JPH0236772A - 圧電楕円運動振動子 - Google Patents
圧電楕円運動振動子Info
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- JPH0236772A JPH0236772A JP63185413A JP18541388A JPH0236772A JP H0236772 A JPH0236772 A JP H0236772A JP 63185413 A JP63185413 A JP 63185413A JP 18541388 A JP18541388 A JP 18541388A JP H0236772 A JPH0236772 A JP H0236772A
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- piezoelectric
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- vibrator
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- 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 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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］
本発明は、電子機器に用いられる小形モータに関し、特
にロータ直径の小さい小形の超音波モータに用いられる
圧電楕円運動振動子に関するものである。
にロータ直径の小さい小形の超音波モータに用いられる
圧電楕円運動振動子に関するものである。
［従来の技術］
一般に、超音波モータは従来の電磁モータと比較して、
低回転で高いトルクか得られること、停止保持力を有す
ること、電磁ノイズが少ないことなどの利点を有してお
り、カメラのオートフォーカス用や自動車用パワーモー
タなどに使用されている。
低回転で高いトルクか得られること、停止保持力を有す
ること、電磁ノイズが少ないことなどの利点を有してお
り、カメラのオートフォーカス用や自動車用パワーモー
タなどに使用されている。
第５図は小型超音波モータに使用されている従来の圧電
楕円運動振動子即ち角柱振動子１００の構造を示す概略
図であり、略正方形断面を有する金属角柱１２０の隣り
合う二面に、各々電極が形成され、厚さ方向分極された
圧電セラミックス薄板１２１ａ、１２１ｂが接着されて
いる。圧電セラミックス薄板１２１ａ、１２１ｂの表面
電極からリード端子１２２ａ１２２ｂが引き出され、金
属角柱１２０から共通アース端子１２３が引き出されて
いる。金属角柱１２０の断面形状が略正方形をしている
ので金属角柱１２０は互いに直角方向にほぼ同じ共振周
波数で屈曲振動する。従ってリード端子１２２ａ−１２
３および１２２ｂ−１２３にそれぞれ周波数が共振周波
数に等しく、位相が９０°異なる交流電圧を印加すると
金属角柱１２０の両端部は回転振動あるいは楕円振動す
る。
楕円運動振動子即ち角柱振動子１００の構造を示す概略
図であり、略正方形断面を有する金属角柱１２０の隣り
合う二面に、各々電極が形成され、厚さ方向分極された
圧電セラミックス薄板１２１ａ、１２１ｂが接着されて
いる。圧電セラミックス薄板１２１ａ、１２１ｂの表面
電極からリード端子１２２ａ１２２ｂが引き出され、金
属角柱１２０から共通アース端子１２３が引き出されて
いる。金属角柱１２０の断面形状が略正方形をしている
ので金属角柱１２０は互いに直角方向にほぼ同じ共振周
波数で屈曲振動する。従ってリード端子１２２ａ−１２
３および１２２ｂ−１２３にそれぞれ周波数が共振周波
数に等しく、位相が９０°異なる交流電圧を印加すると
金属角柱１２０の両端部は回転振動あるいは楕円振動す
る。
第６図は第５図に示した角柱振動子１００を用いた超音
波モータの構成例を示す図である。角柱振動子１００の
両端部に円板１２４ａ、１２４ｂが装着され、さらに角
柱振動子１００の振動の節の位置に支持ピン１２５ａ、
１２５ｂが形成され、角柱振動子１００は支持ピン１２
５ａ、１２５ｂにより安定に支持されている。角柱振動
子１００の両端部に設けられた円板１２４ａ、１２４ｂ
は、回転自在に回転軸に支持されたカップ状回転ローラ
ー１２６ａ、１２６ｂの空洞部に挿入され、空洞部内壁
に加圧接触されている。
波モータの構成例を示す図である。角柱振動子１００の
両端部に円板１２４ａ、１２４ｂが装着され、さらに角
柱振動子１００の振動の節の位置に支持ピン１２５ａ、
１２５ｂが形成され、角柱振動子１００は支持ピン１２
５ａ、１２５ｂにより安定に支持されている。角柱振動
子１００の両端部に設けられた円板１２４ａ、１２４ｂ
は、回転自在に回転軸に支持されたカップ状回転ローラ
ー１２６ａ、１２６ｂの空洞部に挿入され、空洞部内壁
に加圧接触されている。
従って、角柱振動子１００の端部が円振動あるいは楕円
振動した場合にカップ状回転ローラー１２６ａ、１２６
ｂを回転させる。
振動した場合にカップ状回転ローラー１２６ａ、１２６
ｂを回転させる。
［発明か解決しようとする課！！ｉ］
しかしながら、第５図に示すような従来の角柱状楕円運
動振動子においては振動子が正方形断面の角柱であるた
め、互いに直角な方向の屈曲モードの共振周波数を精度
良く一致させるために角柱の加工精度を厳しくおさえな
ければならない。また圧電セラミックス薄板を金属角柱
に接着するときの接着状態のばらつきが大きい。
動振動子においては振動子が正方形断面の角柱であるた
め、互いに直角な方向の屈曲モードの共振周波数を精度
良く一致させるために角柱の加工精度を厳しくおさえな
ければならない。また圧電セラミックス薄板を金属角柱
に接着するときの接着状態のばらつきが大きい。
本発明の技術課題は、加工精度にとられれず、形状が単
純で組立てが容易で、接着によるばらつきの少ない安定
した駆動の可能な圧電楕円運動振動子を提供することに
ある。
純で組立てが容易で、接着によるばらつきの少ない安定
した駆動の可能な圧電楕円運動振動子を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば、断面正方形の角柱の４つの側面を台座
とする一対の端板を、所定の間隔を曜てて対向して配置
し、前記一対の端板の対応する夫マの台座に、同一形状
で且同一寸法の４本の矩形板状圧電振動子４本を接合し
てなることを特徴とする圧電楕円運動振動子が得られる
。
とする一対の端板を、所定の間隔を曜てて対向して配置
し、前記一対の端板の対応する夫マの台座に、同一形状
で且同一寸法の４本の矩形板状圧電振動子４本を接合し
てなることを特徴とする圧電楕円運動振動子が得られる
。
本発明によれば、正方形の角柱の４つの側面を台座とす
る一対の端板を、所定の間隔を隔てて対向して配置し、
前記一対の端板の対向面間に断面寸法が前記端板の断面
より小さい棒あるいはパイプを前記端板と前記中心軸を
一致させて配置し、前記一対の端板の対応する夫々の台
座に、同一形状で且同一寸法の４本の矩形板状圧電振動
子を接合してなることを特徴とする圧電楕円運動振動子
が得られる。
る一対の端板を、所定の間隔を隔てて対向して配置し、
前記一対の端板の対向面間に断面寸法が前記端板の断面
より小さい棒あるいはパイプを前記端板と前記中心軸を
一致させて配置し、前記一対の端板の対応する夫々の台
座に、同一形状で且同一寸法の４本の矩形板状圧電振動
子を接合してなることを特徴とする圧電楕円運動振動子
が得られる。
量化 用］
本発明の作用について説明する。
本発明の圧電楕円運動振動子においては、角柱の４つの
側面を形成するように４枚の矩形板状圧電振動子を設け
、分湯の方向を内側から外側とし、対向する楕円運動振
動子板一対に位相が（好ましくは９０°）異なる駆動電
圧を印加することにより、圧電振動子の両端部は、円を
含む楕円振動をおこなう。
側面を形成するように４枚の矩形板状圧電振動子を設け
、分湯の方向を内側から外側とし、対向する楕円運動振
動子板一対に位相が（好ましくは９０°）異なる駆動電
圧を印加することにより、圧電振動子の両端部は、円を
含む楕円振動をおこなう。
［実施例］
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の実施例に係る圧電楕円運動振動子の
梢遣例を示す斜視図である。この図において、矩形板状
圧電セラミｙクス板１は、両面に電極が形成され、厚さ
方向に分極されている。端板２及び２−は正方形断面形
状を有する固定台座２ａ、 ２ａ−を有する。実施例に
おいては、同一寸法形状の矩形圧電セラミックス板を４
本を第１図に示すように、所定の間隔を隔てて配置した
端板２及び２−の固定台座２ａ及び２ａ−に対称に接着
して構成される。
梢遣例を示す斜視図である。この図において、矩形板状
圧電セラミｙクス板１は、両面に電極が形成され、厚さ
方向に分極されている。端板２及び２−は正方形断面形
状を有する固定台座２ａ、 ２ａ−を有する。実施例に
おいては、同一寸法形状の矩形圧電セラミックス板を４
本を第１図に示すように、所定の間隔を隔てて配置した
端板２及び２−の固定台座２ａ及び２ａ−に対称に接着
して構成される。
第２図は本発明の他の構造の圧電楕円運動振動子を構成
するだめの支持台の一例を示す斜視図である。第２図に
おいて、正方形断面の端板５及び５−が、この端板５及
び５−の寸法より小さい、捧あるいはバイブ３及び３−
の両端部に設けられている。この両端に摩擦部材４及び
Ｘｌ−が設けられている。
するだめの支持台の一例を示す斜視図である。第２図に
おいて、正方形断面の端板５及び５−が、この端板５及
び５−の寸法より小さい、捧あるいはバイブ３及び３−
の両端部に設けられている。この両端に摩擦部材４及び
Ｘｌ−が設けられている。
第３図は第２図に示した支持台に設けられた固定置ｐｉ
２ａ及び２ａ−にまたがる様に矩形圧電セラミックス板
を接着して構成した圧電楕円運動振動子の斜視図である
。
２ａ及び２ａ−にまたがる様に矩形圧電セラミックス板
を接着して構成した圧電楕円運動振動子の斜視図である
。
第４図は本発明の実施例に係る圧電楕円運動振動子の動
作原理の説明に供する図である。
作原理の説明に供する図である。
第４図（ａ）において、圧電セラミックス板１１及び１
３の分極のむきをそれぞれ内側から外側に向かう向きと
する。この状態でリード端子１６及び１８を接続して、
マイナス端子とし、リード端子１５及び１７を接続して
プラス端子とすれば、圧電セラミックス板１１では、分
極の向きと電界の向きが、逆向きのなめ厚み方向の縮み
歪みを生じ、その結果、長さ方向に伸び歪みが発生する
。
３の分極のむきをそれぞれ内側から外側に向かう向きと
する。この状態でリード端子１６及び１８を接続して、
マイナス端子とし、リード端子１５及び１７を接続して
プラス端子とすれば、圧電セラミックス板１１では、分
極の向きと電界の向きが、逆向きのなめ厚み方向の縮み
歪みを生じ、その結果、長さ方向に伸び歪みが発生する
。
一方、圧電セラミックス板１３では、分極の向きと電界
の向きが同じ向きのため、厚さ方向の伸び歪みが発生し
、その結果、長さ方向に縮み歪みを生ずる。
の向きが同じ向きのため、厚さ方向の伸び歪みが発生し
、その結果、長さ方向に縮み歪みを生ずる。
この原理により、実施例に係る圧電楕円運動振動子は、
第４図（ａ＞に示す矢印１９の方向と直角の方向に屈曲
共振を生ずる。従って、圧電セラミックス板１１．１３
及び１２．１４に夫々印加する駆動電圧の位相を９０′
″ずらせることにより圧電楕円運動振動子１０の両端部
に第２図（ｃ）に示すような円振動または楕円振動を励
振することができる。
第４図（ａ＞に示す矢印１９の方向と直角の方向に屈曲
共振を生ずる。従って、圧電セラミックス板１１．１３
及び１２．１４に夫々印加する駆動電圧の位相を９０′
″ずらせることにより圧電楕円運動振動子１０の両端部
に第２図（ｃ）に示すような円振動または楕円振動を励
振することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の圧電楕円運動振動子にお
いては、圧電振動子を構成する各部材の形状が単純であ
るために、高精度の加工が可能であり、互いに直角な方
向の共振周波・数のばらつきの少ない振動子が得られる
。
いては、圧電振動子を構成する各部材の形状が単純であ
るために、高精度の加工が可能であり、互いに直角な方
向の共振周波・数のばらつきの少ない振動子が得られる
。
また、本発明の圧電楕円運動振動子においては、圧電振
動子として矩形板を用いているためにインピーダンスが
低くなり、低電圧での駆動が可能となる。
動子として矩形板を用いているためにインピーダンスが
低くなり、低電圧での駆動が可能となる。
更に、本発明の圧電楕円運動振動子においては、圧電セ
ラミックス板と台座との接着を殆ど歪みの発生しない両
端部で行っている為に、接着による振動のばらつきの少
ない振動子が得られる。また、寸法は、必要とするパワ
ーによってきめられるが、−辺の幅で約５ｍｍ程度の振
動子は、容易に製造可能であり、小型の超音波モータが
実現できる。
ラミックス板と台座との接着を殆ど歪みの発生しない両
端部で行っている為に、接着による振動のばらつきの少
ない振動子が得られる。また、寸法は、必要とするパワ
ーによってきめられるが、−辺の幅で約５ｍｍ程度の振
動子は、容易に製造可能であり、小型の超音波モータが
実現できる。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は本発明の
実施例に係る圧電楕円運動振動子の組立てを示す斜視図
、第２図（ａ＞及び（ｂ）は本発明の他の実施例に係る
圧電楕円運動振動子の支持台を示す斜視図、第３図は本
発明の他の実施例に係る圧電楕円運動振動子の構成を示
す斜視図、第４図は本発明の実施例に係る圧電楕円運動
振動子の動作原理を示す図、第５図は従来例に係る圧電
楕円運動振動子の動作原理を示す斜視図、第６図は従来
例に係る圧電楕円運動振動子の構成を示す斜視図である
。 図中１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃ及び１ｄは圧電セラミックス
板、２．２−５及び５−は端板、３は角材、４，４°は
摩擦部材、１５，１６．１７及び１８は端子、１９及び
２０は運動方向を示す矢印、１００は角柱ｇＡ動子、１
２０は金属角柱、１２１ａ及び１２１ｂは圧電セラミッ
クス薄板、１２２ａ及び１２２ｂはリード端子、１２３
はアース端子、１２４ａ及び１２４ｂは円板、１２５ａ
及び１２５ｂは支持ピン、１２６ａ及び１２６ｂはカッ
プ状回転ローラである。 第２図
実施例に係る圧電楕円運動振動子の組立てを示す斜視図
、第２図（ａ＞及び（ｂ）は本発明の他の実施例に係る
圧電楕円運動振動子の支持台を示す斜視図、第３図は本
発明の他の実施例に係る圧電楕円運動振動子の構成を示
す斜視図、第４図は本発明の実施例に係る圧電楕円運動
振動子の動作原理を示す図、第５図は従来例に係る圧電
楕円運動振動子の動作原理を示す斜視図、第６図は従来
例に係る圧電楕円運動振動子の構成を示す斜視図である
。 図中１．ｌａ、ｌｂ、ｌｃ及び１ｄは圧電セラミックス
板、２．２−５及び５−は端板、３は角材、４，４°は
摩擦部材、１５，１６．１７及び１８は端子、１９及び
２０は運動方向を示す矢印、１００は角柱ｇＡ動子、１
２０は金属角柱、１２１ａ及び１２１ｂは圧電セラミッ
クス薄板、１２２ａ及び１２２ｂはリード端子、１２３
はアース端子、１２４ａ及び１２４ｂは円板、１２５ａ
及び１２５ｂは支持ピン、１２６ａ及び１２６ｂはカッ
プ状回転ローラである。 第２図
Claims (2)
- １．断面正方形の角柱の４つの側面を台座とする一対の
端板を、所定の間隔を隔てて対向して配置し、前記一対
の端板の対応する夫々の台座に、同一形状で且同一寸法
の４本の矩形板状圧電振動子４本を接合してなることを
特徴とする圧電楕円運動振動子。 - ２．断面正方形の角柱の４つの側面を台座とする一対の
端板を、所定の間隔を隔てて対向して配置し、前記一対
の端板の対向面間に断面寸法が前記端板の断面より小さ
い棒材あるいはパイプを前記端板と前記中心軸を一致さ
せて配置し、前記一対の端板の対応する夫々の台座に、
同一形状で且同一寸法の４本の矩形板状圧電振動子を接
合してなることを特徴とする圧電楕円運動振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185413A JPH072228B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 圧電楕円運動振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185413A JPH072228B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 圧電楕円運動振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0236772A true JPH0236772A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH072228B2 JPH072228B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16170355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185413A Expired - Lifetime JPH072228B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 圧電楕円運動振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072228B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201907A (en) * | 1991-06-28 | 1993-04-13 | Mazda Motor Corporation | Internal combustion engine |
| US5357936A (en) * | 1991-09-26 | 1994-10-25 | Mazda Motor Corporation | Engine of a spark ignition type |
| WO1998025092A1 (fr) | 1996-12-04 | 1998-06-11 | Zexel Corporation | Echangeur de chaleur |
| US7312559B2 (en) * | 2005-08-08 | 2007-12-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Stator and ceramic tube type ultrasonic motor using the same |
| CN101895231A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-11-24 | 北京大学 | 一种微型二自由度平面运动压电电机 |
-
1988
- 1988-07-27 JP JP63185413A patent/JPH072228B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201907A (en) * | 1991-06-28 | 1993-04-13 | Mazda Motor Corporation | Internal combustion engine |
| US5357936A (en) * | 1991-09-26 | 1994-10-25 | Mazda Motor Corporation | Engine of a spark ignition type |
| WO1998025092A1 (fr) | 1996-12-04 | 1998-06-11 | Zexel Corporation | Echangeur de chaleur |
| US7312559B2 (en) * | 2005-08-08 | 2007-12-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Stator and ceramic tube type ultrasonic motor using the same |
| CN101895231A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-11-24 | 北京大学 | 一种微型二自由度平面运动压电电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH072228B2 (ja) | 1995-01-18 |
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