformers |
US10355623B1 (en) | 2006-12-07 | 2019-07-16 | Dmitriy Yavid | Generator employing piezolectric and resonating elements with synchronized heat delivery |
US9590534B1 (en) | 2006-12-07 | 2017-03-07 | Dmitriy Yavid | Generator employing piezoelectric and resonating elements |
EP4198648A1 (fr) * | 2021-12-20 | 2023-06-21 | The Swatch Group Research and Development Ltd | Moteur piézoélectrique rotatif, notamment pour l'horlogerie |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3595007A (en) * | 1969-08-29 | 1971-07-27 | Hb Eng Corp | Resonator-driven timepiece |
GB2044014A (en) * | 1979-03-08 | 1980-10-08 | Sp P Konstrukt I Tekhnolog Bju | Piezoelectric vibration motor |
SU817816A1 (ru) * | 1979-05-30 | 1981-03-30 | Каунасский Политехнический Институтим. Ahtahaca Снечкуса | Вибродвигатель |
SU817815A1 (ru) * | 1979-05-30 | 1981-03-30 | Каунасский Политехнический Институтим. Ahtahaca Снечкуса | Вибродвигатель |
SU968868A1 (ru) * | 1981-04-23 | 1982-10-23 | Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса | Вибродвигатель |
AT384912B (de) * | 1982-04-16 | 1988-01-25 | Ki Polt I | Piezoelektrischer motor |
US4742260A (en) * | 1986-02-06 | 1988-05-03 | Hiroshi Shimizu | Piezoelectrically driving device |
JPH0648910B2 (ja) * | 1987-02-12 | 1994-06-22 | 日本電気株式会社 | 圧電モ−タ |
US4959580A (en) * | 1987-02-28 | 1990-09-25 | Kievsky Politekhnichesky Institut Imeni | Piezoelectric motor |
-
1991
- 1991-03-28 CH CH949/91A patent/CH680487B5/fr not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-03-13 DE DE69204332T patent/DE69204332T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-13 EP EP92104360A patent/EP0505848B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-18 JP JP4091492A patent/JP2905835B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-23 US US07/855,922 patent/US5296776A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-03-23 KR KR1019920004728A patent/KR100236492B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-03-24 CN CN92102163A patent/CN1029344C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-22 TW TW081104953A patent/TW223194B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0505848B1 (fr) | 1995-08-30 |
KR100236492B1 (ko) | 2000-01-15 |
KR920019056A (ko) | 1992-10-22 |
CH680487B5 (ja) | 1993-03-15 |
US5296776A (en) | 1994-03-22 |
JPH06225551A (ja) | 1994-08-12 |
DE69204332D1 (de) | 1995-10-05 |
CN1029344C (zh) | 1995-07-12 |
CN1065361A (zh) | 1992-10-14 |
EP0505848A1 (fr) | 1992-09-30 |
DE69204332T2 (de) | 1996-04-25 |
CH680487GA3 (ja) | 1992-09-15 |
TW223194B (ja) | 1994-05-01 |
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