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JPH06319271A - 超音波駆動装置 - Google Patents

超音波駆動装置

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Publication number
JPH06319271A
JPH06319271A JP5128164A JP12816493A JPH06319271A JP H06319271 A JPH06319271 A JP H06319271A JP 5128164 A JP5128164 A JP 5128164A JP 12816493 A JP12816493 A JP 12816493A JP H06319271 A JPH06319271 A JP H06319271A
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JP
Japan
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ring
piezoelectric vibrator
shaped
drive device
shaped piezoelectric
Prior art date
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Granted
Application number
JP5128164A
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English (en)
Other versions
JP3235907B2 (ja
Inventor
Keisuke Honda
敬介 本多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Electronics Co Ltd
Original Assignee
Honda Electronics Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06319271A publication Critical patent/JPH06319271A/ja
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、リング状圧電振動子の側面に共振
板を装着して進行波を拡大伝達するようにした超音波駆
動装置を提供するものである。 【構成】 ケース5の突出部5aに超音波振動子1を装
着し、この超音波振動子1に扇形の共振板2を接着し、
円形に構成してステータ4が構成される。又、ロータ8
の円筒部6の中心に回転軸7が固着され、この回転軸7
はケース5に装着された軸受け9、10で回転可能に装
着され、又、ロータ8の円筒部6の摺動子6aがステー
タ4の共振板2に圧接されるようにするようにスラスト
軸受け11との間にバネ12が設けられている。このよ
うに構成した超音波駆動装置では、共振板2によって超
音波振動子1で発生した進行波が拡大伝達され、ロータ
8を効率よく駆動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄型のリング状圧電振
動子の側面に共振板を装着して進行波を拡大する超音波
駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、リング状振動子又は円盤状
振動子の両面に電極を形成し、これらの電極の中心に溝
を入れてそれぞれの電極を2つに分けるとともに、溝の
角度をずらし、2つに分けた両面の電極のそれぞれ一方
の電極に交流電圧を印加することにより、リング状振動
子又は円盤状振動子の側面及び両面に進行波を発生させ
た超音波駆動装置を提案した(特開昭64−30477
号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この超音波
駆動装置では、効率が約5%と低いため、この高効率化
が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、リング状圧電
振動子の両面に電極を設け、該電極に交流電圧を印加し
て進行波を発生するリング状圧電振動子を設けた超音波
駆動装置において、リング状圧電振動子の径より突出し
た複数枚の扇形状の共振板をリング状圧電振動子の片面
に円形に固着してステータを構成し、前記共振板の側面
にロータを圧接するものである。
【0005】
【作用】本発明では、リング状圧電振動子の側面に4分
割された電極を設け、これらの4分割された電極のそれ
ぞれ2つずつに90度位相の異なる交流電力を供給する
と、圧電振動子の端面又は側面に進行波が生じる。
【0006】この進行波は圧電振動子の側面に固着され
た扇形状の共振板に伝達されるが、この共振板はリング
状圧電振動子の径より突出しているため、それぞれの扇
形状の共振板が進行波の共振部材となり、振幅が拡大さ
れる。
【0007】従って、この共振板にロータを圧接する
と、駆動体は増幅された進行波により駆動され、その効
率は5%から20%に拡大される。
【0008】
【実施例】図1は本発明の実施例の超音波駆動装置のス
テータの平面図、図2は図1の側面図で、圧電振動子1
の側面に扇形状の多数の共振板2が内端2aを圧電振動
子1の孔1aにほぼ一致するように合わせてリング状の
合成樹脂3でリング状に接着され、共振板2の外端は2
bは圧電振動子1の径より突出されてほぼ円形に構成さ
れ、ステータ4が形成される。
【0009】図3は本発明の他の実施例の超音波駆動装
置のステータの平面図、図4は図3の側面図で、前記実
施例と同様に圧電振動子1の側面に扇形状の多数の共振
板2が内端2aを圧電振動子1の孔1aにほぼ一致する
ように合わせて、合成樹脂3aで扇形状の多数の共振板
2の間が接着され、共振板2の外端は2bは圧電振動子
1の径より突出されてほぼ円形に構成され、ステータ4
が形成される。
【0010】図5は、これらのステータ4を使用した超
音波駆動装置の構成図、図6は図5の超音波駆動装置の
ロータの平面図で、ロータ8は円筒部6を有し、ステー
タ4の共振板2と接触する摺動子6aは摺動用部材で構
成され、ロータ8の円筒部6の中心に回転軸7が固着さ
れており、又、圧電振動子1の孔1aにケース5の突出
部5aが挿入されて固定され、さらに、このロータ8の
回転軸7はケース5に設けた軸受け9、10で回転自在
に支持されるとともに、回転軸7にスラスト軸受け11
が装着され、スラスト軸受け11とロータ8の間に設け
られた板バネ12でロータ8の円筒部6の摺動子6aが
ステータ4の共振板2に圧接するように構成されてい
る。
【0011】このように構成された本実施例の超音波駆
動装置では、ロータ8の摺動子6aが板バネ12で共振
板2に圧接されているので、拡大された進行波によりロ
ータ8は効率良く回転し、その回転トルクが大きく、回
転軸7に接続された他の駆動体を効率良く駆動すること
ができる。
【0012】図7は本発明のさらに他の実施例の超音波
駆動装置の断面図で、1は超音波振動子、2は共振板、
5はケース、6は円筒部、7は回転軸、8はロータ、
9、10は軸受けで、これらの構成は上記実施例と同じ
であるので説明は省略するが、この実施例では、ロータ
8を共振板2に押圧するために板バネ12の代わりにコ
イルバネ112を使用している。
【0013】このように構成した本実施例において、上
記実施例と同様に共振板2で拡大された進行波によりロ
ータ8を効率よく回転し、そのトルクが大きく、回転軸
7に接続された他の駆動体を効率良く駆動することがで
きる。
【0014】さらに、本実施例の超音波駆動装置は、リ
ング状圧電振動子1の厚さが1mm〜1.5mmで構成
され、又、共振板2の厚さも1mm〜2mmで構成する
ことがてきるので、非常に小型化することができ、この
ような超音波駆動装置は電力の供給を断つとすぐに停止
するので、通常の電気モータのようにブレーキ手段を必
要とせず、音響機器のボリュームを回転するために使用
されたり、他の制御機器に使用することがてきる。
【0015】なお、前記実施例では、2枚の共振板の隙
間を圧電振動子1の電極分割ラインに合わせるように
し、又、扇形状の多数の共振板2を圧電振動子1の電極
の上に直接接着しても、リング状の合成樹脂3及び接着
用の合成樹脂3aによって絶縁されるが、電極の上にア
ルミにアルマイトを処理するなどの薄い絶縁板を設けた
り、又は、薄い絶縁板を接着しても扇形の共振板2の絶
縁をすることができ、さらに、この方法によって共振板
を一体成型することができる。
【0016】又、上記実施例では、共振板2を扇形に形
成したが、長方形の共振板を円形に並べ、外周が円形に
なるようにしてもよい。
【0017】図8は本発明の他の実施例の超音波駆動装
置の平面図、図9は図8の側面図で、リング状圧電振動
子1の両面に円形に扇形状の共振板2が接着され、又、
内端が合成樹脂3で固着されてステータ13が構成さ
れ、このステータ13は圧電振動子1の孔1aにケース
5の突出部5aが挿入されて固着されている。
【0018】又、圧電振動子1の両面の共振板2で挟ま
れるように突出部14aを設けた多数の摺動子14(図
では8個)は突出部14aの対向部に形成された溝14
bに輪ゴム15が挿入されることによって、ステータ1
3の共振板2に圧接されるが、この輪ゴム15の代わり
にリング状のバネで摺動子14をステータ13の共振板
2に圧接するようにしてもよい。
【0019】さらに、摺動子14の側面にそれぞれ2個
の突起16が間隔をあけて固着され、この突起16の間
にそれぞれ放射状に複数の支持体17の一端近傍が支持
され、これらの支持体17の他端は回転軸7に固着され
てロータ18が構成され、又、ロータ18の回転軸7は
ケース5に設けた軸受け9、10で支持されている。
【0020】このように構成された本実施例の超音波駆
動装置では、圧電振動子1の両面の共振板2の拡大され
た進行波によりロータ18がさらに高いトルクで回転さ
れ、効率が良いという利点がある。
【0021】図10は本発明の他の実施例の超音波駆動
装置のカバーを開いた平面図で、図11は図10の側面
断面図で、圧電振動子1の側面に4枚の長方形の共振板
19が対称に接着されてステータ20が構成され、この
ステータ20の圧電振動子1はその孔1aにケース5の
突出部5aが挿入されてケース5に固定されている。
【0022】又、このステータ20の1つの共振板19
の圧電振動子1から突出した部分は直線状に移動する駆
動体21の溝21aに挿入され、又、駆動体21はバネ
22、23でステータ20の共振板19に圧接される。
【0023】このように構成した本実施例の超音波駆動
装置では、長方形の共振板19で圧電振動子1の進行波
が拡大されて駆動体21が駆動されるので、駆動体21
を高いトルクで駆動することができる。
【0024】上記実施例では、ばらばらになった共振板
2を一体にしてステータを構成しているが、図11に示
すように、外端24aから内端部24bに向かって放射
状に切り込み25が設けられ、これらの切り込み25の
間に残された扇形の共振板26が内端部24bで接続さ
れた共振板24を圧電振動子1に接着しても同様にステ
ータを構成することができる。
【0025】この共振板24を圧電振動子1の電極の上
に直接接着する場合は電極間がショートするので、共振
板24に絶縁被膜をコーティングする。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波駆
動装置では、薄型のリング状圧電振動子に共振板を接着
することにより、圧電振動子に発生した進行波は共振板
の端面で拡大されるので、効率が5%から20%へと改
善され、又、電力の供給を停止すると、即座に停止する
ので、そのままで、位置決め制御やボリューム等の回転
用に使用することがてきるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の超音波駆動装置のステータの
平面図である。
【図2】図1の超音波駆動装置のステータの側面図であ
る。
【図3】本発明の他の実施例の超音波駆動装置のステー
タの平面図である。
【図4】図3の超音波駆動装置のステータの側面図であ
る。
【図5】本発明のさらに他の実施例の超音波駆動装置の
側面断面図である。
【図6】図5のロータの平面図である。
【図7】本発明のさらに他の実施例の超音波駆動装置の
側面断面図である。
【図8】本発明の他の実施例の超音波駆動装置のステー
タの平面図である。
【図9】図7の超音波駆動装置の側面断面図である。
【図10】本発明の他の実施例の超音波駆動装置のカバ
ーを開いた平面図である。
【図11】図11は超音波駆動装置の側面断面図であ
る。
【図12】本発明の他の実施例の共振板の平面図であ
る。
【符号の説明】
1 リング状圧電振動子 2 共振板 3、3a 合成樹脂 4、13 ステータ 5 ケース 6 円筒部 6a、14 摺動子 7 回転軸 8 ロータ 9、10 軸受け 11 スラスト軸受け 12 バネ 15 輪ゴム 16 突起 17 支持体 18 ロータ 19 共振板 20 ステータ 21 駆動体 22、23 バネ 24 共振板

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リング状圧電振動子の両面に電極を設
    け、該電極に交流電圧を印加して進行波を発生するリン
    グ状圧電振動子を設けた超音波駆動装置において、リン
    グ状圧電振動子の径より突出した複数枚の扇形状又は矩
    形状の共振板をリング状圧電振動子の片面に円形に固着
    してステータを構成し、前記共振板の側面にロータを圧
    接することを特徴とする超音波駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記共振板は内端部をリング状の合成樹
    脂で接着してリング状に一体に構成したことを特徴とす
    る請求項1記載の超音波駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記共振板は絶縁被膜をコーティングし
    たことを特徴とする請求項2記載の超音波駆動装置。
  4. 【請求項4】 リング状圧電振動子の両面に電極を設
    け、該電極に交流電圧を印加して進行波を発生するリン
    グ状圧電振動子を設けた超音波駆動装置において、リン
    グ状圧電振動子の径より突出した円板を、外端より内端
    に切り込みを設けて内端が接続された扇形状又は矩形状
    に形成し、かつ絶縁被膜でコーティングされた共振板を
    リング状圧電振動子の片面に円形に固着してステータを
    構成し、前記共振板の側面にロータを圧接することを特
    徴とする超音波駆動装置。
  5. 【請求項5】 リング状圧電振動子の両面に電極を設
    け、該電極に交流電圧を印加して進行波を発生するリン
    グ状圧電振動子を設けた超音波駆動装置において、リン
    グ状圧電振動子の径より突出した複数枚の扇形状の共振
    板をリング状圧電振動子の両側面に円形に固着して構成
    したステータと、該ステータの前記圧電振動子の両側面
    の共振板の外端にリング状の弾力性部材によって圧接す
    る摺動子と回転軸に接続される支持体とからなるロータ
    を設けたことを特徴とする超音波駆動装置。
  6. 【請求項6】 前記共振板は内端部を合成樹脂で接着し
    てリング状に一体に構成したことを特徴とする請求項5
    記載の超音波駆動装置。
  7. 【請求項7】 前記リング状の弾力性部材は輪ゴムであ
    ることを特徴とする請求項5記載の超音波駆動装置。
  8. 【請求項8】 前記リングの弾力性部材はリング状のバ
    ネであることを特徴とする請求項5記載の超音波駆動装
    置。
  9. 【請求項9】 リング状圧電振動子の両面に電極を設
    け、該電極に交流電圧を印加して進行波を発生するリン
    グ状圧電振動子を設けた超音波駆動装置において、リン
    グ状圧電振動子の径より突出した複数枚の長方形又は扇
    形の共振板をリング状圧電振動子の側面に対称に固着し
    てステータを構成し、該ステータの前記共振板の1つの
    外端に棒状の直線状に移動する被駆動体を圧接すること
    を特徴とする超音波駆動装置。
JP12816493A 1993-04-30 1993-04-30 超音波駆動装置 Expired - Fee Related JP3235907B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030016745A (ko) * 2001-08-21 2003-03-03 한국과학기술연구원 공진 진동자
WO2008084618A1 (ja) * 2007-01-10 2008-07-17 Konica Minolta Opto, Inc. 駆動装置

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