JPH072228B2 - 圧電楕円運動振動子 - Google Patents
圧電楕円運動振動子Info
- Publication number
- JPH072228B2 JPH072228B2 JP63185413A JP18541388A JPH072228B2 JP H072228 B2 JPH072228 B2 JP H072228B2 JP 63185413 A JP63185413 A JP 63185413A JP 18541388 A JP18541388 A JP 18541388A JP H072228 B2 JPH072228 B2 JP H072228B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- end plates
- elliptical motion
- motion oscillator
- pair
- 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.)
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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が得られること、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が得られること、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122
a122bが引き出され、金属角柱120から共通アース端子12
3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
−123および122b1−123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122
a122bが引き出され、金属角柱120から共通アース端子12
3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
−123および122b1−123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125a,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,12
4b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。
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125a,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,12
4b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,126bを回転さ
せる。
動した場合にカップ状回転ローラー126a,126bを回転さ
せる。
［発明が解決しようとする課題］ 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タ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タ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、加工精度にとらわれず、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が得られ
る。
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。
［作用］ 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、分極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、分極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
構造例を示す斜視図である。この図において、矩形板状
圧電セラミックス板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。
構造例を示す斜視図である。この図において、矩形板状
圧電セラミックス板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
するた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′の寸法より小さい棒あるいはパイプ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
４′が設けられている。
するた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′の寸法より小さい棒あるいはパイプ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
４′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台座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。
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13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、圧電セラミックす板11では、分極の向きと電
界の向きが、逆向きのた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。
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、圧電セラミックす板11では、分極の向きと電
界の向きが、逆向きのた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。
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４図（ｂ）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４図（ｂ）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
ーによってきわめられるが、一辺の幅で約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
ーによってきわめられるが、一辺の幅で約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（ａ）及び（ｂ）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1,1a,1b,1c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、15,16,1
7及び18は端子、19及び20は運動方向を示す矢印、100は
角柱振動子、120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。
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（ａ）及び（ｂ）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1,1a,1b,1c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、15,16,1
7及び18は端子、19及び20は運動方向を示す矢印、100は
角柱振動子、120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。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−106314（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−137568（ＪＰ，Ｕ) ***国特許公開1488698（ＤＥ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項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。 - 【請求項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 JPH0236772A (ja) | 1990-02-06 |
| JPH072228B2 true 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) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5201907A (en) * | 1991-06-28 | 1993-04-13 | Mazda Motor Corporation | Internal combustion engine |
| DE4232044C2 (de) * | 1991-09-26 | 1998-01-29 | Mazda Motor | Brennkraftmaschine mit Funkenzündung |
| EP0881450B1 (en) | 1996-12-04 | 2003-03-05 | Zexel Valeo Climate Control Corporation | Heat exchanger |
| KR100704990B1 (ko) * | 2005-08-08 | 2007-04-10 | 삼성전기주식회사 | 고정자 및 이를 이용한 세라믹스 튜브형 초음파 모터 |
| CN101895231B (zh) * | 2010-07-30 | 2012-05-02 | 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0236772A (ja) | 1990-02-06 |
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