Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0474953B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0474953B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0474953B2
JPH0474953B2 JP58160700A JP16070083A JPH0474953B2 JP H0474953 B2 JPH0474953 B2 JP H0474953B2 JP 58160700 A JP58160700 A JP 58160700A JP 16070083 A JP16070083 A JP 16070083A JP H0474953 B2 JPH0474953 B2 JP H0474953B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrating body
piezoelectric elements
ultrasonic motor
rotor
piezoelectric element
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58160700A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6055865A (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP58160700A priority Critical patent/JPS6055865A/en
Publication of JPS6055865A publication Critical patent/JPS6055865A/en
Publication of JPH0474953B2 publication Critical patent/JPH0474953B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、片面に圧電素子を固定した振動体
が励振されて表面に振動波を発生し、振動体の他
面に接触する回転子が駆動される、超音波モータ
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is characterized in that a vibrating body having a piezoelectric element fixed to one side is excited to generate vibration waves on the surface, and a rotor in contact with the other side of the vibrating body is excited. The invention relates to a driven ultrasonic motor.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、固定子と回転子を有する超音波モ
ータにおいて、振動体が弾性材料からなり、振動
体が励振されて表面に振動波を発生し、複数の圧
電素子が互いに積層されて振動体の片面に固定さ
れ、他面には回転子が所定の圧力により接触され
て駆動される、構成とした。
This invention provides an ultrasonic motor having a stator and a rotor, in which the vibrating body is made of an elastic material, the vibrating body is excited to generate vibration waves on the surface, and a plurality of piezoelectric elements are stacked on each other to form the vibrating body. It was configured such that it was fixed on one side, and the rotor was brought into contact with the other side and driven by a predetermined pressure.

そして、出力トルクが高く、効率の良い超音波
モータを得ることを目的としている。
The aim is to obtain an ultrasonic motor with high output torque and high efficiency.

〔従来の技術〕 従来、所定の分極をした圧電素子を振動体に接
着固定して、圧電素子に所定の電圧を印加して振
動体に振動波を発生させていた。そして、振動体
に接触するロータを回転させる超音波モータの構
造が知られていた。
[Prior Art] Conventionally, a piezoelectric element having a predetermined polarization is adhesively fixed to a vibrating body, and a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element to generate vibration waves in the vibrating body. The structure of an ultrasonic motor that rotates a rotor in contact with a vibrating body has been known.

第2図は、従来の超音波モータの動作原理図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing the operating principle of a conventional ultrasonic motor.

振動体10は、弾性材料により形成する。圧電
素子9a,9bは、振動体10に対して、接着に
より固定する。圧電素子9a,9bは、極の方向
を同一にして、所定の分極処理がされている。
The vibrating body 10 is made of an elastic material. The piezoelectric elements 9a and 9b are fixed to the vibrating body 10 by adhesive. The piezoelectric elements 9a and 9b are polarized in a predetermined manner so that their polar directions are the same.

圧電素子9a,9bの有効長をraとして、圧電
素子9a,9bの間隔をrbとする。
Let ra be the effective length of the piezoelectric elements 9a and 9b, and let rb be the interval between the piezoelectric elements 9a and 9b.

raとrbの関係は、 ra=2rb (1) ここで、 ra=λ/2 rb=λ/4 λ/2π 発振回路8aから、圧電素子9aにAsinωtの
信号を印加する。
The relationship between ra and rb is: ra=2rb (1) Here, ra=λ/2 rb=λ/4 λ/2π A signal of Asinωt is applied from the oscillation circuit 8a to the piezoelectric element 9a.

発振回路8bから、圧電素子9bにAcosωtの
信号を印加する。
A signal Acosωt is applied from the oscillation circuit 8b to the piezoelectric element 9b.

振動の方向は、第2図の右方向を+x、左方向
を−x、とする。
Regarding the direction of vibration, the right direction in FIG. 2 is +x, and the left direction is -x.

第一に、+x方向に働く力は、 F+x=Asin(ωt+α) +Acos(ωt+α+3λ/4) =Asin(ωt+α) +A〔cos(ωt+α)*cos(3π/2) −sin(ωt+α)*sin(3π/2)〕 =Aisn(ωt+α) +Asin(ωt+α) よつて、 F+x=2Asin(ωt+α) (2) 次に、−x方向に働く力は、 F−x=Asin(ωt+α) Acos(ωt+α) +Acos(ωt+α−3λ/4) =Asin(ωt+α) +A〔cos(ωt+α)*cos(3π/2) +sin(ωt+α)*sin(3π/2)〕 =Asin(ωt+α) −Asin(ωt+α) よつて、 F−x=0 (3) つまり、与えられたエネルギは、すべて、+x
方向のみに働く振動波、即ち進行波となる。
First, the force acting in the +x direction is F+x=Asin(ωt+α) +Acos(ωt+α+3λ/4) =Asin(ωt+α) +A[cos(ωt+α)*cos(3π/2) −sin(ωt+α)*sin(3π /2)] =Aisn(ωt+α) +Asin(ωt+α) Therefore, F+x=2Asin(ωt+α) (2) Next, the force acting in the -x direction is F−x=Asin(ωt+α) Acos(ωt+α) +Acos( ωt+α−3λ/4) = Asin(ωt+α) +A[cos(ωt+α)*cos(3π/2) +sin(ωt+α)*sin(3π/2)] =Asin(ωt+α) −Asin(ωt+α) Therefore, F −x=0 (3) In other words, all given energy is +x
It becomes a vibration wave that acts only in one direction, that is, a traveling wave.

なお、発振回路8bに印加する信号をAcosωt
とすれば、与えられたエネルギは、すべて−x方
向のみに働く振動波、即ち進行波となる。
Note that the signal applied to the oscillation circuit 8b is Acosωt
If so, all the given energy becomes a vibration wave that acts only in the -x direction, that is, a traveling wave.

ここで、上記の計算においては、進行波の減衰
は無視してある。
Here, in the above calculation, the attenuation of the traveling wave is ignored.

振動体10の矢印B方向の側に回転子8を配置
すると、回転子2は進行波の方向と逆方向へ回転
する。
When the rotor 8 is placed on the side of the vibrating body 10 in the direction of arrow B, the rotor 2 rotates in a direction opposite to the direction of the traveling wave.

例えば特開昭52−29192号公報などに従来のこ
のような開示がされている。
For example, such a conventional technique has been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-29192.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、従来の超音波モータでは、下記の課題
があつた。
However, conventional ultrasonic motors have the following problems.

圧電素子が一層であるので、超音波モータの
出力トルクを高すすることが困難である。
Since the piezoelectric element is one layer, it is difficult to increase the output torque of the ultrasonic motor.

低い電圧で超音波モータを駆動することが困
難である。
It is difficult to drive an ultrasonic motor with low voltage.

そこで、この発明の目的は、従来のこのような
課題を解決するため、小型で高トルクで効率の良
い超音波モータを得ることとしている。
Therefore, an object of the present invention is to obtain a small, high-torque, and efficient ultrasonic motor in order to solve the conventional problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明は、超音波モータにおいて、出力トル
クを高くして、しかも、低い電圧で駆動できるよ
うにするために、固定子は振動体と複数の圧電素
子を有し、振動体が弾性材料からなり励振されて
表面に振動波を発生する構成とした。
In an ultrasonic motor, the stator has a vibrating body and a plurality of piezoelectric elements, and the vibrating body is made of an elastic material in order to increase the output torque and drive at a low voltage. The structure is such that vibration waves are generated on the surface when excited.

さらに、複数の圧電素子が互いに積層されて振
動体の片面に固定され、他面には回転子が所定の
圧力により接触される。複数の圧電素子に所定の
電圧を印加することにより、回転子は振動体に発
生する振動波により駆動される構成とした。
Further, a plurality of piezoelectric elements are stacked on each other and fixed to one side of the vibrating body, and a rotor is brought into contact with the other side with a predetermined pressure. By applying a predetermined voltage to a plurality of piezoelectric elements, the rotor was configured to be driven by vibration waves generated in the vibrating body.

そして、本発明の超音波モータは、小型で出力
トルクが高く、しかも、モータの動作の効率の良
い。
The ultrasonic motor of the present invention is small in size, has a high output torque, and has high efficiency in motor operation.

〔作用〕[Effect]

本発明の超音波モータは、回転子と固定子を備
えている。
The ultrasonic motor of the present invention includes a rotor and a stator.

固定子は振動体と複数の圧電素子を有する。 The stator has a vibrating body and a plurality of piezoelectric elements.

振動体は、弾性材料からなる。 The vibrating body is made of an elastic material.

複数の圧電素子は、互いに積層されて発動体の
片面に固定されている。
A plurality of piezoelectric elements are stacked on each other and fixed to one side of the moving body.

振動体の他面には、回転子が所定の圧力により
接触され、駆動できるように組み込まれている。
A rotor is mounted on the other surface of the vibrating body so that it can be brought into contact with a predetermined pressure and driven.

複数の圧電素子に発振回路から所定の電圧を印
加すると、振動体が励振されて表面に振動波を発
生する。
When a predetermined voltage is applied from an oscillation circuit to a plurality of piezoelectric elements, the vibrating body is excited and generates vibration waves on its surface.

振動体に発生した振動波により、振動体に接触
している回転子は駆動する。
The vibration waves generated in the vibrating body drive the rotor that is in contact with the vibrating body.

本発明の超音波モータは、出力トルクが高く、
かつ、モータの効率が良い。
The ultrasonic motor of the present invention has high output torque,
Moreover, the motor efficiency is good.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、超音波モータの構造を示す原理図で
ある。
FIG. 1 is a principle diagram showing the structure of an ultrasonic motor.

第1図において、軸受5を、基台6の上に配置
する。振動体受台4を、軸受5の上に配置する。
振動体3は、弾性材料により形成する。圧電素子
7は、振動体3に対して、矢印A方向から接着な
どにより固定する。振動体3、圧電素子7、及
び、振動体受台4により、超音波モータの固定子
21を構成する。圧電素子7は、所定の電圧を印
加すると、それぞれの部分が伸縮するように分極
処理がされている。
In FIG. 1, a bearing 5 is placed on a base 6. As shown in FIG. A vibrating body pedestal 4 is placed on the bearing 5.
The vibrating body 3 is made of an elastic material. The piezoelectric element 7 is fixed to the vibrating body 3 from the direction of arrow A by adhesive or the like. The vibrating body 3, the piezoelectric element 7, and the vibrating body pedestal 4 constitute a stator 21 of the ultrasonic motor. The piezoelectric element 7 is polarized so that each portion expands and contracts when a predetermined voltage is applied.

回転子軸1は、回転子2に固定する。回転子軸
1の一端は、軸受5に組み込む。回転子2は、所
定の接触圧力で振動体3に接触する。回転子2
は、回転することができるように組み込む。
The rotor shaft 1 is fixed to the rotor 2. One end of the rotor shaft 1 is assembled into a bearing 5. The rotor 2 contacts the vibrating body 3 with a predetermined contact pressure. Rotor 2
is built in so that it can be rotated.

第3図は、本発明に係る超音波モータの圧電素
子の構造原理図である。
FIG. 3 is a diagram showing the structural principle of the piezoelectric element of the ultrasonic motor according to the present invention.

振動体14の一方の面に2組の圧電素子12
a,12bと12c,12dをそれぞれ積層して
固定する。振動体14、圧電素子12a,12
b,12c,12dにより、超音波モータの固定
子21を構成する。本実施例では、1組の圧電素
子は、2枚の圧電素子により構成する。2枚の圧
電素子は、所定の電圧を印加したときに、それぞ
れが同じ方向に伸縮するように分極されている。
圧電素子12a,12b,12c,12dには、
電極13a,13c,13d,13e,13fを
取り付ける。
Two sets of piezoelectric elements 12 are placed on one side of the vibrating body 14.
a, 12b and 12c, 12d are stacked and fixed, respectively. Vibrating body 14, piezoelectric elements 12a, 12
b, 12c, and 12d constitute the stator 21 of the ultrasonic motor. In this embodiment, one set of piezoelectric elements is composed of two piezoelectric elements. The two piezoelectric elements are polarized so that they each expand and contract in the same direction when a predetermined voltage is applied.
The piezoelectric elements 12a, 12b, 12c, 12d include
Attach electrodes 13a, 13c, 13d, 13e, and 13f.

発振回路11a,11bより、圧電素子12
a,12b,12c,12dの電極13a,13
b,13c,13e,13fに所定の信号を印加
する。
From the oscillation circuits 11a and 11b, the piezoelectric element 12
Electrodes 13a, 13 of a, 12b, 12c, 12d
A predetermined signal is applied to pins b, 13c, 13e, and 13f.

圧電素子内の電解強度Eは、印加電圧をV、圧
電素子の圧さをdとすると、 E=V/d (4) ここに、第2図に示す従来の圧電素子9a,9
bの圧さをd、第3図に示す本発明の実施例の圧
電素子12a,12b,12c,12dの厚さを
d/2とする。
The electrolytic strength E in the piezoelectric element is E=V/d (4) where the applied voltage is V and the pressure of the piezoelectric element is d.
Let the pressure of b be d, and the thickness of the piezoelectric elements 12a, 12b, 12c, and 12d of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 be d/2.

第3図において、電極13a,13b,13
c,13d,13e,13fの厚さは、圧電素子
12a,12b,12c,12dの厚さに比べて
充分薄い。
In FIG. 3, electrodes 13a, 13b, 13
The thicknesses of piezoelectric elements 12a, 12b, 12c, and 12d are sufficiently thinner than those of piezoelectric elements 12a, 12b, 12c, and 12d.

第3図に示す本発明の実施例の2組の厚電素子
12a,12bの合計の厚さ、12c,12dの
合計の厚さと、第2図に示す従来の厚電素子9
a,9bのそれぞれの厚さはすべて同等である。
The total thickness of the two sets of thick electric elements 12a, 12b and the total thickness of 12c, 12d of the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, and the conventional thick electric element 9 shown in FIG.
The thicknesses of a and 9b are all the same.

圧電素子12a,12b,12c,12dの厚
さは、圧電素子9a,9bの半分であるので、圧
電素子12a,12b,12c,12dにかかる
電解強度は、圧電素子9a,9bにかかる電解強
度の2倍となる。
Since the thickness of the piezoelectric elements 12a, 12b, 12c, 12d is half that of the piezoelectric elements 9a, 9b, the electrolytic strength applied to the piezoelectric elements 12a, 12b, 12c, 12d is equal to the electrolytic strength applied to the piezoelectric elements 9a, 9b. It will be doubled.

圧電素子12aと12bの合計体積と、圧電素
子12cと12dの合計体積と、圧電素子9aの
体積と、圧電素子9bの体積とはすべて同等であ
る。
The total volume of piezoelectric elements 12a and 12b, the total volume of piezoelectric elements 12c and 12d, the volume of piezoelectric element 9a, and the volume of piezoelectric element 9b are all equivalent.

従つて、第2図に示す従来の構造に比べて第3
図に示す本発明の実施例の構造は2倍の出力トル
クが出る。
Therefore, compared to the conventional structure shown in FIG.
The structure of the embodiment of the present invention shown in the figure produces twice the output torque.

すなわち、同体積、同印加電圧の超音波モータ
であつても、本発明の実施例に示すように、複数
の圧電素子を積層して固定することにより、出力
トルクの向上がはかれる。また、圧電素子の厚さ
を半分にすれば、入力インピーダンスもほぼ半分
となり、印加電圧を低くしても従来と同等の出力
トルクが得られる。
That is, even if the ultrasonic motor has the same volume and the same applied voltage, the output torque can be improved by stacking and fixing a plurality of piezoelectric elements as shown in the embodiments of the present invention. Furthermore, if the thickness of the piezoelectric element is halved, the input impedance is also approximately halved, and the output torque equivalent to that of the conventional piezoelectric element can be obtained even if the applied voltage is lowered.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、固定子と回転子を有する超音波モ
ータにおいて、固定子は振動体と複数の圧電素子
を有し、振動体が弾性材料からなり、励振されて
表面に振動波を発生し、複数の圧電素子が互いに
積層されて振動体の片面に固定され、他面には回
転子が所定の圧力により接触されて駆動される、
構成としたので、以下に記載する効果を有する。
The present invention provides an ultrasonic motor having a stator and a rotor, in which the stator has a vibrating body and a plurality of piezoelectric elements, the vibrating body is made of an elastic material, and is excited to generate vibration waves on its surface. piezoelectric elements are stacked on top of each other and fixed on one side of the vibrating body, and a rotor is brought into contact with the other side and driven by a predetermined pressure.
This configuration has the following effects.

出力トルクの高い超音波モータが得られる。 An ultrasonic motor with high output torque can be obtained.

低い電圧で駆動する超音波モータが得られ
る。
An ultrasonic motor driven at low voltage can be obtained.

小型の超音波モータが得られる。 A small ultrasonic motor can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、超音波モータの構造を示す原理図、
第2図は、従来の超音波モータの動作原理図、第
3図は、本発明に係る超音波モータの圧電素子の
構造原理図である。 1……回転子軸、2……回転子、3,10……
振動体、4……振動体受台、5……軸受、6……
基台、7……圧電素子、8a,8b,11a,1
1b……発振回路、9a,9b,12a,12
b,12c,12d……圧電素子、13a,13
b,13c,13d,13e,13f……電極、
14……振動体、21……固定子。
Figure 1 is a principle diagram showing the structure of an ultrasonic motor.
FIG. 2 is a diagram of the operating principle of a conventional ultrasonic motor, and FIG. 3 is a diagram of the structural principle of a piezoelectric element of the ultrasonic motor according to the present invention. 1...Rotor shaft, 2...Rotor, 3,10...
Vibrating body, 4... Vibrating body pedestal, 5... Bearing, 6...
Base, 7...Piezoelectric element, 8a, 8b, 11a, 1
1b...Oscillation circuit, 9a, 9b, 12a, 12
b, 12c, 12d...piezoelectric element, 13a, 13
b, 13c, 13d, 13e, 13f... electrode,
14... Vibrating body, 21... Stator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転子2と固定子21を備えた超音波モータ
であつて、 固定子21は振動体14と複数の圧電素子12
a,12bを有し、振動体14が弾性材料からな
り、励振されて表面に振動波を発生し、複数の圧
電素子12a,12bが互いに積層されて振動体
14の片面に固定され、他面には回転子2が所定
の圧力により接触されて駆動される、 超音波モータ。
[Claims] 1. An ultrasonic motor including a rotor 2 and a stator 21, wherein the stator 21 includes a vibrating body 14 and a plurality of piezoelectric elements 12.
a, 12b, the vibrating body 14 is made of an elastic material, is excited and generates vibration waves on the surface, and a plurality of piezoelectric elements 12a, 12b are stacked on each other and fixed to one side of the vibrating body 14, and the other side is In this ultrasonic motor, the rotor 2 is brought into contact with a predetermined pressure and driven.
JP58160700A 1983-08-31 1983-08-31 Piezoelectric motor Granted JPS6055865A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58160700A JPS6055865A (en) 1983-08-31 1983-08-31 Piezoelectric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58160700A JPS6055865A (en) 1983-08-31 1983-08-31 Piezoelectric motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6055865A JPS6055865A (en) 1985-04-01
JPH0474953B2 true JPH0474953B2 (en) 1992-11-27

Family

ID=15720576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58160700A Granted JPS6055865A (en) 1983-08-31 1983-08-31 Piezoelectric motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6055865A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6091878A (en) * 1983-10-21 1985-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd ultrasonic motor
JPS6258885A (en) * 1985-09-04 1987-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd ultrasonic motor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5832518B2 (en) * 1975-09-01 1983-07-13 キエフスキ−.ポリチエフニチエスキ−.Inst.イメニ.50−レチア.ベリコイ.オクチヤブルスコイ.ソシイアリスチチエスコイ.レボリユツイ− piezoelectric motor
JPS5326911A (en) * 1976-08-25 1978-03-13 Yokogawa Hokushin Electric Corp Pulse motor
CA1208269A (en) * 1982-02-25 1986-07-22 Toshiiku Sashida Motor device utilizing ultrasonic oscillation

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6055865A (en) 1985-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4678956A (en) Vibration wave motor
JPH07163162A (en) Ultrasonic oscillator
JPH0534909B2 (en)
JPH06269183A (en) Ultrasonic motor
JPS61224880A (en) Vibration wave motor
JPH0474953B2 (en)
JPS62247770A (en) Ultrasonic motor
JP2585583B2 (en) Ultrasonic motor
JPH0332377A (en) Ultrasonic motor
JPS61277384A (en) Motor for utilizing ultrasonic wave oscillation
JPH05236767A (en) Oscillation motor
JPS60207467A (en) Supersonic motor
JPH056430B2 (en)
JPH08228491A (en) Ultrasonic motor
JPS63167686A (en) Ultrasonic motor
JPH0628951Y2 (en) Piezoelectric actuator
JP3432056B2 (en) Laminated piezoelectric element, method of manufacturing laminated piezoelectric element, vibration device using laminated piezoelectric element, and driving device using the same
JPH0681523B2 (en) Vibration wave motor
JP2506859B2 (en) Ultrasonic motor
JP2995665B2 (en) Ultrasonic motor
JP2669013B2 (en) Electrode structure of ultrasonic motor
JPS63268476A (en) vibration wave motor
JPH05948B2 (en)
JPH0993965A (en) Ultrasonic oscillator and ultrasonic motor using the ultrasonic oscillator
JPH0479238B2 (en)