JPS60148385A - 捻り・屈曲モ−ドのリング状超音波振動子 - Google Patents
捻り・屈曲モ−ドのリング状超音波振動子Info
- Publication number
- JPS60148385A JPS60148385A JP59001873A JP187384A JPS60148385A JP S60148385 A JPS60148385 A JP S60148385A JP 59001873 A JP59001873 A JP 59001873A JP 187384 A JP187384 A JP 187384A JP S60148385 A JPS60148385 A JP S60148385A
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- JP
- Japan
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- ring
- shaped
- vibrator
- twisting
- doughnut
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Links
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- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
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- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
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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
Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- 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】
〔技術分野・発明の目的〕
本発明は超音波振動子の改良に係り、リング状振動子の
表面が効率よく楕円連動をする新モードの超音波振動子
を提供することを目的とする。
表面が効率よく楕円連動をする新モードの超音波振動子
を提供することを目的とする。
従来のｄＷ音波振動子には圧電型と磁歪域とがあり、ど
ちらも良く用いられているが、圧（型の力が効率が高く
、構造が簡単な点で実用上はれている。圧電型超音波振
動子と言えば専らボルト締めランジュバン型と言われる
程で、他の型で商品化されているものは見当らない。と
ころで、このランジュバン型振動子は、圧電セラミック
振動子をアルミニウム又はステンレス等の円柱状ｍ Ｐ
１子でサンドイッチしボルトで強く締め刊けた横進をし
ている。電気信号によって発生した圧電振′動子の高周
波（厚み）ｆｔＭ動で円柱状振動子の縦モード振動な共
振させ、４ｉ［を増幅させるので、円柱状振動子の多さ
に応じて共振用波数が決まり、低固波で短い振動子の作
れないこと、さらに縦モードの振動だけしか励振できな
いことなどのような欠点があった。
ちらも良く用いられているが、圧（型の力が効率が高く
、構造が簡単な点で実用上はれている。圧電型超音波振
動子と言えば専らボルト締めランジュバン型と言われる
程で、他の型で商品化されているものは見当らない。と
ころで、このランジュバン型振動子は、圧電セラミック
振動子をアルミニウム又はステンレス等の円柱状ｍ Ｐ
１子でサンドイッチしボルトで強く締め刊けた横進をし
ている。電気信号によって発生した圧電振′動子の高周
波（厚み）ｆｔＭ動で円柱状振動子の縦モード振動な共
振させ、４ｉ［を増幅させるので、円柱状振動子の多さ
に応じて共振用波数が決まり、低固波で短い振動子の作
れないこと、さらに縦モードの振動だけしか励振できな
いことなどのような欠点があった。
この発明は上述した従来技術の欠点な解消するもので、
リング状振動子に厚さ方向の屈曲堀れりをさせる手段と
、リング状振動子の円周に沿って前記屈曲振動とほぼ同
時に捻り振動させろ手段とを備えたことを特徴とする超
音波振動子によって目的を達成したものである。
リング状振動子に厚さ方向の屈曲堀れりをさせる手段と
、リング状振動子の円周に沿って前記屈曲振動とほぼ同
時に捻り振動させろ手段とを備えたことを特徴とする超
音波振動子によって目的を達成したものである。
屈曲振動と捻り振動とが同時に発生する結男、す／グ捩
勅子の振動の＃部は振幅のケじる面内く主軸を有する楕
円連動を行なう。振動の腹が楕円運動をする超音波振動
子は圧電モータなどの分野で渇望されている型の振励子
である。以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
勅子の振動の＃部は振幅のケじる面内く主軸を有する楕
円連動を行なう。振動の腹が楕円運動をする超音波振動
子は圧電モータなどの分野で渇望されている型の振励子
である。以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
実施例１゜
第５図は本発明の捻り・屈曲モードのリング状超音波振
動子の一実施例を示す正面図であり、第１図、第２図に
示したリング状振動子を第３．第４図に示した捻り結合
子で励振するものである。
動子の一実施例を示す正面図であり、第１図、第２図に
示したリング状振動子を第３．第４図に示した捻り結合
子で励振するものである。
すなわち第１図および第２図に示す如く、外径３５ｍａ
ｎｅ内径２１ ｍｍ ｍ厚さ３．５ｒｒａｎのアルミニ
ウムのリング１の一力の面に３等分する形で、高さ６間
。
ｎｅ内径２１ ｍｍ ｍ厚さ３．５ｒｒａｎのアルミニ
ウムのリング１の一力の面に３等分する形で、高さ６間
。
厚さ２闘の支持脚３ｓ ａ ３＠および３．が付いてお
り、３本の脚３は外径１５ ｒｔａｎ ｅ高さ６ｍｍで
中心に８１１１１１１のネジ穴２１を有する支持円筒２
とつながってリング状振動子を形成している。
り、３本の脚３は外径１５ ｒｔａｎ ｅ高さ６ｍｍで
中心に８１１１１１１のネジ穴２１を有する支持円筒２
とつながってリング状振動子を形成している。
これを振動する捻り結合子は第３図および第４図に示す
ように、外径３５ ｍ 、内径１５ ｍｉ 、厚さ３園
のドーナツ状円板４の片面に厚さ２閣、高さ７．７．の
歯状板５１．５□、５．が円板を３等分する形で放射状
に付いている。この歯状板５は円板４面上の法線に対し
、数度傾いて付いているか、もしくは円板４の中心を軸
として捻り変形を与えた形状に作られて、捻り結合子が
構成されている。
ように、外径３５ ｍ 、内径１５ ｍｉ 、厚さ３園
のドーナツ状円板４の片面に厚さ２閣、高さ７．７．の
歯状板５１．５□、５．が円板を３等分する形で放射状
に付いている。この歯状板５は円板４面上の法線に対し
、数度傾いて付いているか、もしくは円板４の中心を軸
として捻り変形を与えた形状に作られて、捻り結合子が
構成されている。
リング状振動子の支持脚３ｔ 、 ３ｔ 、３ｓと捻り
結合子の歯状板５１ ａ ５１ ａ ５．とが６０°ず
つずれ、互に円を６等分するような配置で組み合わせる
。これに外径３５胴、内径１５間、厚さ２市のドーナツ
状圧電振動子６．７の正分極面又は負分極面同志を対向
させ、間に端子板８１を挾んで車ね、さらに外径３５
ｒａｎ ＃内径８１１１１１１ ｅ厚さ１０ｓｎの座金
９に外径８１１１１１１ ｍ長さ２５ｍｍのキャップボ
ルト１０を通し、キャップボルト１０をリング状振動子
のネジ穴２１に螺挿して締め付けた。
結合子の歯状板５１ ａ ５１ ａ ５．とが６０°ず
つずれ、互に円を６等分するような配置で組み合わせる
。これに外径３５胴、内径１５間、厚さ２市のドーナツ
状圧電振動子６．７の正分極面又は負分極面同志を対向
させ、間に端子板８１を挾んで車ね、さらに外径３５
ｒａｎ ＃内径８１１１１１１ ｅ厚さ１０ｓｎの座金
９に外径８１１１１１１ ｍ長さ２５ｍｍのキャップボ
ルト１０を通し、キャップボルト１０をリング状振動子
のネジ穴２１に螺挿して締め付けた。
このようにして組み立てられた捻り・屈曲モードの超音
波振動子の端子板８．．８．に接続されているリード＠
１１および１２に３８．８ＫＨ７，１０ボルトの正弦波
電圧を印加したところ、リングｌは支持脚３１ ａ ３
ｔ Ｉ ３．を節とし、歯状板５１＊５１゜５□との接
合部な腹とする屈曲振動が生ずると同時にリング全体が
、リングの中心な軸とする捻り振動を受けた。その結果
リングの振動の腹部すなわち歯状板との接合部は、振動
の振幅の面に主軸を有する楕円状の運動をする。このこ
とは回転軸を有する円板をリング面と接触させると、円
板が面内でスムーズ罠回転することを示している。
波振動子の端子板８．．８．に接続されているリード＠
１１および１２に３８．８ＫＨ７，１０ボルトの正弦波
電圧を印加したところ、リングｌは支持脚３１ ａ ３
ｔ Ｉ ３．を節とし、歯状板５１＊５１゜５□との接
合部な腹とする屈曲振動が生ずると同時にリング全体が
、リングの中心な軸とする捻り振動を受けた。その結果
リングの振動の腹部すなわち歯状板との接合部は、振動
の振幅の面に主軸を有する楕円状の運動をする。このこ
とは回転軸を有する円板をリング面と接触させると、円
板が面内でスムーズ罠回転することを示している。
以上説明したように、リング状振動子を厚さ方向に屈曲
振動する手段と、リング状振動子の円周に沿って前記屈
曲振動と同時に捻り振動する手段とを備えた構成にした
から、リング状振動子の屈曲振動による振動の腹の直線
状往復運動がリングの捻り振動のために楕円運動に変わ
ったものであり、従来のランジュバン型超音波振動子な
どには見られないモードの超音波振切子が出現した。こ
のため圧電モータなどへの応用を考えたとき小型、強力
で使いよい超音波振動子として、と、くに楕円運動への
変換の効率の高い効果がある。
振動する手段と、リング状振動子の円周に沿って前記屈
曲振動と同時に捻り振動する手段とを備えた構成にした
から、リング状振動子の屈曲振動による振動の腹の直線
状往復運動がリングの捻り振動のために楕円運動に変わ
ったものであり、従来のランジュバン型超音波振動子な
どには見られないモードの超音波振切子が出現した。こ
のため圧電モータなどへの応用を考えたとき小型、強力
で使いよい超音波振動子として、と、くに楕円運動への
変換の効率の高い効果がある。
なお本発明の実施例ではリング状振動子の支持脚を３本
、歯状板３枚の場合を例示したが、これは実施例のリン
グ状振動子が３’８．８ＫＨ２で励振されたとき、リン
グの円１．■を３等分する波数３の屈曲モードの定在波
が立つからである。リングの直径、厚みなどを変えるこ
とにより波数も変わるので支持脚、歯状板の枚数と取付
位置もこれに合わせて変更することは言うまでもない。
、歯状板３枚の場合を例示したが、これは実施例のリン
グ状振動子が３’８．８ＫＨ２で励振されたとき、リン
グの円１．■を３等分する波数３の屈曲モードの定在波
が立つからである。リングの直径、厚みなどを変えるこ
とにより波数も変わるので支持脚、歯状板の枚数と取付
位置もこれに合わせて変更することは言うまでもない。
図はすべて本発明の実施例に係る超音波振動子を説明す
るためのもので、第１図および第２図はその超音波振動
子に用いるリング状振動子の底面図および正面図、第３
図および第４図はその超音波振動子に用いる捻り結合子
の平面図および正面図、第５図はその超音波振動子の正
面図である。 １・・°・・・リング、３ｔ ａ ３ｘ ａ ３Ｂ・・
・・・・支持脚、４・・・・・・円板、５ｉ 、５＊
ｅ ５ｇ・・・・・・歯状板、６．７・・・・・・圧電
振動子。 第１図 第２図 第３図 １ 第４図 第５１７１ ノ
るためのもので、第１図および第２図はその超音波振動
子に用いるリング状振動子の底面図および正面図、第３
図および第４図はその超音波振動子に用いる捻り結合子
の平面図および正面図、第５図はその超音波振動子の正
面図である。 １・・°・・・リング、３ｔ ａ ３ｘ ａ ３Ｂ・・
・・・・支持脚、４・・・・・・円板、５ｉ 、５＊
ｅ ５ｇ・・・・・・歯状板、６．７・・・・・・圧電
振動子。 第１図 第２図 第３図 １ 第４図 第５１７１ ノ
Claims (1)
- リング状振動子を厚さ方向に屈曲振動を好手段と、リン
グ状振動子の円周に沿って前記屈曲振動と同時に捻り振
動をさせる手段とを備えたことを特徴とする超音波振動
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59001873A JPS60148385A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 捻り・屈曲モ−ドのリング状超音波振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59001873A JPS60148385A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 捻り・屈曲モ−ドのリング状超音波振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148385A true JPS60148385A (ja) | 1985-08-05 |
Family
ID=11513670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59001873A Pending JPS60148385A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 捻り・屈曲モ−ドのリング状超音波振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60148385A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4697117A (en) * | 1985-11-27 | 1987-09-29 | Taga Electric Co., Ltd. | Rotary ultrasonic motor |
| JPH01117672A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Nec Corp | 超音波モータの駆動方法 |
| JPH01145168A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-07 | Nec Corp | 紙送り機構 |
| JPH0255584A (ja) * | 1988-08-15 | 1990-02-23 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波振動子及びそれを用いた超音波モータ |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP59001873A patent/JPS60148385A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4697117A (en) * | 1985-11-27 | 1987-09-29 | Taga Electric Co., Ltd. | Rotary ultrasonic motor |
| JPH01117672A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Nec Corp | 超音波モータの駆動方法 |
| JPH01145168A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-07 | Nec Corp | 紙送り機構 |
| JPH0588676B2 (ja) * | 1987-11-30 | 1993-12-24 | Nippon Electric Co | |
| JPH0255584A (ja) * | 1988-08-15 | 1990-02-23 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波振動子及びそれを用いた超音波モータ |
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