JP2601659B2 - 超音波駆動装置 - Google Patents
超音波駆動装置Info
- Publication number
- JP2601659B2 JP2601659B2 JP62187340A JP18734087A JP2601659B2 JP 2601659 B2 JP2601659 B2 JP 2601659B2 JP 62187340 A JP62187340 A JP 62187340A JP 18734087 A JP18734087 A JP 18734087A JP 2601659 B2 JP2601659 B2 JP 2601659B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric vibrator
- electrodes
- ultrasonic
- rotating body
- ring
- 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.)
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、リング状の圧電体振動子に分割電極を使用
した超音波駆動装置に関するものである。
した超音波駆動装置に関するものである。
従来技術 従来、圧電体振動子の薄型円盤の側面に回転振動を発
生させ、この圧電体振動子の側面に回転体を圧接させて
回転体を回転するようにした超音波モータが提案されて
いる。
生させ、この圧電体振動子の側面に回転体を圧接させて
回転体を回転するようにした超音波モータが提案されて
いる。
この従来の超音波モータでは、薄型円盤の側面に回転
振動を発生させるために、圧電体振動子の円盤を、中心
を通る線で複数に分割し、この円盤の各部に電圧をかけ
ることにより、円盤の各部に伸び縮みの差が生まれ、中
心から偏ったひずんだ形状になるが、このひずみをぐる
っと回転するように各部の電圧のかけかたを制御してや
ると、圧電体振動子の側面に接触している回転体が回転
する。
振動を発生させるために、圧電体振動子の円盤を、中心
を通る線で複数に分割し、この円盤の各部に電圧をかけ
ることにより、円盤の各部に伸び縮みの差が生まれ、中
心から偏ったひずんだ形状になるが、このひずみをぐる
っと回転するように各部の電圧のかけかたを制御してや
ると、圧電体振動子の側面に接触している回転体が回転
する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この従来の超音波モータでは、圧電体
振動子の円盤を分割し、これらの分割部分にかける電圧
を制御するために、構成が複雑で、また電圧を制御する
回路が複雑になるという問題があった。
振動子の円盤を分割し、これらの分割部分にかける電圧
を制御するために、構成が複雑で、また電圧を制御する
回路が複雑になるという問題があった。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、厚み方向に
分極したリング状の圧電体振動子と、該圧電体振動子の
両端面にそれぞれの隙間の分割線でほぼ２等分に分割さ
れ、かつ前記分割線が互いに所定の角度でずれている電
極と、該両端面のそれぞれ２等分に分割された電極のそ
れぞれ一方に接続された交流電源と、上記リング状圧電
体振動子の端面または側面に組合わせた回転体とからな
ることを特徴とする。
分極したリング状の圧電体振動子と、該圧電体振動子の
両端面にそれぞれの隙間の分割線でほぼ２等分に分割さ
れ、かつ前記分割線が互いに所定の角度でずれている電
極と、該両端面のそれぞれ２等分に分割された電極のそ
れぞれ一方に接続された交流電源と、上記リング状圧電
体振動子の端面または側面に組合わせた回転体とからな
ることを特徴とする。
作用 本発明によれば、リング状の圧電体振動子の両面にそ
れぞれの隙間の分割線で電極をそれぞれほぼ２等分に分
割し、圧電体振動子の一方の面の一方の分割電極と他方
の面の一方の電極の間または圧電体振動子の一方の面の
一方の分割電極と他方の面の他方の電極の間に交流電圧
を印加することにより、リング状の圧電体振動子の側面
または端面に正逆転する進行波を発生させることができ
るので、この圧電体振動子の端面または側面に回転体を
組合わせることにより回転体を正逆転させることができ
る。
れぞれの隙間の分割線で電極をそれぞれほぼ２等分に分
割し、圧電体振動子の一方の面の一方の分割電極と他方
の面の一方の電極の間または圧電体振動子の一方の面の
一方の分割電極と他方の面の他方の電極の間に交流電圧
を印加することにより、リング状の圧電体振動子の側面
または端面に正逆転する進行波を発生させることができ
るので、この圧電体振動子の端面または側面に回転体を
組合わせることにより回転体を正逆転させることができ
る。
実施例 第１図は、本発明の実施例の超音波駆動装置のステー
タの構成図で、圧電体振動子１の両面にそれ分割電極2
a、2b、3a、3bをそれぞれ設ける。これらの電極の隙間2
c、2d、3c、3dは第１図に示すように上下面で平行か、
または第２図に示すように上下面で90゜ずれている。
タの構成図で、圧電体振動子１の両面にそれ分割電極2
a、2b、3a、3bをそれぞれ設ける。これらの電極の隙間2
c、2d、3c、3dは第１図に示すように上下面で平行か、
または第２図に示すように上下面で90゜ずれている。
このように構成した本実施例のステータ４において、
例えば分割電極2aと3aを接続し、また分割電極2bと3bを
接続してその間に交流電圧をかけると、その共振周波数
で圧電体振動子１の側面及び端面に一方向に回転振動が
発生し、その周波数から少しずれた周波数の交流電圧を
印加すると、圧電体振動子１の側面及び端面に反対方向
の回転振動が発生する。
例えば分割電極2aと3aを接続し、また分割電極2bと3bを
接続してその間に交流電圧をかけると、その共振周波数
で圧電体振動子１の側面及び端面に一方向に回転振動が
発生し、その周波数から少しずれた周波数の交流電圧を
印加すると、圧電体振動子１の側面及び端面に反対方向
の回転振動が発生する。
また、第２図に示すように電極が90゜ずれたステータ
では、同様に、分割電極2aと3aを接続し、また分割電極
2bと3bを接続してその間に交流電圧をかけると、その共
振周波数で圧電体振動子１の側面及び端面に一方向に回
転振動が発生し、また、分割電極2aと3bを接続し、また
分割電極2bと3aを接続してその間に交流電圧をかける
と、その共振周波数で圧電体振動子１の側面及び端面に
反対方向の回転振動が発生する。
では、同様に、分割電極2aと3aを接続し、また分割電極
2bと3bを接続してその間に交流電圧をかけると、その共
振周波数で圧電体振動子１の側面及び端面に一方向に回
転振動が発生し、また、分割電極2aと3bを接続し、また
分割電極2bと3aを接続してその間に交流電圧をかける
と、その共振周波数で圧電体振動子１の側面及び端面に
反対方向の回転振動が発生する。
これは、交流電圧を印加すると、第３図（ｂ）に示す
ように圧電体振動子１の半分を展開して側面から見た場
合には、矢印Ａに示すように厚み方向の振動が発生する
とともに、側面方向に矢印Ｂに示すような振動が発生
し、さらに第３図（ａ）の矢印Ｃに示すように径方向の
振動が発生するため、この厚み方向、側面方向及び径方
向の振動が互いに合成して回転振動が発生するものと思
われる。
ように圧電体振動子１の半分を展開して側面から見た場
合には、矢印Ａに示すように厚み方向の振動が発生する
とともに、側面方向に矢印Ｂに示すような振動が発生
し、さらに第３図（ａ）の矢印Ｃに示すように径方向の
振動が発生するため、この厚み方向、側面方向及び径方
向の振動が互いに合成して回転振動が発生するものと思
われる。
このように、回転振動が発生した本実施例のステータ
４に、第４図に示すように回転体５を圧接すると、回転
体５は決められた周波数または電極2a、2b、3a、3bの電
圧の印加方向によって発生する回転振動により正逆転す
る。
４に、第４図に示すように回転体５を圧接すると、回転
体５は決められた周波数または電極2a、2b、3a、3bの電
圧の印加方向によって発生する回転振動により正逆転す
る。
第５図は、本発明の超音波駆動装置の１具体例の側面
断面図で、ケース６にベアリング７が設けられ、このベ
アリング７に回転体５の回転軸８が回転自在に支持され
ている。また、回転体５は軸方向の押圧に対して回転で
きるようにスラストベアリング９が装着されている。ま
た、ステータ４の電極を保護するために、耐摩耗性部材
10が回転体５とステータ４の間に介在され、さらにケー
ス６の底部にスプリングワッシャ11を介して底部材12が
固着されている。
断面図で、ケース６にベアリング７が設けられ、このベ
アリング７に回転体５の回転軸８が回転自在に支持され
ている。また、回転体５は軸方向の押圧に対して回転で
きるようにスラストベアリング９が装着されている。ま
た、ステータ４の電極を保護するために、耐摩耗性部材
10が回転体５とステータ４の間に介在され、さらにケー
ス６の底部にスプリングワッシャ11を介して底部材12が
固着されている。
このように構成された本発明の超音波駆動装置では、
交流電圧を印加することによって回転体５が正逆転する
ので、小型のモータとして使用することができる。
交流電圧を印加することによって回転体５が正逆転する
ので、小型のモータとして使用することができる。
第６図は、本発明の超音波駆動装置の他の具体例の側
面断面図で、ケース６にベアリング７が設けられ、この
ベアリング７に回転体５の回転軸８が回転自在に支持さ
れている。また、回転体５に複数のボール13が回転自在
に装着され、このボール13はケース６の内面に設けた支
持板14とステータ４の上面の接触板15との間に挟持され
ている。そして、ステータ４はケース６の底部にスプリ
ングワッシャ11を介して底部材12が固着されることによ
り、接触板15に圧接している。
面断面図で、ケース６にベアリング７が設けられ、この
ベアリング７に回転体５の回転軸８が回転自在に支持さ
れている。また、回転体５に複数のボール13が回転自在
に装着され、このボール13はケース６の内面に設けた支
持板14とステータ４の上面の接触板15との間に挟持され
ている。そして、ステータ４はケース６の底部にスプリ
ングワッシャ11を介して底部材12が固着されることによ
り、接触板15に圧接している。
このように構成された本発明の超音波駆動装置におい
ても、同様に交流電圧を印加することによって回転体５
が正逆転するので、小型のモータとして使用することが
できる。
ても、同様に交流電圧を印加することによって回転体５
が正逆転するので、小型のモータとして使用することが
できる。
なお、上記超音波駆動装置は１例であり、その他の構
成を取ることができることは言までもない。また、圧電
体振動子の分割電極の隙間のずれを、０゜、90゜につい
て示したが、45゜でもよいし、０゜から任意にずれたも
のでもよく、そのずれは適宜設定することができる。
成を取ることができることは言までもない。また、圧電
体振動子の分割電極の隙間のずれを、０゜、90゜につい
て示したが、45゜でもよいし、０゜から任意にずれたも
のでもよく、そのずれは適宜設定することができる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、圧電体振
動子の両面の電極をそれぞれ２分割し、それぞれの面で
分割電極のいずれか１つまたは２つの電極の間に交流電
圧を印加することにより、リング状の圧電体振動子の側
面または端面に正逆転する進行波を発生させることがで
きるので、この圧電体振動子の端面または側面に回転体
を組合わせることにより回転体を正逆転することができ
るので、小型モータやその他の駆動装置に使用すること
ができる。
動子の両面の電極をそれぞれ２分割し、それぞれの面で
分割電極のいずれか１つまたは２つの電極の間に交流電
圧を印加することにより、リング状の圧電体振動子の側
面または端面に正逆転する進行波を発生させることがで
きるので、この圧電体振動子の端面または側面に回転体
を組合わせることにより回転体を正逆転することができ
るので、小型モータやその他の駆動装置に使用すること
ができる。
第１図は本発明の実施例の超音波駆動装置のステータの
斜視図、第２図は本発明の他の実施例の超音波駆動装置
のステータの斜視図、第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明
の動作原理を説明するための図、第４図は本発明の実施
例の超音波駆動装置の側面図、第５図は本発明の超音波
駆動装置の具体例の側面断面図、第６図は本発明の超音
波駆動装置他の具体例の側面断面図である。 １……圧電体振動子、2a、2b、3a、3b……分割電極、2
c、2d、3c、3d……電極の隙間、４……ステータ、５…
…回転体。
斜視図、第２図は本発明の他の実施例の超音波駆動装置
のステータの斜視図、第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明
の動作原理を説明するための図、第４図は本発明の実施
例の超音波駆動装置の側面図、第５図は本発明の超音波
駆動装置の具体例の側面断面図、第６図は本発明の超音
波駆動装置他の具体例の側面断面図である。 １……圧電体振動子、2a、2b、3a、3b……分割電極、2
c、2d、3c、3d……電極の隙間、４……ステータ、５…
…回転体。
Claims (4)
- 【請求項１】厚み方向に分極したリング状の圧電体振動
子と、該圧電体振動子の両端面にそれぞれの隙間の分割
線でほぼ２等分に分割され、かつ前記分割線が互いに所
定の角度でずれている電極と、該両端面のそれぞれ２等
分に分割された電極のそれぞれ一方に接続された交流電
源と、上記リング状圧電体振動子の端面または側面に組
合わせた回転体とからなることを特徴とする超音波駆動
装置。 - 【請求項２】上記２分割された電極に印加する前記交流
電源からの交流電圧の所定の周波数を僅かに変更するこ
とにより、上記リング状の圧電体振動子の端面または側
面に発生する回転振動を正逆転させることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の超音波駆動装置。 - 【請求項３】上記電極の隙間のずれは互い45゜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波駆動
装置。 - 【請求項４】上記電極の隙間のずれは互い90゜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波駆動
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62187340A JP2601659B2 (ja) | 1987-07-26 | 1987-07-26 | 超音波駆動装置 |
| US07/221,718 US4945275A (en) | 1987-07-26 | 1988-07-20 | Ultrasonic driving device |
| EP88111832A EP0301430B1 (en) | 1987-07-26 | 1988-07-22 | An ultrasonic driving device |
| DE3889797T DE3889797T2 (de) | 1987-07-26 | 1988-07-22 | Ultraschalltreiberanordnung. |
| CA000573082A CA1292267C (en) | 1987-07-26 | 1988-07-26 | Ultrasonic driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62187340A JP2601659B2 (ja) | 1987-07-26 | 1987-07-26 | 超音波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6430477A JPS6430477A (en) | 1989-02-01 |
| JP2601659B2 true JP2601659B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=16204286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62187340A Expired - Fee Related JP2601659B2 (ja) | 1987-07-26 | 1987-07-26 | 超音波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601659B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0775475B2 (ja) * | 1987-10-15 | 1995-08-09 | 日本電気株式会社 | 超音波モータとその駆動方法 |
-
1987
- 1987-07-26 JP JP62187340A patent/JP2601659B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6430477A (en) | 1989-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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