JPS5989583A - 圧電振動子を用いた駆動装置 - Google Patents
圧電振動子を用いた駆動装置Info
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- JPS5989583A JPS5989583A JP57199051A JP19905182A JPS5989583A JP S5989583 A JPS5989583 A JP S5989583A JP 57199051 A JP57199051 A JP 57199051A JP 19905182 A JP19905182 A JP 19905182A JP S5989583 A JPS5989583 A JP S5989583A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric vibrator
- electrode
- vibrator
- electrodes
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- Pending
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral 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
- H02N2/002—Driving devices, e.g. vibrators using only longitudinal or radial 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
- H02N2/103—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
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- 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】
本発明は圧電振動子の振動を駆動源とした駆動装置に関
する。
する。
本発明の目的は、特に第１図に示すように分極方向に対
して振動方向が直角であり、電極（１）（２）への電圧
印加時に長さ方向に単一振動する圧電振動子（３）を有
効に利用した新規な駆動装置を提案することにあり、第
２図以下に従って本発であって、図中右端側のみ固定せ
る、いわゆる片持ち梁で支持されており、同番号は第１
図の構成を援用するも電極欠除部（４）を設けて電極（
１）の面積を電極（２）の面積に比して小さく設定して
いる。
して振動方向が直角であり、電極（１）（２）への電圧
印加時に長さ方向に単一振動する圧電振動子（３）を有
効に利用した新規な駆動装置を提案することにあり、第
２図以下に従って本発であって、図中右端側のみ固定せ
る、いわゆる片持ち梁で支持されており、同番号は第１
図の構成を援用するも電極欠除部（４）を設けて電極（
１）の面積を電極（２）の面積に比して小さく設定して
いる。
但し本実施例においては電極（１）の面積を小さくして
いるが、これは分極方向によって拘束される条件ではな
く、電極（２）側を小さくしても良いのであって、要は
以下の詳細な実施例における当接状態に至らしめること
にある。
いるが、これは分極方向によって拘束される条件ではな
く、電極（２）側を小さくしても良いのであって、要は
以下の詳細な実施例における当接状態に至らしめること
にある。
分極を施した圧電振動子が電界に比例した歪を発生して
振動する、いわゆる圧電効果については周知の通りであ
るが、第２図において電極（Ｉ）、（２）へ電界を印加
した場合の圧電振動子（３）内の電界分布は、電極が欠
損せる電極欠除部（４）近傍で分布が抑制された第２図
斜線部の如くとなる。
振動する、いわゆる圧電効果については周知の通りであ
るが、第２図において電極（Ｉ）、（２）へ電界を印加
した場合の圧電振動子（３）内の電界分布は、電極が欠
損せる電極欠除部（４）近傍で分布が抑制された第２図
斜線部の如くとなる。
よって圧電振動子（３）の長さ方向の単一振動も電極欠
除部（４）近傍で部分的に抑制され、同図中圧電振動子
（３）の固定端側とは反対側の遊端に着のように漸次減
少するものと考えられる０以下上記圧電振動子を利用し
た各種駆動装置の実施例をそれ゛ぞれ説明する。
除部（４）近傍で部分的に抑制され、同図中圧電振動子
（３）の固定端側とは反対側の遊端に着のように漸次減
少するものと考えられる０以下上記圧電振動子を利用し
た各種駆動装置の実施例をそれ゛ぞれ説明する。
但し以下の実施例においては交流電圧を圧電振動子へ印
加して駆動させるものであって、圧壬 電振動子において振動軸の形状あるいは分極方向等によ
り多少は異なるが、一般的に振動子固有の弾性固有振動
と共振する共振周波数を有することは周知であり、該共
振周波数にて振動子が特に強く振動することを利用して
、共振周波数あるいは共振周波数近傍を含む所定の周波
数帯域内で印加交流周波数を可変することにより、は特
に説明しない。
加して駆動させるものであって、圧壬 電振動子において振動軸の形状あるいは分極方向等によ
り多少は異なるが、一般的に振動子固有の弾性固有振動
と共振する共振周波数を有することは周知であり、該共
振周波数にて振動子が特に強く振動することを利用して
、共振周波数あるいは共振周波数近傍を含む所定の周波
数帯域内で印加交流周波数を可変することにより、は特
に説明しない。
（ト）第１の実施例
本実施例は第３図におけるローター（５）を、軸（６）
を中心に回転させる駆動装置である。
を中心に回転させる駆動装置である。
第３図に示す片持ち圧電振動子（３）の電極（１）、（
２）は交流電圧印加手段（７）に接続され所望時にＯＮ
、ＯＦＦされるものであり、円板状のローター（５）は
軸（６）により回動自在に枢着されている。
２）は交流電圧印加手段（７）に接続され所望時にＯＮ
、ＯＦＦされるものであり、円板状のローター（５）は
軸（６）により回動自在に枢着されている。
ローター（５）を回転せしめるべく圧電振動子（３）を
当接させるも本実施例は薄型の駆動装置を構成すべくロ
ーター（５）の外周面（曲面）に当接させている。
当接させるも本実施例は薄型の駆動装置を構成すべくロ
ーター（５）の外周面（曲面）に当接させている。
また、該当接は同図で示すように面積の大きな電極（２
）側をローター（５）の外周面に対峙させるような状態
で一端を固定した圧電振動子（３）の同図遊端下側をし
てローター（５）外周面へ持ち来たしてい、る。
）側をローター（５）の外周面に対峙させるような状態
で一端を固定した圧電振動子（３）の同図遊端下側をし
てローター（５）外周面へ持ち来たしてい、る。
この状態より交流電圧印加手段（力をＯＮにすれば圧電
振動子（３）は振動するが、振動変位量が第２図で示す
如く微視的に厚み方向で不均衡のため該振動は単なる往
復直線運動ではなく、ローター（５）の外周面に当接し
た後に第３図においてローター（５）より離隔した側へ
移行された形となって結果的に遊端の振動変位の軌跡は
図示の如く擬似楕円となり、振動変位復路においてロー
ター（５）の駆動を妨げることなく、よって圧電振動子
（３）の振動軌跡に基づく変位をもってローター（５）
は図示の方向に回転する。
振動子（３）は振動するが、振動変位量が第２図で示す
如く微視的に厚み方向で不均衡のため該振動は単なる往
復直線運動ではなく、ローター（５）の外周面に当接し
た後に第３図においてローター（５）より離隔した側へ
移行された形となって結果的に遊端の振動変位の軌跡は
図示の如く擬似楕円となり、振動変位復路においてロー
ター（５）の駆動を妨げることなく、よって圧電振動子
（３）の振動軌跡に基づく変位をもってローター（５）
は図示の方向に回転する。
単に単一振動する圧電振動子であれば、特に本実施例の
構成の如く当接面が曲面である場合いかなる状態で当接
させてもローターは回転しないが、本実施例のように振
動方向を移行させるように構成することで安定した駆動
力が得られることが本発明者の実験により明らかになっ
たＯ （イ）第２の実施例 本実施例は第４図における板状体（８）を直線運動せし
めるべく駆動装置である。
構成の如く当接面が曲面である場合いかなる状態で当接
させてもローターは回転しないが、本実施例のように振
動方向を移行させるように構成することで安定した駆動
力が得られることが本発明者の実験により明らかになっ
たＯ （イ）第２の実施例 本実施例は第４図における板状体（８）を直線運動せし
めるべく駆動装置である。
本実施例は板状体に限らず棒状体等にも適用しうるもの
であるが、第４図に示す片持ち圧電振動子（３）の電極
（１）、（２）は交流電圧印加手段（７）に接続され、
圧電振動子（３）の当接は同図で示すよ５− うに面積の大きな電極（２）側を板状体（８）に対峙さ
せるような状態で一端を固定した圧電振動子（３）の同
図遊端下側をして板状体（８）表面へ持ち来たしている
。
であるが、第４図に示す片持ち圧電振動子（３）の電極
（１）、（２）は交流電圧印加手段（７）に接続され、
圧電振動子（３）の当接は同図で示すよ５− うに面積の大きな電極（２）側を板状体（８）に対峙さ
せるような状態で一端を固定した圧電振動子（３）の同
図遊端下側をして板状体（８）表面へ持ち来たしている
。
との状態より交流電圧印加手段（７）をＯＮにすれば前
述と同様に遊端振動変位の軌跡は楕円となり、よって板
状体（８）は図示の方向に駆動される。
述と同様に遊端振動変位の軌跡は楕円となり、よって板
状体（８）は図示の方向に駆動される。
単なる往復直線運動の振動子であれば、振動に対応せる
板状体（８）の駆動ストローク変位量は振動子の当接角
度によって一義的に決定してしまうが、本実施例によれ
ば振動変位の軌跡は電極欠除部（４）の面積にも依存し
ているため、電極欠除部（４）面積を可変することによ
り板状体（８）の駆動ストローク変位量は同一当接角度
において調整可能であって、圧電振動子の当接角度の自
由度は向上する。
板状体（８）の駆動ストローク変位量は振動子の当接角
度によって一義的に決定してしまうが、本実施例によれ
ば振動変位の軌跡は電極欠除部（４）の面積にも依存し
ているため、電極欠除部（４）面積を可変することによ
り板状体（８）の駆動ストローク変位量は同一当接角度
において調整可能であって、圧電振動子の当接角度の自
由度は向上する。
以上の実施例における圧電振動子（３）の構造について
は多数の薄い振動板を積層して多層構造となした方が、
理論的効率はよく、この場合に６− おいても電極面積を異ならせて電界分布を所望勤 に設定することができ、本発明の助果は得られ（る０ また圧電振動子（３）において第５図の如く摩耗性向上
のための耐摩耗性部材（９）を焼き付け、あるいは接着
等により設けたとしても、電極面積の差による振動変位
を利用して駆動力を得るものは本発明が包有するもので
ある。
は多数の薄い振動板を積層して多層構造となした方が、
理論的効率はよく、この場合に６− おいても電極面積を異ならせて電界分布を所望勤 に設定することができ、本発明の助果は得られ（る０ また圧電振動子（３）において第５図の如く摩耗性向上
のための耐摩耗性部材（９）を焼き付け、あるいは接着
等により設けたとしても、電極面積の差による振動変位
を利用して駆動力を得るものは本発明が包有するもので
ある。
以上述べたように本発明の圧電振動子を用いた駆動装置
は、片持ち圧電振動子の長さ方向の振動変位量を遊端に
て部分的に抑制すべく電極欠除部を設けて相互の電極面
積を異ならせてなり、上記遊端を機械的に関連づけて当
接させたときの上記圧電振動子の振動変位をもって駆動
力を得るようにしており、構造の簡単な駆動装置を提供
するに好適なものであり、その実用的価値は大きい。
は、片持ち圧電振動子の長さ方向の振動変位量を遊端に
て部分的に抑制すべく電極欠除部を設けて相互の電極面
積を異ならせてなり、上記遊端を機械的に関連づけて当
接させたときの上記圧電振動子の振動変位をもって駆動
力を得るようにしており、構造の簡単な駆動装置を提供
するに好適なものであり、その実用的価値は大きい。
第１図は従来の圧電振動子を説明するための模式図、第
２図は本発明実施例に供する圧電振動子を説明するため
の模式図、第３図は第１の実施例における駆動装置の模
式図、第４図は第２の実施例における駆動装置の模式図
、第５図は他の実施例の圧電振動子を説明するための模
式図である。 符号の説明 （１） 、 （２）・・・・・・電極 （
３）・・・・・・圧電振動子（４）・・・・・・電極欠
除部 （５）・・・・・・ローター（力・・
・・・・交流電圧印加手段 （８）・・・・・・板
状体特許出願人 アイ ワ株式会社 ／ ｈ−５図 ９ ５４
２図は本発明実施例に供する圧電振動子を説明するため
の模式図、第３図は第１の実施例における駆動装置の模
式図、第４図は第２の実施例における駆動装置の模式図
、第５図は他の実施例の圧電振動子を説明するための模
式図である。 符号の説明 （１） 、 （２）・・・・・・電極 （
３）・・・・・・圧電振動子（４）・・・・・・電極欠
除部 （５）・・・・・・ローター（力・・
・・・・交流電圧印加手段 （８）・・・・・・板
状体特許出願人 アイ ワ株式会社 ／ ｈ−５図 ９ ５４
Claims (1)
- 片持ち圧電振動子の長さ方向の振動変位量を遊端にて部
分的に抑制すべく電極欠除部を設けて相互の電極面積を
異ならせてなり、上記遊端を機械的に関連づけて当接さ
せたときの上記圧電振動子の振動変位をもって駆動力を
得るようにしたことを特徴とする圧電振動子を用いた駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199051A JPS5989583A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 圧電振動子を用いた駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57199051A JPS5989583A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 圧電振動子を用いた駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5989583A true JPS5989583A (ja) | 1984-05-23 |
Family
ID=16401290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57199051A Pending JPS5989583A (ja) | 1982-11-15 | 1982-11-15 | 圧電振動子を用いた駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5989583A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01308172A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-12 | Honda Electron Co Ltd | 超音波駆動装置 |
| US5132582A (en) * | 1989-03-20 | 1992-07-21 | Nihon Kohden Corporation | Recording medium transferring apparatus and vibrating element used therein |
| US5877579A (en) * | 1993-07-09 | 1999-03-02 | Nanomotion Ltd. | Ceramic motor |
| US6121717A (en) * | 1997-12-20 | 2000-09-19 | U.S. Philips Corporation | Driving device for at least two rotation elements, which device comprises at least one piezoelectric driving element |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229192A (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-04 | Ki Porichiefunichiesukii I Im | Piezooelectric motor |
-
1982
- 1982-11-15 JP JP57199051A patent/JPS5989583A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5229192A (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-04 | Ki Porichiefunichiesukii I Im | Piezooelectric motor |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01308172A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-12 | Honda Electron Co Ltd | 超音波駆動装置 |
| JP2657183B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1997-09-24 | 本多電子株式会社 | 超音波駆動装置 |
| US5132582A (en) * | 1989-03-20 | 1992-07-21 | Nihon Kohden Corporation | Recording medium transferring apparatus and vibrating element used therein |
| US5877579A (en) * | 1993-07-09 | 1999-03-02 | Nanomotion Ltd. | Ceramic motor |
| US6064140A (en) * | 1993-07-09 | 2000-05-16 | Nanomotion Ltd | Ceramic motor |
| US6121717A (en) * | 1997-12-20 | 2000-09-19 | U.S. Philips Corporation | Driving device for at least two rotation elements, which device comprises at least one piezoelectric driving element |
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