JPS60257776A - 電歪駆動素子 - Google Patents
電歪駆動素子Info
- Publication number
- JPS60257776A JPS60257776A JP59112542A JP11254284A JPS60257776A JP S60257776 A JPS60257776 A JP S60257776A JP 59112542 A JP59112542 A JP 59112542A JP 11254284 A JP11254284 A JP 11254284A JP S60257776 A JPS60257776 A JP S60257776A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- electrode surface
- electrostrictive drive
- piezoelectric
- electrostrictive
- 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.)
- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 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
- H02N2/0045—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear 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
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
本発明は、回転運動の駆動源として用いることのできる
、圧電素子に電圧を印加して生ずる歪を利用する電歪駆
動素子に関するものである。
、圧電素子に電圧を印加して生ずる歪を利用する電歪駆
動素子に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の回転運動の駆動源は、電磁力を利用したモータが
殆んどであるが、構造が複雑、消費電力が大きい、ある
いは小型軽量にすると烏価格になる、駆動源の他に伝達
懇構が必要である等の問題点が多々あった。
殆んどであるが、構造が複雑、消費電力が大きい、ある
いは小型軽量にすると烏価格になる、駆動源の他に伝達
懇構が必要である等の問題点が多々あった。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を解消するもので、圧電素子に
電圧を印加して生ずる歪を利用して回転運動の駆１７１
源とした電歪駆動素子であって、Ｆｉ造が簡単で安価に
製造でき、消費電力が小さく、伝達機構を要しない電歪
駆動素子を提供することを目的どする。
電圧を印加して生ずる歪を利用して回転運動の駆１７１
源とした電歪駆動素子であって、Ｆｉ造が簡単で安価に
製造でき、消費電力が小さく、伝達機構を要しない電歪
駆動素子を提供することを目的どする。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明の電歪駆動素子は、全
体の半分ずつが厚みづべり振動しかつ分極軸が互いに逆
になるように構成され全体としてはねじり振動する第１
の圧電素子と、この第１の圧電素子の一方の電極面に固
着されかつ第１０肛電累子の厚み方向に振動する第２の
圧電素子とを備え、前記第２の圧電素子が伸びた時に前
記第１の圧電素子の他方の電極面が回転自在なロータに
当接する構成としたものである。
体の半分ずつが厚みづべり振動しかつ分極軸が互いに逆
になるように構成され全体としてはねじり振動する第１
の圧電素子と、この第１の圧電素子の一方の電極面に固
着されかつ第１０肛電累子の厚み方向に振動する第２の
圧電素子とを備え、前記第２の圧電素子が伸びた時に前
記第１の圧電素子の他方の電極面が回転自在なロータに
当接する構成としたものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。
する。
先ず、分極軸と平行な面内にずれが発生づるｌみすベリ
振動について第１図を用いて説明する。
振動について第１図を用いて説明する。
圧電素子１を左右方向に分極しく図中、右☆ｉ：面を正
極にまた、左端面を負極に分極し、その方向を矢印Ｐで
示′？ｔ）、この分（上軸と直交する互いに平行な二面
に電極２を形成し、上面に正、下面に負の電圧を加える
と（図中矢印「で示づ−）、上部は左方向にずれ、下部
は右方向にずれる。従って歪は、左側では上方向、右側
で【ｊ５下方向に働く（図中矢印Ｓで示す）。
極にまた、左端面を負極に分極し、その方向を矢印Ｐで
示′？ｔ）、この分（上軸と直交する互いに平行な二面
に電極２を形成し、上面に正、下面に負の電圧を加える
と（図中矢印「で示づ−）、上部は左方向にずれ、下部
は右方向にずれる。従って歪は、左側では上方向、右側
で【ｊ５下方向に働く（図中矢印Ｓで示す）。
次に本実施例の電歪駆動素子の一部を構成する第１の圧
電素子について第２図を用いて説明する。
電素子について第２図を用いて説明する。
円柱状の第１の圧電素子３の前半分３ａと後半分３ｂと
左右方向に分極軸が互いに逆になるように分極しく図中
、分極方向を矢印Ｐで示す）、この分極軸と直交する互
いに平行な二面に電極４を形成１ノ、上面に正、下面に
負の電圧を加えるどく図中矢印Ｅで示す）、第１図によ
り説明したのと同じ原理で、前半分３ａの左側では上方
向、右側では下方向に歪む。従って上半分では時計方向
の回転力、下半分では反時も１方向の回転力が働くこと
になる。逆方向の電圧を印加するとそれぞれ逆方向に回
転力が働く。電圧を除去すると、元の位置に復帰する。
左右方向に分極軸が互いに逆になるように分極しく図中
、分極方向を矢印Ｐで示す）、この分極軸と直交する互
いに平行な二面に電極４を形成１ノ、上面に正、下面に
負の電圧を加えるどく図中矢印Ｅで示す）、第１図によ
り説明したのと同じ原理で、前半分３ａの左側では上方
向、右側では下方向に歪む。従って上半分では時計方向
の回転力、下半分では反時も１方向の回転力が働くこと
になる。逆方向の電圧を印加するとそれぞれ逆方向に回
転力が働く。電圧を除去すると、元の位置に復帰する。
交流信号を印加すると両方向に交互に回転力が働くこと
になる。
になる。
次に厚み振動について第３図を用いて説明する。
圧電素子５く分極方向を矢印Ｐて示す）の両端面に形成
された電極６に、上のＮ極６には正の、また下の電極６
には負の電圧を印加−リ゛ると、上下方向に歪むく矢印
Ｓて示ｔ）。
された電極６に、上のＮ極６には正の、また下の電極６
には負の電圧を印加−リ゛ると、上下方向に歪むく矢印
Ｓて示ｔ）。
次に本発明の一実施例にａ５りる電歪駆動索子の一部を
椛成り−る第２の圧電素子について第４図及び第５図を
用いて説明する。第２の圧電素子７は、歪量を人さくと
るため圧電索子抛７ａをｎ枚槓ｈη【ノでいる。第４図
は厚み方向に伸びる場合の分極方向と電界方向との関係
を示し、第５図は厚み方向に縮む場合の分極方向と電界
方向との関係を示している。電圧を除去づると元の位置
に復帰３ｊイ）、。
椛成り−る第２の圧電素子について第４図及び第５図を
用いて説明する。第２の圧電素子７は、歪量を人さくと
るため圧電索子抛７ａをｎ枚槓ｈη【ノでいる。第４図
は厚み方向に伸びる場合の分極方向と電界方向との関係
を示し、第５図は厚み方向に縮む場合の分極方向と電界
方向との関係を示している。電圧を除去づると元の位置
に復帰３ｊイ）、。
交流信号を印加すると厚み方向に交互に伸縮する。
なお８は電極である。
次に本発明の別の実施例にＪ３ける電歪駆動素子の一部
を構成り゛る第２の圧電素子について第６図及び第７図
を用いて説明する。この第２の圧電素子っは、バイモル
フ構造の圧電素子を片持梁どしてたわみ振動を利用した
ものである。ｔなわら、２枚の圧電素子板９ａ 、９ｂ
を分極方向（矢印Ｐで示？１−）が同方向になるにうに
接消し、並列型バイモルフとづる。この並列型バイセル
フを支持体１０、１１で受持し、片持梁とする。第６図
に示づように中間電極１２に止、支持体１０．１１に負
の電圧を印加すると、圧電効果により」二の圧電素子板
９ａは矢印Ｓで示づように伸び、−トの圧電素子板９ｂ
は逆に縮む。この結果、第２の圧電素子９の先端は矢印
りで示すように下方に変位覆る。逆の電圧を印加すると
、第７図に示すように第２の圧゛電素子９の先端は矢印
りに承けように上方に変位−りる。
を構成り゛る第２の圧電素子について第６図及び第７図
を用いて説明する。この第２の圧電素子っは、バイモル
フ構造の圧電素子を片持梁どしてたわみ振動を利用した
ものである。ｔなわら、２枚の圧電素子板９ａ 、９ｂ
を分極方向（矢印Ｐで示？１−）が同方向になるにうに
接消し、並列型バイモルフとづる。この並列型バイセル
フを支持体１０、１１で受持し、片持梁とする。第６図
に示づように中間電極１２に止、支持体１０．１１に負
の電圧を印加すると、圧電効果により」二の圧電素子板
９ａは矢印Ｓで示づように伸び、−トの圧電素子板９ｂ
は逆に縮む。この結果、第２の圧電素子９の先端は矢印
りで示すように下方に変位覆る。逆の電圧を印加すると
、第７図に示すように第２の圧゛電素子９の先端は矢印
りに承けように上方に変位−りる。
次に第２の圧電素子として圧電素子の厚み振動を利用し
た本発明の一実施例にｄ３（Ｊる電歪駆動素子について
第８図を用いて説明する。３は第２図で説明したねじり
振動でる第１の圧電素子であり、この第１の圧電菓子３
の一方の電極面に、第１のＬ［電糸子３の厚み方向に振
動する第４図及び第５図で説明した第２の圧電素子７を
設け、第１の圧７［（素子３の他方の電極面に対向して
ロータ１３を回動自在に設けている。第２の圧電素子７
は固定台１４に接続されでいる。この構成の電歪駆動索
子の第１及び第２の圧電素子３，７に交流信号を印加す
ると、第２の圧電素子７が伸びた時のみ、第１の圧電素
子３の他方の電極面がロータ１３に当接し、摩擦により
一方向の回転力をロータ１３に伝えることになる。こう
してロータ１３は回転する。
た本発明の一実施例にｄ３（Ｊる電歪駆動素子について
第８図を用いて説明する。３は第２図で説明したねじり
振動でる第１の圧電素子であり、この第１の圧電菓子３
の一方の電極面に、第１のＬ［電糸子３の厚み方向に振
動する第４図及び第５図で説明した第２の圧電素子７を
設け、第１の圧７［（素子３の他方の電極面に対向して
ロータ１３を回動自在に設けている。第２の圧電素子７
は固定台１４に接続されでいる。この構成の電歪駆動索
子の第１及び第２の圧電素子３，７に交流信号を印加す
ると、第２の圧電素子７が伸びた時のみ、第１の圧電素
子３の他方の電極面がロータ１３に当接し、摩擦により
一方向の回転力をロータ１３に伝えることになる。こう
してロータ１３は回転する。
次に第２の圧電素子とり、てバイモルノ椙造の圧電素子
を片持梁どしてたわみ振動を利用した本発明の別の実施
例における電歪駆動素子について第９図を用いて説明づ
る。３は第２図で説明したねじり振動づる第１の圧電素
子であり、この第１の圧電素子３の一方の電極面に、第
１の圧電素子３の摩み方向に振動する第６図及び第７図
で説明ジノた第２の圧電素子９を設置ノ、第１の圧電素
子３の他方の電極面にロータ１３を；月ジ℃いる１、こ
の構成の電歪駆動素子の第１及び第２の圧電素子３．９
に交流信号を印加覆ると、第２の圧７しく素子９がイｊ
方向に振動した時にのみ、第８図に示す実施例と同様に
、第１のＬ［型素子３の一方向の回転力をｌ−１−タ１
３に伝えることになる。こうしてロータ１３は回転り−
る。
を片持梁どしてたわみ振動を利用した本発明の別の実施
例における電歪駆動素子について第９図を用いて説明づ
る。３は第２図で説明したねじり振動づる第１の圧電素
子であり、この第１の圧電素子３の一方の電極面に、第
１の圧電素子３の摩み方向に振動する第６図及び第７図
で説明ジノた第２の圧電素子９を設置ノ、第１の圧電素
子３の他方の電極面にロータ１３を；月ジ℃いる１、こ
の構成の電歪駆動素子の第１及び第２の圧電素子３．９
に交流信号を印加覆ると、第２の圧７しく素子９がイｊ
方向に振動した時にのみ、第８図に示す実施例と同様に
、第１のＬ［型素子３の一方向の回転力をｌ−１−タ１
３に伝えることになる。こうしてロータ１３は回転り−
る。
発明の詳細
な説明したＪ、うに本発明にＪ、れば、従来の電磁力を
利用（〕／ζ七−タと比較して、構造が簡単で安価に製
造でき、消費電力を低減でき、しかも伝達機構を不要に
できる。
利用（〕／ζ七−タと比較して、構造が簡単で安価に製
造でき、消費電力を低減でき、しかも伝達機構を不要に
できる。
第１図は厚みすべり振動の説明図、第２図は本発明の一
実施例におりる電歪駆動素子に用いる第１の圧電素子の
動作説明図、第３図は厚み振動の説明図、第４及び第５
図は本発明の一実施例におｌる電歪駆動素子に用いる第
２の圧電素子の動作説明図、第６及び第７図は本発明の
別の実施例に４３ける電歪駆動素子に用いる第２の圧電
素子の動作説明図、第８図は本発明の一実施例におりる
電歪駆動素子の動作説明図、第９図は本発明の別の実施
例における電歪駆動素子の動作説明図である。 ３・・・第１の圧電素子、４，８・・・電極、７，９・
・・第２の几電素子、１０．１１・・・支持体、１３・
・・ロータ代理人 森 本 義 弘 第１図 第２図 第３図 第乙図
実施例におりる電歪駆動素子に用いる第１の圧電素子の
動作説明図、第３図は厚み振動の説明図、第４及び第５
図は本発明の一実施例におｌる電歪駆動素子に用いる第
２の圧電素子の動作説明図、第６及び第７図は本発明の
別の実施例に４３ける電歪駆動素子に用いる第２の圧電
素子の動作説明図、第８図は本発明の一実施例におりる
電歪駆動素子の動作説明図、第９図は本発明の別の実施
例における電歪駆動素子の動作説明図である。 ３・・・第１の圧電素子、４，８・・・電極、７，９・
・・第２の几電素子、１０．１１・・・支持体、１３・
・・ロータ代理人 森 本 義 弘 第１図 第２図 第３図 第乙図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、全体の半分ずつが厚みすべり振動しかつ分極軸が互
いに逆になるように構成され仝休としてはねじり撮動す
る第１の圧電素子と、この第１の圧電素子の一方の電極
面に固着されかつ第１の圧電素子の厚み方向に振動する
第２の圧電素子とを備え、前記第２の圧電素子が伸びた
時に前記第１の圧電素子の他方の電極面が回動自在なロ
ータに当接する構成とした電歪駆動素子。 ２、第２の圧電素子は、バイモルフ構造の圧電素子を片
持梁としてたわみ振動を利用する構成とした特許請求の
範囲第１項記載の電歪駆動素子。 ３、第２の圧電素子は、圧電素子の厚み撮動を利用する
構成とした特許請求の範囲第１項記載の電歪駆動素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112542A JPS60257776A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 電歪駆動素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112542A JPS60257776A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 電歪駆動素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257776A true JPS60257776A (ja) | 1985-12-19 |
Family
ID=14589251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112542A Pending JPS60257776A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 電歪駆動素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257776A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01129105A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-22 | Jeol Ltd | 走査トンネル顕微鏡のスキャナ |
| US5216313A (en) * | 1988-12-16 | 1993-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Ultrasonic wave linear motor |
| US5376858A (en) * | 1992-09-25 | 1994-12-27 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59112542A patent/JPS60257776A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01129105A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-22 | Jeol Ltd | 走査トンネル顕微鏡のスキャナ |
| US5216313A (en) * | 1988-12-16 | 1993-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Ultrasonic wave linear motor |
| US5376858A (en) * | 1992-09-25 | 1994-12-27 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
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