JPS63110976A

JPS63110976A - 電歪モ−タ

Info

Publication number: JPS63110976A
Application number: JP61256385A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Hayashi; 信宏林
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1988-05-16

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。

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、電歪モータに関し、特にその電歪素子の改良
に間する。

「従来技術およびその問題点」電歪素子を利用したモータは、従来各種提案されでいる
が、そのうち超音波振動子の界面に励振される横波と縦
波の合成された進行波によって、直線運動（リニアモー
タ）または回転運動を得るものは、特開昭５８−１４８
６８２号で最初に提案された。

まず第２図ないし第５図によりこの電歪モータを説明す
る。この例は電歪モータを回転モータに適用した場合の
構成例を示すもので、固定される振動子１ｏは、環状ま
たは円板状の電歪素子１１と、この電歪素子１１上に接
合した環状の弾性体１２かうなっている。弾性体１２は
例えばＡｔ合金、ステンレス等の金属材料から構成され
、その上面は、電歪素子１１による進行波を拡大するた
め、鋸歯状に形成されている。

この振動子１ｏ上には、電歪素子１１および弾性体１２
と同軸の回転子（移動子）２０が位置している。この回
転子２０は、その軸２１を振動子１０の軸受１３に挿入
し、その下端面を弾性体１２の界面（上端面）１４に接
触させている。電歪素子］１に加える周波電圧によって
界面１４に生じる進行波により、回転子２０を回転させ
る構成である。

電歪素子１１は、例えば第４図のように、その周方向、
つまり回転子２０の回転方向に、＋、＋、−１−の連続
で分極処理されている。この分極処理は、第５図に示す
ように、電歪素子１１の厚ざ方向の表裏いずれか一方に
、共通電極１５を付すとともに、他方に、互いに分離さ
れた分離電極１６を付し、これらの電極を利用して行な
う。

＋は周波電圧の十が印加されたとき縮小し、−が印加さ
れたとき伸張する極性、逆に−は＋が印加されたとき伸
張し、−が印加されたとき縮小する極性を示している。

そしてこれらの分極処理電極に、一つおきに、位相の１
８０°異なる周波電圧、すなわち例えばｓｉｎ波とＣＯ
Ｓ波を印加すると、電歪素子１１に生じる伸縮により、
弾性体１２の界面１４に進行波が生じ、この進行波によ
り、回転子２０が回転する。２２．２３は便宜的に示す
ｓｉｎ波電源とｃｏｓ波電源である６分極処理電極に与
えるｓｉｎ波とＣＯＳ波を逆転させると、回転子２０の
回転方向が逆転する。

以上が特開昭５８−１４８６８２号で提案されでいる電
歪モータの基本構成である。進行波の生じる理由等の詳
細は同公報に譲るが、このモータは既に寅用化されでい
る。

他方本出願人は、以上の電歪モータをヒシトに、進行波
によらない電歪モータを開発し、特許出願した。第６図
（Ａ）、ＣＢ）はそのための分極処理の例と周波電圧源
２５によって周波電圧を与える極、および回転子２０の
回転方向の間係を示しでいる。この電歪モータは、電圧
印加極の左右に、該電圧印加極と同−極性と異極性の比
電圧印加機を設けるという、電歪素子１１に与える分極
処理の基本原則を満たすことにより、単一位相の周波電
圧で駆動でき、しかも進行波でなく定在波で回転子２０
を駆動できるという特徴を有している。

したがって同図（Ａ）、（Ｂ）のように電圧印加極の左
右の極性を変えると、矢印で示す回転子２０の回転方向
が逆転する。このモータの詳細な動作原理は、本発明の
問うところではないので、これ以上の説明は省略する。

ところで以上のような電歪モータにおいて電歪素子１１
に与える印加電圧は、電歪素子１１の厚ざを一定とする
と、弾性体１２の界面１４に生じさせるべき波の大きざ
によって定まってしまい、上記従来構造では、印加電圧
を減らして省エネルギを図ることはできなかった。

「発明の目的」本発明は、電歪素子の伸縮量を印加電圧の大小でなく構
造上拡大して弾性体に伝達できる電歪モータを得ること
、すなわち従来製画より小ざい駆動電圧によって、従来
製画と同等に作動する省エネルギ型の電歪モータを得る
ことを目的とする。

「発明の概要Ｊ本発明は、電歪素子を積層構造とするとともに、この積
層構造の電歪素子をその中間部の上下においで一方は伸
張古せ、他方は収縮させれば、低い駆動電圧によって弾
性体に必要な伸に８を生しさせることができるという着
想に基づいて完成されたものである。すなわち本発明は
、以上の電歪モータにおいて、弾性体に接合される電歪
素子をその厚さ方向の複数の層状電歪素子からなる積層
構造となすとともに、その中間部に共通電極を形成し、
この共通電極の上下の層状電歪素子間に、同一周波で位
相が１８０°異なる所定の周波電圧を印加することを特
徴としている。

「発明の実施例」以下図示実施例について本発明を説明する。第１図は本
発明による電歪素子の積層構造の最も単純な実施例で、
電歪素子３］は二層の層状電歪素子３１ａ、３１ｂから
構成されている。そして両層状素子の中間には共通電極
３２が位置し、両層状素子３１ａ、３１Ｆ）の表面には
、それぞれ位置を一致させて、分離電極３３が付着形成
されでいる。これらの共通電極３２および分離電極３３
は、例えば銀ペーストによって構成される。

この層状電歪素子３１ａ、３１１）には、以上の共通電
極３２および分離電極３３１Ｆｒ利用して、所定の分極
処理が施され、これが弾性体１２に結合されて振動子１
０となる。

本発明は、このように電歪素子３１を積層構造とした上
で、これに加える周波電圧の位相を中間の共通電極３２
の上下で異ならせることにより、例えば従来の１７２の
低駆動電圧で、電歪素子３１に従来と同じ伸縮を生じさ
せ、あるいは従来と同し駆動電圧であれば倍の伸縮を庄
じさて、弾性体１２の界面に効果的な波を庄じさせよう
とするものである。

いま前述の進行波による電歪モータを例に説明すると、
層状電歪素子３］ａ、３１ｔ）の表裏の分離電極１６に
は一つおきに、便宜上分けて示すｓｉｎ波電源２２とＣ
ＯＳ波電源２３からの周波電圧が与えられる０本発明は
、これらの電源から表裏の分離電極１６に至る回路中の
一方に、位相反転回路３４．３５を挿入し、表裏の同一
位置の層状電歪素子３１ａ、３１ｂに対して加えられる
周波電圧の位相＠　＋ａｏ”異ならせたのである。つま
り、表の層状電歪素子３１ａに◆ｓｉｎ波（÷ＣＯＳ波
）が与えられでいるときには、裏の層状電歪素子３１ｔ
）には−５ｉｎ波（−ＣＯＳ波）が与えられる。すると
、電歪素子３１は全体としで、表裏の一方で伸び、他方
で縮むこととなるから、弾性素子１２の界面１４に同一
の進行波を生じさせようとするとき、従来装置の１７２
の電圧で駆動できることとなる。従来装置と同一の駆動
電圧を与えれば、界面１４に生じる進行波は大きいもの
となる。

以上は進行波による電歪モータの場合であるが、定在波
による電歪モータの場合も話は同様である。

以上の実施例では、共通電極３２の上下にそれぞれ一層
の層状電歪素子３１ａ、３１ｂを設けたが、共通電極３
２の上下にそれぞれ複数の積層電歪素子を設Ｃ丈、これ
らの積層電歪素子間に駆動電圧を与えでもよい、この実
施例によると、各層状電歪素子の厚さをより薄くできる
ことから、駆動電圧をざらに低くすることができる。勿
論、駆動電圧の位相は、共通電極３２の上下で異ならせ
る。

なお本発明（よ、電歪素子３１７８直線状に展開するり
ニアモータにも勿論適用可能であり、この場合移動子は
、直線移動子となる。

「発明の効果」以上のように本発明の電歪モータは、その駆動力を得る
ため・の電歪素子を積層構造とするとともに、その中間
に共通電極を介在させ、この共通電極の上下の層状電歪
素子間に、同一周波で位相が１８０°異なる所定の周波
電圧を印加するようにしたので、電歪素子の伸縮によっ
て弾性体の界面に生じる波を、より低い駆動電圧で得る
ことができる。あるいは同一の駆動電圧でより大きい波
を得ることができる。よって効率のよい省エネルギ型電
歪モータを得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電歪モータに用いる電歪素子の積層構
造と電極配貫の例を示す、第５図に対応する断面図、笥
２図は本発明の対象とする電歪モータの機械的構成例を
示す断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線に沿う断面図、
第４図は電歪素子に対する分極処理と、これに加える周
波電圧の例を示す平面図、第５図は第４図のｖ−Ｖ線に
沿う模式断面図、第６図（Ａ）、（Ｂ）は他の電歪モー
タにＦ３する分極処理と、これに加える周波電圧の例を
示す平面図である。１ｏ・・・振動子、１１・・・電歪素子、１２・・・弾
性体、１４−・・界面、２２．２３．２５・・・周波電
源、３１・・・電歪素子、３１ａ、３１ｂ・・・層状電
歪素子、３２・・・共通電極、３３・・・分離電極、３
４、３５・・・位相反転回路。特許出願人　　アルプス電気株式会社同代理人　　　　三　浦　邦　夫同　　　松井　茂第２図第３図第４図第５図（Ａ）ＣＢ）第６図手摩売ネ甫正”Ｉ！’（自発）昭和６１年１２月　５日特許庁長官　　黒　１）明　雄　　殿１、事件の表示２）発明の名称電歪モータ３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京都大田区雪谷大塚町１番７号名　称　（
八０９）アルプル電気株式会社代表者片岡勝太部４、代理人住　所　　〒１０２東京都千代田区四番町３番地１０６
、補正の内容（１）明細書第４頁第４行の「位相の１８０°」を「位
相の９０°」に補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）弾性体に接合した電歪素子を有する振動子と、こ
の振動子の弾性体の界面に接触する移動子とを備え、上
記電歪素子は、その表裏間に所定の周波電圧を印加した
ときの伸縮により上記界面に生じる波を介し、上記移動
子に移動力を与えるように分極処理されている電歪モー
タにおいて、上記電歪素子をその厚さ方向の複数の層状
電歪素子からなる積層構造となすとともに、その中間部
に共通電極を形成し、この共通電極の上下の層状電歪素
子間に、同一周波で位相が１８０°異なる所定の周波電
圧を印加することを特徴とする電歪モータ。
（２）特許請求の範囲第１項において、電歪素子の分極
処理は環状になされており、移動子は回転子である電歪
モータ。
（３）特許請求の範囲第１項において、電歪素子の分極
処理は直線状になされており、移動子は直線移動子であ
る電歪モータ。