JP2009268242A - Ultrasonic motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic motor efficiently driven at an optimum frequency without remarkably changing motor characteristics even if an environmental temperature change or a load temperature change occurs. <P>SOLUTION: The ultrasonic motor 10 is provided with an electrode for driving and an electrode for vibration detection. At least the electrode for vibration detection includes: an annular laminated piezoelectric element 20 divided into two portions to be line-symmetric with respect to a line-symmetric axis which is a center line in a plane of the piezoelectric element; an upper elastic body 30 in which a lower face 31 in contact with the laminated piezoelectric element 20 is diagonally cut; a lower elastic body 40 in which a face 42 in contact with the laminated piezoelectric element is diagonally cut; a rotor 52 driven in contact with a part of the upper elastic body 30; and a shaft 58 penetrating through the rotor 52, the upper elastic body 30, the laminated piezoelectric element 20 and the lower elastic body 40. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波振動を駆動力源として被駆動体を駆動する超音波モータに関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic motor that drives a driven body using ultrasonic vibration as a driving force source.

例えば、下記特許文献1には、振動子の縦振動とねじれ振動を合成して楕円振動を発生させ、ロータを回転させる超音波モータが提案されている。そして、下記特許文献1の図1には、振動子の分解斜視図が描かれており、振動子軸方向に対し斜めにカッティングされた弾性体の間に複数枚の圧電素子が挿入された構成となっている。また、該圧電素子の正電極は2分割されており、ここでは、それぞれA相、B相と称するものとする。   For example, Patent Document 1 below proposes an ultrasonic motor that rotates a rotor by synthesizing longitudinal vibration and torsional vibration of a vibrator to generate elliptical vibration. FIG. 1 of Patent Document 1 below shows an exploded perspective view of the vibrator, in which a plurality of piezoelectric elements are inserted between elastic bodies cut obliquely with respect to the vibrator axis direction. It has become. In addition, the positive electrode of the piezoelectric element is divided into two parts, which are referred to herein as A phase and B phase, respectively.

ここで、A相とB相に同位相の交番電圧を印加することで、棒状振動子に縦振動を発生させることができる。また、A相とB相に逆位相の交番電圧を印加することで、棒状振動子にねじれ振動を発生させることができる。尚、振動子の溝位置を調整して縦振動の共振周波数と、ねじれ振動の共振周波数を、ほぼ一致するようにしておく。そして、A相とB相にπ/2位相の異なる交番電圧を印加すると、縦振動とねじれ振動が同時に発生し、棒状弾性体上面に楕円振動を発生させることができる。棒状弾性体上面にロータを押圧することにより、ロータを時計方向(CW方向)若しくは反時計方向(CCW方向)に回転させることができる。
特開平9−117168号公報
Here, by applying an alternating voltage having the same phase to the A phase and the B phase, longitudinal vibration can be generated in the rod-shaped vibrator. Further, torsional vibration can be generated in the rod-shaped vibrator by applying alternating voltages having opposite phases to the A phase and the B phase. The groove position of the vibrator is adjusted so that the resonance frequency of the longitudinal vibration and the resonance frequency of the torsional vibration are substantially matched. When alternating voltages having different π / 2 phases are applied to the A phase and the B phase, longitudinal vibration and torsional vibration are generated simultaneously, and elliptical vibration can be generated on the upper surface of the rod-shaped elastic body. By pressing the rotor against the upper surface of the rod-shaped elastic body, the rotor can be rotated clockwise (CW direction) or counterclockwise (CCW direction).
JP-A-9-117168

しかしながら、環境の温度変化や負荷の温度変化があると、一般に共振周波数(縦振動共振周波数若しくはねじれ振動共振周波数)が変化する。上述した特許文献1に記載された超音波モータは、縦振動共振周波数若しくはねじれ振動共振周波数を検出するための手段を有していないため、環境の温度変化や負荷の変化があると、モータ特性が著しく変化してしまい、効率良く駆動できないと言う課題を有していた。   However, when there is a change in the environmental temperature or a change in the load temperature, the resonance frequency (longitudinal vibration resonance frequency or torsional vibration resonance frequency) generally changes. The ultrasonic motor described in Patent Document 1 described above does not have a means for detecting the longitudinal vibration resonance frequency or the torsional vibration resonance frequency. Therefore, if there is a change in environmental temperature or a change in load, the motor characteristics Has changed significantly and has a problem that it cannot be driven efficiently.

したがって本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、環境の温度変化や負荷の変化があっても、モータ特性が著しく変化することなく、最適な周波数で効率良く駆動することのできる超音波モータを提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to drive efficiently at an optimal frequency without causing a significant change in motor characteristics even when there are environmental temperature changes or load changes. It is an object to provide an ultrasonic motor capable of performing the above.

すなわち本発明は、駆動用電極と振動検出用電極を有し、少なくとも該振動検出用電極は、当該圧電素子の面内に存在する中心線となる線対称軸に対し線対称になるように2分割された環状の圧電素子と、自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度を有して上記圧電素子の第1の面と接触する他方の面を有する第1の柱状弾性体と、自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度をなして上記圧電素子の第2の面と接触する他方の面を有する第2の柱状弾性体と、上記第1の柱状弾性体の一部に接触して駆動されるロータと、を具備することを特徴とする。   In other words, the present invention has a drive electrode and a vibration detection electrode, and at least the vibration detection electrode 2 is line-symmetrical with respect to a line symmetry axis serving as a center line existing in the plane of the piezoelectric element. The divided annular piezoelectric element and the other surface having one surface in a direction orthogonal to the central axis of the divided piezoelectric element and contacting the first surface of the piezoelectric element with a predetermined angle with the one surface A first columnar elastic body having one surface in a direction perpendicular to the center axis of the first columnar elastic body, and the other surface in contact with the second surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface A second columnar elastic body, and a rotor driven in contact with a part of the first columnar elastic body.

また本発明は、駆動用電極と振動検出用電極を有し、当該圧電素子の面内に存在する中心線となる線対称軸に対し線対称になるように2分割された環状の圧電素子と、自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度を有して上記圧電素子の第1の面と接触する他方の面を有する第1の柱状弾性体と、自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度をなして上記圧電素子の第2の面と接触する他方の面を有する第2の柱状弾性体と、上記第1の柱状弾性体の一部に接触して駆動されるロータと、を具備し、上記圧電素子は、2分割されたもので負極性を有する第1及び第2の振動検出用電極を備えた第1のシートと、2分割されたもので正極性を有する第1及び第2の振動検出用電極を備えた第2のシートと、上記駆動用電極のうち第1の駆動用電極を備えた第3のシートと、上記駆動用電極のうち第2の駆動用電極を備えた第4のシートと、を有して該第3のシートと第4のシートが交互に複数枚積層された駆動電極用シートと、から成ることを特徴とする。   The present invention also includes an annular piezoelectric element having a driving electrode and a vibration detecting electrode, which is divided into two so as to be line symmetric with respect to a line symmetry axis serving as a center line existing in the plane of the piezoelectric element. The first columnar elastic body having one surface in a direction orthogonal to its central axis and having the other surface in contact with the first surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface And a second columnar elastic body having one surface in a direction orthogonal to its central axis and having the other surface in contact with the second surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface And a rotor driven in contact with a part of the first columnar elastic body, and the piezoelectric element is divided into two parts and has first and second vibration detections having negative polarity. A first sheet provided with an electrode, and first and second vibration detection electrodes divided into two and having positive polarity. Sheet, a third sheet having the first driving electrode among the driving electrodes, and a fourth sheet having the second driving electrode among the driving electrodes. It is characterized by comprising a drive electrode sheet in which a plurality of third sheets and fourth sheets are alternately laminated.

本発明によれば、環境の温度変化や負荷の変化があっても、モータ特性が著しく変化することなく、最適な周波数で効率良く駆動することのできる超音波モータを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic motor that can be efficiently driven at an optimum frequency without significantly changing motor characteristics even when there is a change in environmental temperature or load.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る超音波モータを示すもので、(a)は外観図、(b)は断面図である。
(First embodiment)
1A and 1B show an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is an external view and FIG. 1B is a cross-sectional view.

この超音波モータ10は、積層圧電素子20と、該積層圧電素子20を挟持する第1弾性体である上部弾性体30と、第2弾性体である下部弾性体40と、上部弾性体30の端部に接合される摩擦接触子51と、該摩擦接触子51と接触して駆動されるロータ52、ベアリング53、押圧部材55、バネ56、ナット57、及び上記積層圧電素子20、上部弾性体30、下部弾性体40の中空部に挿入されたシャフト58とから構成される。   The ultrasonic motor 10 includes a laminated piezoelectric element 20, an upper elastic body 30 that is a first elastic body sandwiching the laminated piezoelectric element 20, a lower elastic body 40 that is a second elastic body, and an upper elastic body 30. Friction contact 51 joined to the end, rotor 52 driven in contact with friction contact 51, bearing 53, pressing member 55, spring 56, nut 57, laminated piezoelectric element 20, upper elastic body 30 and a shaft 58 inserted into the hollow portion of the lower elastic body 40.

上部弾性体30は、中空円柱形状の黄銅やアルミニウムから成る金属材で構成されるもので、その下面31は、図示されるように、自身の中心軸と直交する面に対して斜めにカットされている。また、中空の内部には、後述する下部弾性体40の雄ねじ44と螺合するように雌ねじ32が形成されている。   The upper elastic body 30 is made of a metal material made of hollow cylindrical brass or aluminum, and its lower surface 31 is cut obliquely with respect to a plane orthogonal to its central axis as shown in the figure. ing. A female screw 32 is formed in the hollow interior so as to be screwed with a male screw 44 of the lower elastic body 40 described later.

下部弾性体40は、円柱形状で、且つ中心部分は凸部41が形成された金属材で構成されている。そして、凸部41が形成されて、後述するように積層圧電素子20が載置される面42は、上部弾性体30の下面31に対向して斜めにカットされている。また、下部弾性体40の外周面には、溝部43が形成されている。この下部弾性体40の凸部41の上部外周面には、上述した上部弾性体30の雌ねじ32と螺合するための雄ねじ44が形成されている。更に、下部弾性体40の中空内部の所定の位置、すなわち振動子の縦振動の節部に相当する位置には、雌ねじ45が形成されている。   The lower elastic body 40 has a cylindrical shape and is formed of a metal material having a convex portion 41 at the center. And the convex part 41 is formed and the surface 42 on which the laminated piezoelectric element 20 is placed is cut obliquely so as to face the lower surface 31 of the upper elastic body 30 as will be described later. Further, a groove 43 is formed on the outer peripheral surface of the lower elastic body 40. On the upper outer peripheral surface of the convex portion 41 of the lower elastic body 40, a male screw 44 is formed for screwing with the female screw 32 of the upper elastic body 30 described above. Furthermore, a female screw 45 is formed at a predetermined position inside the hollow of the lower elastic body 40, that is, at a position corresponding to a node of longitudinal vibration of the vibrator.

シャフト58の略中央部には、下部弾性体40の雌ねじ45と螺合するための雄ねじ59が形成されており、上部先端部にも雌ねじ60が形成されている。摩擦接触子51は、円環形状のPPS等のエンジニアリングプラスチックから成るもので、上部弾性体30とロータ52の間に設けられる。ロータ52は、中空のアルミナセラミクスで構成されるもので、その中空内部には円環状のベアリング53が挿入されている。   A male screw 59 for screwing with the female screw 45 of the lower elastic body 40 is formed at a substantially central portion of the shaft 58, and a female screw 60 is also formed at the upper end portion. The friction contact 51 is made of an engineering plastic such as an annular PPS, and is provided between the upper elastic body 30 and the rotor 52. The rotor 52 is composed of hollow alumina ceramics, and an annular bearing 53 is inserted into the hollow.

次に、本超音波モータ10の組み立て手順を説明する。   Next, an assembly procedure of the ultrasonic motor 10 will be described.

先ず、積層圧電素子20が、上部弾性体30と下部弾性体40の間に設置される。その際、上部弾性体30と積層圧電素子20は、下部弾性体40の凸部41が下方より嵌挿される。そして、凸部41の雄ねじ44と上部弾性体30の中空部の雌ねじ32とが螺合する。次いで、上部弾性体30の上面に、円環形状の摩擦接触子51が、接着剤が用いられて接着される。その後、シャフト58が上部弾性体30の上方から挿入されて、該シャフト58の略中央部の雄ねじ59と下部弾性体40の雌ねじ45を螺合させる。   First, the laminated piezoelectric element 20 is installed between the upper elastic body 30 and the lower elastic body 40. At that time, the upper elastic body 30 and the laminated piezoelectric element 20 are fitted with the convex portions 41 of the lower elastic body 40 from below. Then, the male screw 44 of the convex portion 41 and the female screw 32 of the hollow portion of the upper elastic body 30 are screwed together. Next, the annular frictional contact 51 is bonded to the upper surface of the upper elastic body 30 using an adhesive. Thereafter, the shaft 58 is inserted from above the upper elastic body 30, and the male screw 59 at the substantially central portion of the shaft 58 and the female screw 45 of the lower elastic body 40 are screwed together.

ここまでで構成される部品が、本実施形態に於ける超音波モータ10の振動子、若しくは超音波振動子と称される。尚、詳細は後述するが、下部弾性体40の雌ねじ45の位置は、該振動子の共振縦振動モードのほぼ節位置となる位置に設けられている。   The component constituted so far is referred to as a vibrator of the ultrasonic motor 10 or an ultrasonic vibrator in the present embodiment. Although details will be described later, the position of the female screw 45 of the lower elastic body 40 is provided at a position that is substantially the node position of the resonance longitudinal vibration mode of the vibrator.

その後、シャフト58の上方からベアリング53が挿入されたロータ52、ベアリング53の内周部を下方に押圧する押圧部材55、バネ56、ナット57の順に挿入する。こうして、ロータ52の摩擦接触子51への押圧力が適正になるように、シャフト58の雌ねじ60との状態によってナット57の位置が調整される。   Thereafter, the rotor 52 into which the bearing 53 is inserted, the pressing member 55 that presses the inner peripheral portion of the bearing 53 downward, the spring 56, and the nut 57 are inserted in this order from above the shaft 58. Thus, the position of the nut 57 is adjusted according to the state of the shaft 58 with the female screw 60 so that the pressing force of the rotor 52 to the frictional contact 51 becomes appropriate.

次に、本実施形態に用いられる積層圧電素子20の詳細について、図2乃至図4を参照して説明する。   Next, details of the laminated piezoelectric element 20 used in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は積層圧電素子20の外観図、図3は図2の積層圧電素子20を上方から見た図、図4は積層圧電素子20の内部電極の構造を示した図である。   2 is an external view of the laminated piezoelectric element 20, FIG. 3 is a view of the laminated piezoelectric element 20 of FIG. 2 as viewed from above, and FIG. 4 is a view showing the structure of the internal electrodes of the laminated piezoelectric element 20.

この積層圧電素子は、複数の圧電シートが積層されて構成されたものである。   This laminated piezoelectric element is configured by laminating a plurality of piezoelectric sheets.

先ず、図4に於いて、積層圧電素子20の最下面の圧電シート1251 について説明する。 First, referring to FIG. 4, will be described piezoelectric sheets 125 1 the lowermost surface of the laminated piezoelectric element 20.

圧電シートの材質は、例えば、厚さ約100μmのチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックス素子(以下、PZTと記す)である。PZTとしては、Qm値の大きなハード系材料を選択している。Qm値は約1800である。   The material of the piezoelectric sheet is, for example, a lead zirconate titanate piezoelectric ceramic element (hereinafter referred to as PZT) having a thickness of about 100 μm. As PZT, a hard material having a large Qm value is selected. The Qm value is about 1800.

円環状の圧電シート1251 の片面(ここでは表面)側には、図4に示されるように、圧電シート1251 の中心線となる線対称軸Oに対して片側2分割(内部電極A−201a、内部電極C−201c)、反対側2分割(内部電極B−201b、内部電極D−201d)の、全体で4分割された内部電極が設けられている。図4に示されるように、端部からは、例えば0.3mm程度、内部電極を有しない領域を持たせている。但し、各電極領域の一部は、後述する外部電極と電気的に導通させるために、圧電シート端部まで引き出されて電極導出部201a1 、201b1 、201c1 、201d1 が設けられている。内部電極の材質は、例えば、厚さ約4μmの銀パラジウム合金である。また、各電極の間は、絶縁を保持するように、所定の間隔を有している。 On one side (here, the front surface) side of the annular piezoelectric sheet 125 1 , as shown in FIG. 4, one side is divided into two with respect to the line symmetry axis O which is the center line of the piezoelectric sheet 125 1 (internal electrode A−). 201a, internal electrode C-201c), and the opposite side divided into two (internal electrode B-201b, internal electrode D-201d). As shown in FIG. 4, a region having no internal electrode is provided from the end, for example, about 0.3 mm. However, a part of each electrode region is drawn out to the end of the piezoelectric sheet and is provided with electrode lead-out portions 201a 1 , 201b 1 , 201c 1 , 201d 1 in order to electrically connect with external electrodes to be described later. . The material of the internal electrode is, for example, a silver palladium alloy having a thickness of about 4 μm. Each electrode has a predetermined interval so as to maintain insulation.

次に、積層圧電素子20のうち、最下面の圧電シート1251 から1つ上側の圧電シート2252 について説明する。 Next, the piezoelectric sheet 225 2 that is one upper than the lowermost piezoelectric sheet 125 1 in the laminated piezoelectric element 20 will be described.

圧電シート1251 と同様に、円環状の圧電シートの片面(表面側)には、図4に示されるように、線対称軸Oに対して、片側2分割(内部電極A+202a、内部電極C+202c)、反対側2分割(内部電極B+202b、内部電極D+202d)の、全体で4分割された内部電極が圧電シート2252 の表面に設けられている点は、圧電シート1251 と同様である。つまり、内部電極A−201aの上に内部電極A+202a、内部電極B−201bの上に内部電極B+202b、内部電極C−201cの上に内部電極C+202c、内部電極D−201dの上に内部電極D+202dが、それぞれ重ね合わされる。但し、外部電極と接するための電極導出部201a2 、201b2 、201c2 、201d2 が設けられている位置のみ、圧電シート1251 と異なっている。 Like the piezoelectric sheets 125 1, the annular piezoelectric sheet one side is (the surface side), as shown in FIG. 4, with respect to the line symmetry axis O, one bisected (internal electrodes A + 202a, the internal electrode C + 202c) , opposite bisected (internal electrodes B + 202b, the internal electrodes D + 202d) of the point where total four divided internal electrodes are provided on the piezoelectric sheet 225 and second surface, which is similar to the piezoelectric sheet 125 1. That is, the internal electrode A + 202a is formed on the internal electrode A-201a, the internal electrode B + 202b is formed on the internal electrode B-201b, the internal electrode C + 202c is formed on the internal electrode C-201c, and the internal electrode D + 202d is formed on the internal electrode D-201d. , Respectively. However, only the positions where the electrode lead-out portions 201a 2 , 201b 2 , 201c 2 , 201d 2 for contacting the external electrodes are different from the piezoelectric sheet 125 1 .

圧電シートは下から、圧電シート1251 、圧電シート2252 、圧電シート1251 、圧電シート2252 、…、圧電シート1251 、圧電シート2252 の順で積層され、最後の圧電シート2252 の上には絶縁シート26が重ねられる。この絶縁シート26は、内部電極が印刷されていない圧電材により構成される。 The piezoelectric sheets from below, the piezoelectric sheets 125 1, the piezoelectric sheets 225 2, the piezoelectric sheets 125 1, the piezoelectric sheets 225 2, ..., the piezoelectric sheets 125 1, are stacked in this order piezoelectric sheets 225 2, the last of the piezoelectric sheets 225 2 An insulating sheet 26 is overlaid thereon. The insulating sheet 26 is made of a piezoelectric material on which internal electrodes are not printed.

こうして積層された積層圧電素子20は、プレス後、高温で焼結される。   The laminated piezoelectric element 20 thus laminated is sintered at a high temperature after pressing.

その後、図2に示されるように、内部電極A+202aの電極導出部202a2 と接触する位置に外部電極A+21a、内部電極A−201aの電極導出部201a1 と接触する位置に外部電極A−21b、内部電極C+202cの電極導出部202c2 と接触する位置に外部電極C+23a、内部電極C−201cの電極導出部201c1 と接触する位置に外部電極C−23bが設けられる。同様に、これらの外部電極と反対側は、図3に示されるように、内部電極B+202bの電極導出部202b2 と接触する位置に外部電極B+22a、内部電極B−201bの電極導出部201b1 と接触する位置に外部電極B−22b、内部電極D+202dの電極導出部202d2 と接触する位置に外部電極D+24a、内部電極D−201dの電極導出部201d1 と接触する位置に外部電極D−24bが設けられる。 Thereafter, as shown in FIG. 2, the internal electrodes A + 202a of external electrodes A + 21a at a position in contact with the electrode lead-out portion 202a 2, the internal electrodes A-201a of the electrode lead portion 201a 1 and the external electrodes A-21b to a position in contact, internal electrode C + 202c of the electrode lead-out portion 202c 2 and the contact to the external electrode C + 23a in position, the external electrode C-23b is provided at a position in contact with the electrode lead-out portion 201c 1 of the internal electrodes C-201c. Similarly, the opposite side of these external electrodes, as shown in FIG. 3, the external electrodes B + 22a at a position in contact with the electrode lead portion 202b 2 of the internal electrode B + 202b, and the electrode lead portion 201b 1 of the internal electrode B-201b external electrodes B-22b to a position in contact, the external electrodes D + 24a at a position in contact with the electrode lead-out portion 202d 2 of the internal electrodes D + 202d, the external electrodes D-24b to a position in contact with the electrode lead-out portion 201d 1 of the internal electrodes D-201d Provided.

最後に、各電極の+極と−極間に高電圧を印加して圧電素子を分極し、圧電的に活性化させる。尚、弾性体と接する上面、下面は鏡面に近い状態までラップしておく。
そして、外部電極A+21a、A−21bと、外部電極B+22a、B−22bをモータ駆動用の駆動電極、外部電極C+23a、C−23bと、外部電極D+24a、D−24bを振動検出用の検出電極とする。
Finally, a high voltage is applied between the + and − poles of each electrode to polarize the piezoelectric element and activate it piezoelectrically. Note that the upper and lower surfaces in contact with the elastic body are wrapped to a state close to a mirror surface.
The external electrodes A + 21a and A-21b, the external electrodes B + 22a and B-22b are driving electrodes for motor driving, the external electrodes C + 23a and C-23b, and the external electrodes D + 24a and D-24b are detection electrodes for vibration detection. To do.

また、第1の実施形態に於いては、下部弾性体40の斜めにカットされている面42の上側に駆動電極を、下側に検出電極を配置するようにしている。   In the first embodiment, the drive electrode is disposed above the obliquely cut surface 42 of the lower elastic body 40 and the detection electrode is disposed below.

次に、本第1の実施形態に於ける超音波モータ10の振動子の動作について、図5を参照して説明する。   Next, the operation of the vibrator of the ultrasonic motor 10 in the first embodiment will be described with reference to FIG.

積層圧電素子20が伸びると、図5(a)に示されるように、上部弾性体30に力Fを及ぼし、且つ下部弾性体40に力Gを及ぼす。すると、それぞれの力の分力を考えると、F1とG1はねじれ振動を発生する力となり、F2とG2は縦振動を発生させる力となる。   When the laminated piezoelectric element 20 extends, a force F is applied to the upper elastic body 30 and a force G is applied to the lower elastic body 40 as shown in FIG. Then, considering the component of each force, F1 and G1 are forces that generate torsional vibration, and F2 and G2 are forces that generate longitudinal vibration.

積層圧電素子20が縮むと、ベクトルの向きが逆になるが、やはり上述した縦振動とねじれ振動を発生させる力が生じることがわかる。外部電極A(A+,A−)、外部電極B(B+,B−)に同位相の交番電圧を印加すると、図5(b)に示されるように、共振縦振動モードのみが励起される。   It can be seen that when the laminated piezoelectric element 20 is contracted, the direction of the vector is reversed, but the force for generating the above-described longitudinal vibration and torsional vibration is also generated. When an alternating voltage having the same phase is applied to the external electrode A (A +, A−) and the external electrode B (B +, B−), only the resonance longitudinal vibration mode is excited as shown in FIG.

また、外部電極A(A+,A−)、外部電極B(B+,B−)に逆位相(位相差π)の交番電圧を印加すると、図5(c)に示されるような、上部弾性体30と下部弾性体40とが逆方向に回転する共振ねじれ振動モードのみが励起される。   Further, when an alternating voltage having an opposite phase (phase difference π) is applied to the external electrode A (A +, A−) and the external electrode B (B +, B−), the upper elastic body as shown in FIG. Only the resonant torsional vibration mode in which 30 and the lower elastic body 40 rotate in opposite directions is excited.

尚、下部弾性体40の溝部43より下方(積層圧電素子20と反対側)の長さ寸法を変化させ、溝部43の相対位置を適切な位置とすることで、共振縦振動モードと共振ねじれ振動の共振周波数をほぼ一致させる。   Note that by changing the length dimension of the lower elastic body 40 below the groove portion 43 (opposite to the laminated piezoelectric element 20) and setting the relative position of the groove portion 43 to an appropriate position, the resonance longitudinal vibration mode and the resonance torsional vibration are obtained. Are substantially matched.

ロータ52を押圧していくと、縦共振周波数及びねじれ共振周波数が共に上昇していく。ここで、共振縦振動モードの共振周波数の上昇する変化率の方が大きいので、ロータを押圧させない振動子単体では、共振ねじれ振動モードの共振周波数より共振縦振動モードの共振周波数を僅かに下げておく。   As the rotor 52 is pressed, both the longitudinal resonance frequency and the torsional resonance frequency increase. Here, since the rate of change in which the resonance frequency of the resonance longitudinal vibration mode increases is larger, the resonance frequency of the resonance longitudinal vibration mode is slightly lower than the resonance frequency of the resonance torsional vibration mode in a single vibrator that does not press the rotor. deep.

いま、A相(外部電極A(A+,A−))とB相(外部電極B(B+,B−))に同位相、逆位相以外の位相差、例えば、±π/2を与えて駆動すると、共振縦振動モードと共振ねじれ振動モードが両方とも励起する。すると、図5(d)に示されるように、振動子の上面の摩擦接触子51近傍に、CW若しくはCCWの楕円運動を発生させることができる。   Now, the phase A (external electrode A (A +, A−)) and phase B (external electrode B (B +, B−)) are applied with a phase difference other than in-phase and anti-phase, for example, ± π / 2. Then, both the resonant longitudinal vibration mode and the resonant torsional vibration mode are excited. Then, as shown in FIG. 5D, an elliptical motion of CW or CCW can be generated in the vicinity of the frictional contact 51 on the upper surface of the vibrator.

次に、振動検出相のC相(外部電極C(C+,C−))、振動検出相のD相(外部電極D(D+,D−))から得られる信号について説明する。   Next, signals obtained from the vibration detection phase C phase (external electrode C (C +, C−)) and the vibration detection phase D phase (external electrode D (D +, D−)) will be described.

上述したA相、B相に、同位相の縦振動共振周波数の交番電圧を印加すると、C相とD相を並列順接続した場合(外部電極C+とD+を結線、外部電極C−とD−を結線:並列順接続相と定義する)は、縦振動に比例する信号が得られる。また、C相とD相を並列逆接続した場合(外部電極C+とD−を結線、外部電極C−とD+を結線:並列逆接続相と定義する)は信号が出ない。   When an alternating voltage having a longitudinal vibration resonance frequency of the same phase is applied to the A phase and the B phase, the C phase and the D phase are connected in parallel in order (the external electrodes C + and D + are connected, and the external electrodes C− and D− are connected). Is defined as a parallel forward connection phase), a signal proportional to the longitudinal vibration is obtained. Further, when the C phase and the D phase are reversely connected in parallel (the external electrodes C + and D− are connected and the external electrodes C− and D + are connected: defined as a parallel reverse connection phase), no signal is output.

一方、A相、B相に逆位相のねじれ振動共振周波数の交番電圧を印加すると、C相とD相を並列順接続した並列順接続相からは信号が出ない。しかしながら、C相とD相を並列逆接続した並列逆接続相からは、ねじれ振動に比例する信号が得られる。   On the other hand, when an alternating voltage having a torsional vibration resonance frequency of opposite phase is applied to the A phase and the B phase, no signal is output from the parallel forward connection phase in which the C phase and the D phase are connected in parallel. However, a signal proportional to torsional vibration is obtained from the parallel reverse connection phase in which the C phase and the D phase are reversely connected in parallel.

次に、本実施形態に於ける超音波モータ10の動作について説明する。   Next, the operation of the ultrasonic motor 10 in this embodiment will be described.

図1に示される超音波モータ10に於いて、A相とB相に、位相の異なる交番電圧を印加して、振動子の摩擦接触子51の位置で楕円振動を発生させる。すると、ロータ52は、CW若しくはCCW方向に回転する。ここで、C相、D相に関する並列逆接続相からは、ねじれ振動に比例する信号が発生する。したがって、駆動周波数は、その信号の大きさが最大となるように常にフィードバックを行い、ねじれ振動が極大となるような最適な周波数で駆動するようにする。   In the ultrasonic motor 10 shown in FIG. 1, alternating voltages having different phases are applied to the A phase and the B phase, and elliptical vibration is generated at the position of the frictional contact 51 of the vibrator. Then, the rotor 52 rotates in the CW or CCW direction. Here, a signal proportional to the torsional vibration is generated from the parallel reverse connection phase relating to the C phase and the D phase. Therefore, the drive frequency is always fed back so that the magnitude of the signal is maximized, and the drive frequency is driven at an optimum frequency that maximizes the torsional vibration.

このように、第1の実施形態では、積層圧電素子に振動検出領域を設け、ねじれ振動のみを検出できるようにしたため、ねじれ振動が常に最大となるような周波数でモータを駆動することができる。その結果、周囲の環境温度やモータにかかる負荷変動があっても、常に安定してモータを駆動することができる。   As described above, in the first embodiment, since the vibration detection region is provided in the multilayer piezoelectric element so that only the torsional vibration can be detected, the motor can be driven at a frequency at which the torsional vibration is always maximized. As a result, the motor can always be driven stably even if there are ambient environmental temperatures and load fluctuations applied to the motor.

尚、本第1の実施形態では、C相、D相に関して、並列逆接続相の信号を取り出したが、並列順接続相の信号を取り出して、その信号の大きさが極大になるように駆動周波数を調節しても良い。   In the first embodiment, the signal of the parallel reverse connection phase is extracted with respect to the C phase and the D phase. However, the signal of the parallel forward connection phase is extracted and driven so that the magnitude of the signal is maximized. The frequency may be adjusted.

(第1の変形例)
次に、第1の実施形態の変形例について説明する。
(First modification)
Next, a modification of the first embodiment will be described.

図6は、本発明の第1の実施形態の第1の変形例による超音波モータ10aの断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of an ultrasonic motor 10a according to a first modification of the first embodiment of the present invention.

尚、以下に述べる第1乃至第5の変形例に於いて、超音波モータの基本的な構成及び動作については、上述した第1の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the first to fifth modifications described below, the basic configuration and operation of the ultrasonic motor are the same as those in the first embodiment described above. The same reference numerals are assigned to the same parts, illustration and detailed description thereof are omitted, and only different parts will be described.

この第1の変形例では、超音波モータ10aの下部弾性体40を、第1下部弾性体65と第2下部弾性体71とで構成している点が、上述した第1の実施形態と異なっている。   In the first modification, the lower elastic body 40 of the ultrasonic motor 10a is composed of a first lower elastic body 65 and a second lower elastic body 71, which is different from the first embodiment described above. ing.

図6に於いて、第1下部弾性体65は中空円柱形状で、積層圧電素子20が載置される面66は、上部弾性体30の下面31に対向して斜めにカットされている。また、第2下部弾性体71は、中空円柱形状で、且つ中心部分は凸部75が形成された金属材で構成されている。そして、第1下部弾性体65と接触する部分の外周面には、溝部72が形成されている。   In FIG. 6, the first lower elastic body 65 has a hollow cylindrical shape, and the surface 66 on which the laminated piezoelectric element 20 is placed is cut obliquely so as to face the lower surface 31 of the upper elastic body 30. Further, the second lower elastic body 71 is formed of a metal material having a hollow cylindrical shape and a central portion on which a convex portion 75 is formed. A groove portion 72 is formed on the outer peripheral surface of the portion in contact with the first lower elastic body 65.

また、第2下部弾性体71の凸部75の上部外周面には、上部弾性体30の雌ねじ32と螺合するための雄ねじ74が形成されている。更に、第2下部弾性体71の中空内部の所定の位置、すなわち振動子の縦振動の節部に相当する位置には、雌ねじ66が形成されている。   Further, a male screw 74 is formed on the upper outer peripheral surface of the convex portion 75 of the second lower elastic body 71 to be screwed with the female screw 32 of the upper elastic body 30. Furthermore, a female screw 66 is formed at a predetermined position inside the hollow of the second lower elastic body 71, that is, at a position corresponding to a node of longitudinal vibration of the vibrator.

そして、この超音波モータ10aの組み立て手順は、先ず、積層圧電素子20が、上部弾性体30と第1下部弾性体65の間に設置される。そして、第2下部弾性体71の凸部73が、第1下部弾性体65の中空部分より嵌挿され、凸部75の雄ねじ44と上部弾性体30の中空部の雌ねじ32とが螺合する。その後は、上述した第1の実施形態と同様である。   In the assembling procedure of the ultrasonic motor 10a, the laminated piezoelectric element 20 is first installed between the upper elastic body 30 and the first lower elastic body 65. And the convex part 73 of the 2nd lower elastic body 71 is inserted from the hollow part of the 1st lower elastic body 65, and the external thread 44 of the convex part 75 and the internal thread 32 of the hollow part of the upper elastic body 30 are screwed together. . The subsequent steps are the same as in the first embodiment described above.

尚、第2下部弾性体71の直径最大部位の長さ寸法を変化させ、溝部72の相対位置を適切な位置とすることで、共振縦振動モードと共振ねじれ振動の共振周波数をほぼ一致させることができる。   In addition, by changing the length dimension of the maximum diameter portion of the second lower elastic body 71 and setting the relative position of the groove 72 to an appropriate position, the resonant longitudinal vibration mode and the resonant frequency of the resonant torsional vibration are substantially matched. Can do.

この第1の変形例によっても、上述した第1の実施形態と全く同様な動作、効果を発揮することができる。   Also according to the first modification, the same operation and effect as those of the first embodiment described above can be exhibited.

(第2の変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第2の変形例を説明する。
(Second modification)
Next, a second modification of the first embodiment of the present invention will be described.

図7は、第1の実施形態の第2の変形例を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。   FIG. 7 shows a second modification of the first embodiment and is a diagram showing the structure of the internal electrodes of the laminated piezoelectric element.

この第2の変形例では、振動検出電極が線対称軸Oの片側について、駆動電極の上部に設けられている点が、上述した第1の実施形態と異なっている。   The second modification is different from the first embodiment described above in that the vibration detection electrode is provided on the upper side of the drive electrode on one side of the line symmetry axis O.

すなわち、下部弾性体40の斜めにカットされている面42の上側に検出電極を、下側に駆動電極を配置するようにしている。   That is, the detection electrode is arranged on the upper side of the obliquely cut surface 42 of the lower elastic body 40 and the drive electrode is arranged on the lower side.

円環状の圧電シート1811 の片面(ここでは表面)側には、図7に示されるように、線対称軸Oを挟んで、一方が、上側から内部電極C−205c、内部電極A−205aが、他方が、上側から内部電極D−205d、内部電極B−205bが、それぞれ配置されている。また、この圧電シート1811 の上に載置される圧電シート2812 の片面側には、線対称軸Oを挟んで、一方が、上側から内部電極C+206c、内部電極A+206aが、他方が、上側から内部電極D+206d、内部電極B+206bが、それぞれ配置されている。 On one side (here, the front surface) side of the annular piezoelectric sheet 1811, as shown in FIG. 7, one of the internal electrode C-205 c and the internal electrode A-205 a is inserted from the upper side with the line symmetry axis O in between. However, on the other side, an internal electrode D-205d and an internal electrode B-205b are respectively arranged from the upper side. Further, the one surface side of the piezoelectric sheet 281 2 placed on top of the piezoelectric sheet 1811, across the line symmetry axis O, one of the internal electrodes from an upper C + 206c, the internal electrodes A + 206a, the other, from the upper side An internal electrode D + 206d and an internal electrode B + 206b are respectively arranged.

そして、それぞれの内部電極A−205a、B−205b、C−205c、D−205d、A+206a、B+206b、C+206c、D+206dには、外部電極と電気的に導通させるための電極導出部205a1 、205b1 、205c1 、205d1 、206a1 、206b1 、206c1 、206d1 が設けられている。 The internal electrodes A-205a, B-205b, C-205c, D-205d, A + 206a, B + 206b, C + 206c, and D + 206d have electrode lead-out portions 205a 1 and 205b 1 that are electrically connected to external electrodes. , 205c 1 , 205d 1 , 206a 1 , 206b 1 , 206c 1 , 206d 1 are provided.

この第2の変形例によっても、上述した第1の実施形態と全く同様な動作、効果を発揮することができる。   Also according to the second modification, the same operation and effect as those of the first embodiment described above can be exhibited.

(第3の変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第3の変形例を説明する。
(Third Modification)
Next, a third modification of the first embodiment of the present invention will be described.

図8は、第1の実施形態の第3の変形例を示すもので、超音波モータ10bの断面図である。   FIG. 8 shows a third modification of the first embodiment, and is a cross-sectional view of the ultrasonic motor 10b.

上述した第1の変形例では下部弾性体を2つに分けていたが、この第3の変形例では、更に第1下部弾性体と上部弾性体を、それぞれ2つの弾性体に分けている。   In the first modified example described above, the lower elastic body is divided into two, but in the third modified example, the first lower elastic body and the upper elastic body are further divided into two elastic bodies, respectively.

すなわち、上部弾性体を、摩擦接触子51側に配置されて外周面に対して両側が垂直にカットされた面を有する第1上部弾性体30aと、この第1上部弾性体30aと積層圧電素子20との間に配置された第2上部弾性体35とで構成している。同様に、第1下部弾性体を、第2下部弾性体71に隣接した第1下部弾性体65aと、この第1下部弾性体65aと積層圧電素子20との間に配置された第3下部弾性体68で構成している。   That is, the upper elastic body is disposed on the friction contact 51 side and has a first upper elastic body 30a having a surface cut on both sides perpendicular to the outer peripheral surface, and the first upper elastic body 30a and the laminated piezoelectric element. 20 and the second upper elastic body 35 disposed between them. Similarly, the first lower elastic body is composed of a first lower elastic body 65a adjacent to the second lower elastic body 71 and a third lower elastic body disposed between the first lower elastic body 65a and the laminated piezoelectric element 20. The body 68 is configured.

このような超音波モータ10bを組み立てる手順としては、予め積層圧電素子20を第2上部弾性体35と第3下部弾性体で挟み込み、それを第1上部弾性体30a、第2下部弾性体71で挟み込むようにしてもよい。   As a procedure for assembling such an ultrasonic motor 10b, the laminated piezoelectric element 20 is previously sandwiched between the second upper elastic body 35 and the third lower elastic body, and the first upper elastic body 30a and the second lower elastic body 71 are sandwiched between them. You may make it pinch | interpose.

この第3の変形例によれば、上述した第1の実施形態と全く同様な動作、効果を発揮することができるうえ、モータの最終的な組み立てが容易になる。   According to the third modification, the same operation and effect as those of the first embodiment described above can be exhibited, and the final assembly of the motor is facilitated.

(第4の変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第4の変形例を説明する。
(Fourth modification)
Next, a fourth modification of the first embodiment of the present invention will be described.

図9は、第1の実施形態の第4の変形例を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。   FIG. 9 shows a fourth modification of the first embodiment and is a diagram showing the structure of the internal electrodes of the laminated piezoelectric element.

この第4の変形例では、1枚の圧電素子の表面側と裏面側の何れにも内部電極が設けられている点が、上述した第1の実施形態と異なっている。   This fourth modification differs from the first embodiment described above in that internal electrodes are provided on both the front surface side and the back surface side of one piezoelectric element.

すなわち、図9(a)に示されるように、圧電素子83の表面側に於いては、線対称軸Oに対して片側2分割(内部電極A+210a、内部電極C+210c)、反対側2分割(内部電極B+210b、内部電極D+210d)の、全体で4分割された内部電極が設けられている。また、これらの内部電極A+210a、B+210b、C+210c、D+210dには、図示されない外部電極と電気的に導通させるための電極導出部210a2 、210b2 、210c2 、210d2 が設けられている
一方、図9(b)に示されるように、圧電素子83の裏面側に於いては、線対称軸Oに対して、片側2分割(内部電極A−209a、内部電極C−209c)、反対側2分割(内部電極B−209b、内部電極D−209d)の、全体で4分割された内部電極が設けられている。そして、これらの内部電極A−209a、B−209b、C−209c、D−209dには、電極導出部209a1 、209b1 、209c1 、209d1 が設けられている。
That is, as shown in FIG. 9A, on the surface side of the piezoelectric element 83, one side is divided into two with respect to the line symmetry axis O (internal electrode A + 210a, internal electrode C + 210c), and opposite side is divided into two (internal). An internal electrode divided into four parts, that is, an electrode B + 210b and an internal electrode D + 210d) is provided. Also, these internal electrodes A + 210a, B + 210b, C + 210c, the D + 210d, while the electrode lead-out portion 210a 2, 210 b 2 for conducting an external electrode electrically not shown, 210c 2, 210d 2 are provided, FIG. 9B, on the back side of the piezoelectric element 83, one side is divided into two with respect to the line symmetry axis O (internal electrode A-209a, internal electrode C-209c), and opposite side is divided into two. Internal electrodes (internal electrode B-209b, internal electrode D-209d) divided into four as a whole are provided. And these internal electrodes A-209a, B-209b, C-209c, the D-209d, the electrode lead portions 209a 1, 209b 1, 209c 1 , 209d 1 is provided.

このように、積層圧電素子ではなく単板の圧電素子を用いても良い。この場合には駆動電圧は大きくなるが、構成が単純化されると言う利点がある。尚、この第4の変形例の場合には、圧電素子の表面側、裏面側の両方に電極があるため、実際に上部弾性体と下部弾性体により挟み込む際に、円環状の絶縁部材をその間に挿入する必要がある。   In this way, a single-plate piezoelectric element may be used instead of the laminated piezoelectric element. In this case, the driving voltage is increased, but there is an advantage that the configuration is simplified. In the case of the fourth modified example, since there are electrodes on both the front surface side and the back surface side of the piezoelectric element, an annular insulating member is interposed between the upper elastic body and the lower elastic body. Need to be inserted into.

この第4の変形例によっても、上述した第1の実施形態と全く同様な動作、効果を発揮することができる。   Also according to the fourth modification, the same operation and effect as those of the first embodiment described above can be exhibited.

(第5の変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第5の変形例を説明する。
(Fifth modification)
Next, a fifth modification of the first embodiment of the present invention will be described.

図10は、第1の実施形態の第5の変形例を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。   FIG. 10 shows a fifth modification of the first embodiment and is a diagram showing the structure of the internal electrodes of the multilayer piezoelectric element.

この第5の変形例では、この場合は検出電極C及びDは、線対称軸Oに対して対称に配置されるが、片側半分の領域のほぼ中央部に設定される点が、上述した第1の実施形態と異なっている。   In this fifth modification, in this case, the detection electrodes C and D are arranged symmetrically with respect to the axis of line symmetry O, but the point set at the substantially central portion of the half region on one side is the above-mentioned first modification. This is different from the first embodiment.

すなわち、下部弾性体40の斜めにカットされている面42の上側と下側に駆動電極を、その間に検出電極を配置するようにしている。   That is, the drive electrodes are arranged on the upper and lower sides of the obliquely cut surface 42 of the lower elastic body 40, and the detection electrodes are arranged therebetween.

図10に示されるように、円環状の圧電シート1841 の片面(ここでは表面)側には、線対称軸Oを挟んで、一方が、上側から内部電極A−213a、内部電極C−213c、内部電極A−223aが、他方が、上側から内部ではB−213b、内部電極D−213d、内部電極B−223bが、それぞれ配置されている。また、この圧電シート184
1 の上に載置される圧電シート2842 の片面側には、線対称軸Oを挟んで、一方が、上側から内部電極A+214a、内部電極C+214c、内部電極A+224aが、他方が、上側から内部電極B+214a、内部電極D+214d、内部電極B+224bが、それぞれ配置されている。
As shown in FIG. 10, on one side (here, the front surface) side of the annular piezoelectric sheet 184 1 , with the line symmetry axis O interposed therebetween, one is the internal electrode A-213a and the internal electrode C-213c from above. The internal electrode A-223a is arranged on the other side, and the B-213b, the internal electrode D-213d, and the internal electrode B-223b are arranged on the other side from the upper side. Also, this piezoelectric sheet 184
1 on one side of the piezoelectric sheet 284 2 placed on 1 with the line symmetry axis O in between, one from the top is the internal electrode A + 214a, the internal electrode C + 214c, the internal electrode A + 224a, and the other is from the top to the inside Electrode B + 214a, internal electrode D + 214d, and internal electrode B + 224b are each arrange | positioned.

そして、それぞれの内部電極には、外部電極と電気的に導通させるための電極導出部213a1 、213b1 、213c1 、213d1 、223a1 、223b1 、214a1 、214b1 、214c1 、214d1 、224a1 、224b1が設けられている
この場合は、駆動電極から発生する力の上側の内部電極Aと下側の内部電極Aの力のベクトルの合力であるが、それが片側領域のほぼ中央部にくるので、効率良く駆動力を弾性体に伝達させることができる。したがって、この第5の変形例によれば、上述した第1の実施形態と全く同様な動作、効果を発揮することができるうえ、縦振動、ねじれ振動を効率良く発生することができる。
In each internal electrode, electrode lead-out portions 213a 1 , 213b 1 , 213c 1 , 213d 1 , 223a 1 , 223b 1 , 214a 1 , 214b 1 , 214c 1 , 214d for electrically conducting with the external electrode are provided. 1 , 224a 1 , and 224b 1 are provided. In this case, the resultant force vector of the internal electrode A on the upper side and the internal electrode A on the lower side of the force generated from the drive electrode is Since it comes almost to the center, the driving force can be efficiently transmitted to the elastic body. Therefore, according to the fifth modification, the same operation and effect as those of the first embodiment described above can be exhibited, and longitudinal vibration and torsional vibration can be efficiently generated.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

上述した第1の実施形態では、検出電極が縦振動検出用とねじれ振動検出用の2種類設けられていたのに対し、この第2の実施形態では縦振動検出用の検出電極の1種類のみとなっている。   In the first embodiment described above, two types of detection electrodes are provided for detecting longitudinal vibration and for detecting torsional vibration, whereas in this second embodiment, only one type of detection electrode for detecting longitudinal vibration is provided. It has become.

尚、この第2の実施形態に於いては、超音波モータの基本的な構成及び動作については上述した第1の実施形態と同じであり、積層圧電素子の構成が異なるだけであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the second embodiment, the basic configuration and operation of the ultrasonic motor are the same as those of the first embodiment described above, and only the configuration of the laminated piezoelectric element is different. In order to avoid duplication, the same reference numerals are assigned to the same parts, illustration and detailed description thereof are omitted, and only different parts will be described.

図11は、本発明の第2の実施形態を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。   FIG. 11 shows the structure of the internal electrode of the multilayer piezoelectric element according to the second embodiment of the present invention.

図11に於いて、円環状の圧電シートの片面(表面側)には、線対称軸Oに対して、駆動電極は対称にそれぞれ1つ設けられており、検出電極は線対称軸Oに対して1つが対称に設けられている。   In FIG. 11, one drive electrode is provided symmetrically with respect to the line symmetry axis O on one side (front side) of the annular piezoelectric sheet, and the detection electrode is provided with respect to the line symmetry axis O. One is provided symmetrically.

すなわち、円環状の圧電シート1861 の表面側に、線対称軸Oを挟んで、上側に内部電極A−217a、内部電極B−217bが、そして両電極の間に内部電極C−217cが、それぞれ配置されている。この圧電シート1861 の上に載置される圧電シート2862 の表面側には、線対称軸Oを挟んで、上側に内部電極A+218a、内部電極B+218bが、そして両電極の間に内部電極C+218cが、それぞれ配置されている。 That is, the surface side of the piezoelectric sheet 186 1 of annular, across the line symmetry axis O, internal electrodes A-217a on the upper side, the internal electrode B-217b is, and the internal electrodes C-217c between the two electrodes, Each is arranged. On the surface side of the piezoelectric sheet 286 2 placed on the piezoelectric sheet 186 1 , the internal electrode A + 218a and the internal electrode B + 218b are disposed on the upper side with the line symmetry axis O in between, and the internal electrode C + 218c is interposed between the two electrodes. Are arranged.

このように、上記圧電シート1861 、2862 は同様な構成となっているが、外部電極と電気的に導通させるための電極導出部217a1 と218a1 、217b1 と218b2 、217c1 と218c2 が設けられている位置が、それぞれ異なっている。このような圧電シート1861 と圧電シート2862 が交互に複数枚積層され、最後に圧電素子から成る内部電極が印刷されていない絶縁シートが積層される。 As described above, the piezoelectric sheets 186 1 and 286 2 have the same configuration, but the electrode lead-out portions 217a 1 and 218a 1 , 217b 1 and 218b 2 , and 217c 1 for electrically connecting to the external electrodes are used. The positions where 218c 2 are provided are different. A plurality of such piezoelectric sheets 186 1 and 286 2 are alternately stacked, and finally an insulating sheet on which an internal electrode made of a piezoelectric element is not printed is stacked.

積層圧電素子の組み立て手順については、上述した第1の実施形態と同じであるので、説明は省略する。   Since the assembly procedure of the multilayer piezoelectric element is the same as that of the first embodiment described above, description thereof is omitted.

更に、外部電極は、図示されないが、内部電極A−217a、A+218a、B−217b、B+218b、C−217c、C+218cの各電極導出部217a1 、218a1 、217b1 、218b2 、217c1 、218c2に対応して、6箇所に設けられる。 Further, the external electrodes are not shown, but the electrode lead-out portions 217a 1 , 218a 1 , 217b 1 , 218b 2 , 217c 1 , 218c of the internal electrodes A-217a, A + 218a, B-217b, B + 218b, C-217c, C + 218c Corresponding to 2, it is provided at six locations.

このように構成された積層圧電素子では、振動検出用の検出電極Cからは、縦振動に比例する信号が出力される。したがって、この信号の大きさが常に最大となるように、駆動周波数を制御するようにする。   In the multilayer piezoelectric element configured as described above, a signal proportional to longitudinal vibration is output from the detection electrode C for vibration detection. Therefore, the drive frequency is controlled so that the magnitude of this signal is always maximized.

尚、積層圧電素子のその他の動作及び超音波モータの動作については、上述した第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。   Since the other operations of the multilayer piezoelectric element and the operation of the ultrasonic motor are the same as those in the first embodiment described above, the description thereof is omitted.

このように、第2の実施形態によれば、内部電極の分割数が低減され、且つ、外部電極の数も低減されるので、構成が単純になる。   As described above, according to the second embodiment, the number of divisions of the internal electrodes is reduced and the number of external electrodes is also reduced, so that the configuration is simplified.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

上述した第1及び第2の実施形態では、同一の圧電素子(圧電シート)上の内部電極としては駆動電極と検出電極の両方を配置していたが、この第3の実施形態では駆動電極と検出電極をそれぞれ別々の圧電素子(圧電シート)上に配置している。   In the first and second embodiments described above, both the drive electrode and the detection electrode are arranged as internal electrodes on the same piezoelectric element (piezoelectric sheet). In the third embodiment, the drive electrode and The detection electrodes are arranged on separate piezoelectric elements (piezoelectric sheets).

尚、この第3の実施形態に於いては、超音波モータの基本的な構成及び動作については上述した第1の実施形態と同じであり、積層圧電素子の構成が異なるだけであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。   In the third embodiment, the basic configuration and operation of the ultrasonic motor are the same as those of the first embodiment described above, and only the configuration of the laminated piezoelectric element is different. In order to avoid duplication, the same reference numerals are assigned to the same parts, illustration and detailed description thereof are omitted, and only different parts will be described.

図12乃至図14を参照して、本第3の実施形態に用いられる積層圧電素子20′の詳細について説明する。   Details of the laminated piezoelectric element 20 ′ used in the third embodiment will be described with reference to FIGS.

図12は積層圧電素子20′の外観図、図13は図12の積層圧電素子20′を上方から見た図、図14は積層圧電素子20′の内部電極の構造を示した図である。   12 is an external view of the laminated piezoelectric element 20 ′, FIG. 13 is a view of the laminated piezoelectric element 20 ′ of FIG. 12 as viewed from above, and FIG. 14 is a view showing the structure of the internal electrodes of the laminated piezoelectric element 20 ′.

この積層圧電素子は、複数の圧電シートが積層されて構成されたものである。   This laminated piezoelectric element is configured by laminating a plurality of piezoelectric sheets.

図14に於いて、円環状の検出電極用の圧電シート1911 の片面(ここでは表面側)に、線対称軸Oを挟んで、内部電極C−231aと内部電極D−231bが配置されている。そして、この圧電シート1911 の上に載置される検出電極用の圧電シート2912 の表面側には、線対称軸Oを挟んで、内部電極C+232aと内部電極D+232bが配置されている。また、外部電極と電気的に導通させるための電極導出部231a1 と232a2 、231b1 と232b2 が設けられている位置が、それぞれ異なっている。 In FIG 14, the piezoelectric sheets 191 single-sided for detecting electrodes annular (where the front side), across the line symmetry axis O, and is disposed internal electrodes C-231a and the internal electrode D-231b Yes. Then, the front surface side of the piezoelectric sheet 291 and second detection electrodes which are placed on the piezoelectric sheets 191 1 across the line symmetry axis O, internal electrode C + 232a and the internal electrode D + 232b are arranged. Further, the positions where the electrode lead-out portions 231a 1 and 232a 2 and 231b 1 and 232b 2 for electrical connection with the external electrodes are provided are different.

上記検出電極用の圧電シート2912 の上には、駆動電極用の圧電シート1921 が載置される。円環状の駆動電極用の圧電シート1921 の片面(ここでは表面側)には、線対称軸Oを挟んで、内部電極A−233aと内部電極B−233bが配置されている。そして、この圧電シート1921 の上に載置される駆動電極用の圧電シート2922 の表面側には、線対称軸Oを挟んで、内部電極A+234aと内部電極B+234bが配置されている。 A piezoelectric sheet 192 1 for driving electrodes is placed on the piezoelectric sheet 291 2 for detection electrodes. The piezoelectric sheet 192 single-sided for annular drive electrodes (where the front side), across the line symmetry axis O, internal electrodes A-233a and the internal electrode B-233b are arranged. On the surface side of the piezoelectric sheet 292 and second drive electrodes which are placed on the piezoelectric sheet 192 1, across the line symmetry axis O, internal electrodes A + 234a and the internal electrode B + 234b are arranged.

また、外部電極と電気的に導通させるための電極導出部233a1 と234a2 、233b1 と234b2 が設けられている位置が、それぞれ異なっている。加えて、内部電極C−231aの電極導出部231a1 と内部電極A−233aの電極導出部233a1 、内部電極C+232bの電極導出部232a2 と内部電極A+234aの電極導出部234a2 、内部電極D−231bの電極導出部231b1 と内部電極B−233bの電極導出部233b1 、内部電極D+232bの電極導出部232b2 と内部電極B+234bの電極導出部234b2 は、それぞれ同じ位置に設けられている。 Further, the positions where the electrode lead-out portions 233a 1 and 234a 2 , 233b 1 and 234b 2 for electrical conduction with the external electrodes are provided are different from each other. In addition, the electrode lead portion of the internal electrode electrode lead portion of the C-231a 231a 1 and the internal electrodes A-233a 233a 1, the internal electrode C + 232b of the electrode lead portion 232a 2 and the internal electrodes A + 234a of the electrode lead-out portion 234a 2, the internal electrodes D -231b electrode lead-out portion 231b 1 and internal electrode B-233b electrode lead-out portion 233b 1 , internal electrode D + 232b electrode lead-out portion 232b 2 and internal electrode B + 234b electrode lead-out portion 234b 2 are provided at the same position, respectively. .

このように、検出電極用の圧電シート1911 、圧電シート2912 が積層された後、この圧電シート2912 上に駆動電極用の圧電シート1921 と圧電シート2922 が交互に複数枚積層される。そして、最後に圧電素子から成る内部電極が印刷されていない絶縁シート26が積層される。 In this way, after the piezoelectric sheets 191 1 and 291 2 for detection electrodes are laminated, a plurality of piezoelectric sheets 192 1 and 292 2 for driving electrodes are alternately laminated on the piezoelectric sheet 291 2. The Finally, an insulating sheet 26 on which an internal electrode made of a piezoelectric element is not printed is laminated.

積層圧電素子の組み立て手順については、上述した第1の実施形態と同じであるので、説明は省略する。   Since the assembly procedure of the multilayer piezoelectric element is the same as that of the first embodiment described above, description thereof is omitted.

図12に示されるように、同じ方向に引き出された内部電極に導通する外部電極は2分割されて、駆動用外部電極A+21aと振動検出用外部電極C+23aが形成される。また、同様に、駆動用外部電極A−21bと振動検出用外部電極C−23bとなる。   As shown in FIG. 12, the external electrode conducting to the internal electrode drawn out in the same direction is divided into two to form the drive external electrode A + 21a and the vibration detection external electrode C + 23a. Similarly, the external electrode for driving A-21b and the external electrode for vibration detection C-23b are formed.

更に、図13に示されるように、外部電極A+21a(C+23a)、外部電極A−21b(C−23b)の対向する位置に、外部電極B+22a(D+24a)、外部電極B−22b(D−24b)が設けられる。   Furthermore, as shown in FIG. 13, the external electrode B + 22a (D + 24a) and the external electrode B-22b (D-24b) are positioned opposite to the external electrode A + 21a (C + 23a) and the external electrode A-21b (C-23b). Is provided.

尚、このように構成された積層圧電素子20′及び超音波モータの動作については、上述した第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。   The operations of the multilayer piezoelectric element 20 ′ and the ultrasonic motor configured as described above are the same as those in the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.

超音波モータがより小型になると、必然的に積層圧電素子も小型になっていく必要がある。その場合、圧電シートの形状も小さくなるために、上述した第1及びその変形例や第2の実施形態で説明したような4分割構成、3分割構成はできなくなるので、本第3の実施形態の2分割した内部電極が有利となる。   As the ultrasonic motor becomes smaller, the laminated piezoelectric element inevitably needs to become smaller. In this case, since the shape of the piezoelectric sheet is also reduced, the four-divided configuration and the three-divided configuration as described in the first and the modified examples and the second embodiment described above cannot be performed, so the third embodiment The internal electrode divided into two is advantageous.

上述したように、縦ねじれモータに於いて、圧電素子は積層圧電素子1つで済み、該積層圧電素子は縦振動若しくはねじれ振動を検出する機能も有しているために、周囲の環境温度やモータへの負荷が変動しても、振動が最適になるように駆動周波数を制御できるので、安定したモータ駆動が可能になる。また、積層圧電素子を用いているので、低電圧での駆動が可能となる。
尚、上述した第1乃至第3の実施形態では、弾性体は円柱形状のものを示したが、これに限られるものではなく、角柱形状のものでも構わない。また、圧電素子若しくは積層圧電素子も円柱形状のものを示したが、角柱形状のものでも構わない。
As described above, in the longitudinal torsion motor, only one laminated piezoelectric element is required, and the laminated piezoelectric element also has a function of detecting longitudinal vibration or torsional vibration. Even if the load on the motor fluctuates, the drive frequency can be controlled so as to optimize the vibration, so that stable motor drive is possible. In addition, since a laminated piezoelectric element is used, driving at a low voltage is possible.
In the first to third embodiments described above, the elastic body has a cylindrical shape. However, the elastic body is not limited to this and may have a prismatic shape. In addition, although the piezoelectric element or the laminated piezoelectric element has a cylindrical shape, it may have a prismatic shape.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, in the range which does not deviate from the summary of this invention other than embodiment mentioned above, this invention can be variously modified.

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。   Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.

本発明の第1の実施形態に係る超音波モータを示すもので、(a)は外観図、(b)は断面図である。The ultrasonic motor which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is an external view, (b) is sectional drawing. 本発明の第1の実施形態に用いられる積層圧電素子20の詳細について説明するもので、積層圧電素子20の外観図である。The details of the multilayer piezoelectric element 20 used in the first embodiment of the present invention will be described, and are external views of the multilayer piezoelectric element 20. 本発明の第1の実施形態に用いられる積層圧電素子20の詳細について説明するもので、図2の積層圧電素子20を上方から見た図である。FIG. 3 is a diagram illustrating details of the multilayer piezoelectric element 20 used in the first embodiment of the present invention, and is a view of the multilayer piezoelectric element 20 of FIG. 2 as viewed from above. 本発明の第1の実施形態に用いられる積層圧電素子20の詳細について説明するもので、積層圧電素子20の内部電極の構造を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the details of the multilayer piezoelectric element 20 used in the first embodiment of the present invention, and is a diagram showing the structure of internal electrodes of the multilayer piezoelectric element 20. 本発明の第1の実施形態に於ける超音波モータ10の振動子の動作について、図5を参照して説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the vibrator | oscillator of the ultrasonic motor 10 in the 1st Embodiment of this invention with reference to FIG. 本発明の第1の実施形態の第1の変形例による超音波モータ10aの断面図である。It is sectional drawing of the ultrasonic motor 10a by the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の第2の変形例を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。FIG. 10 is a view showing a second modification of the first embodiment of the present invention and showing a structure of an internal electrode of a laminated piezoelectric element. 本発明の第1の実施形態の第3の変形例を示すもので、超音波モータ10bの断面図である。The 3rd modification of the 1st Embodiment of this invention is shown, and is sectional drawing of the ultrasonic motor 10b. 本発明の第1の実施形態の第4の変形例を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。FIG. 10 is a view showing a fourth modification of the first embodiment of the present invention and showing a structure of an internal electrode of a multilayer piezoelectric element. 本発明の第1の実施形態の第5の変形例を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。FIG. 10 is a view showing a fifth modification of the first embodiment of the present invention and showing a structure of an internal electrode of a multilayer piezoelectric element. 本発明の第2の実施形態を示すもので、積層圧電素子の内部電極の構造を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a structure of an internal electrode of a multilayer piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態に用いられる積層圧電素子20′の詳細について説明するもので、積層圧電素子20′の外観図である。The details of the laminated piezoelectric element 20 ′ used in the third embodiment of the present invention will be described, and are external views of the laminated piezoelectric element 20 ′. 本発明の第3の実施形態に用いられる積層圧電素子20′の詳細について説明するもので、図12の積層圧電素子20′を上方から見た図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the laminated piezoelectric element 20 ′ used in the third embodiment of the present invention in detail, and is a view of the laminated piezoelectric element 20 ′ of FIG. 12 as viewed from above. 本発明の第3の実施形態に用いられる積層圧電素子20′の詳細について説明するもので、積層圧電素子20′の内部電極の構造を示した図である。The details of the laminated piezoelectric element 20 ′ used in the third embodiment of the present invention will be described, and are diagrams showing the structure of the internal electrodes of the laminated piezoelectric element 20 ′.

符号の説明Explanation of symbols

10…超音波モータ、20、20′…積層圧電素子、251 …圧電シート1、252 …圧電シート2、30…上部弾性体、31…下面、32、45、60…雌ねじ、40…下部弾性体、41…凸部、42…面、43…溝部、44、59…雄ねじ、51…摩擦接触子、52…ロータ、53…ベアリング、55…押圧部材、56…バネ、57…ナット、58…シャフト、201a…内部電極A−、201b…内部電極B−、201c…内部電極C−、201d…内部電極D−、201a1 、201a2 、201b1 、201b2 、201c1 、201c2 、201d1 、201d2…電極導出部、202a…内部電極A+、202b…内部電極B+、202c…内部電極C+、202d…内部電極D+、 10 ... ultrasonic motor 20, 20 '... laminated piezoelectric elements, 25 1 ... piezoelectric sheets 1,25 2 ... piezoelectric sheets 2,30 ... upper elastic member, 31 ... lower surface, 32,45,60 ... female screw, 40 ... lower Elastic body, 41 ... convex part, 42 ... surface, 43 ... groove part, 44, 59 ... male screw, 51 ... friction contact, 52 ... rotor, 53 ... bearing, 55 ... pressing member, 56 ... spring, 57 ... nut, 58 ... shaft, 201a ... internal electrode A-, 201b ... internal electrode B-, 201c ... internal electrodes C-, 201d ... internal electrode D-, 201a 1, 201a 2, 201b 1, 201b 2, 201c 1, 201c 2, 201d 1 , 201 d 2, electrode lead-out portion, 202 a, internal electrode A +, 202 b, internal electrode B +, 202 c, internal electrode C +, 202 d, internal electrode D +,

Claims (16)

駆動用電極と振動検出用電極を有し、少なくとも該振動検出用電極は、当該圧電素子の面内に存在する中心線となる線対称軸に対し線対称になるように2分割された環状の圧電素子と、
自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度を有して上記圧電素子の第1の面と接触する他方の面を有する第1の柱状弾性体と、
自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度をなして上記圧電素子の第2の面と接触する他方の面を有する第2の柱状弾性体と、
上記第1の柱状弾性体の一部に接触して駆動されるロータと、
を具備することを特徴とする超音波モータ。
A drive electrode and a vibration detection electrode, and at least the vibration detection electrode is an annular ring divided into two so as to be symmetric with respect to a line symmetry axis that is a center line existing in the plane of the piezoelectric element; A piezoelectric element;
A first columnar elastic body having one surface in a direction perpendicular to its central axis and having the other surface in contact with the first surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface; ,
A second columnar elastic body having one surface in a direction orthogonal to its central axis and having the other surface in contact with the second surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface;
A rotor driven in contact with a part of the first columnar elastic body;
An ultrasonic motor comprising:
上記圧電素子は、その面内の全体で4分割された領域を有し、該領域のうち2領域が振動検出用電極であることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric element has a region divided into four in the entire surface, and two of the regions are vibration detection electrodes. 上記圧電素子は、その面内の全体で3分割された領域を有し、該領域のうち1領域が振動検出用電極であることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric element has a region divided into three in the entire surface, and one of the regions is a vibration detection electrode. 上記圧電素子は、その面内の全体で6分割された領域を有し、該領域のうち2領域が振動検出用電極であることを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。   2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric element has a region divided into six in the entire surface, and two of the regions are vibration detection electrodes. 上記圧電素子は、第1及び第2の振動検出用電極を備えるもので、該第1及び第2の振動検出用電極はそれぞれ正極、負極の異なる極性の電極を有し、
上記第1の振動検出用電極の正極と上記第2の振動検出用電極の正極、上記第1の振動検出用電極の負極と上記第2の振動検出用電極の負極、をそれぞれ並列接続して振動検出信号を検出することを特徴とする請求項2に記載の超音波モータ。
The piezoelectric element includes first and second vibration detection electrodes, and each of the first and second vibration detection electrodes has a positive electrode and a negative electrode having different polarities,
A positive electrode of the first vibration detection electrode, a positive electrode of the second vibration detection electrode, a negative electrode of the first vibration detection electrode, and a negative electrode of the second vibration detection electrode are connected in parallel. The ultrasonic motor according to claim 2, wherein a vibration detection signal is detected.
上記圧電素子は、第1及び第2の振動検出用電極を備えるもので、該第1及び第2の振動検出用電極はそれぞれ正極、負極の異なる極性の電極を有し、
上記第1の振動検出用電極の正極と上記第2の振動検出用電極の正極、上記第1の振動検出用電極の負極と上記第2の振動検出用電極の負極、をそれぞれ並列接続して振動検出信号を検出することを特徴とする請求項4に記載の超音波モータ。
The piezoelectric element includes first and second vibration detection electrodes, and each of the first and second vibration detection electrodes has a positive electrode and a negative electrode having different polarities,
A positive electrode of the first vibration detection electrode, a positive electrode of the second vibration detection electrode, a negative electrode of the first vibration detection electrode, and a negative electrode of the second vibration detection electrode are connected in parallel. The ultrasonic motor according to claim 4, wherein a vibration detection signal is detected.
上記圧電素子は、第1及び第2の振動検出用電極を備えるもので、該第1及び第2の振動検出用電極はそれぞれ正極、負極の異なる極性の電極を有し、
上記第1の振動検出用電極の正極と上記第2の振動検出用電極の負極、上記第1の振動検出用電極の負極と上記第2の振動検出用電極の正極、をそれぞれ並列接続して振動検出信号を検出することを特徴とする請求項2に記載の超音波モータ。
The piezoelectric element includes first and second vibration detection electrodes, and each of the first and second vibration detection electrodes has a positive electrode and a negative electrode having different polarities,
A positive electrode of the first vibration detection electrode and a negative electrode of the second vibration detection electrode, and a negative electrode of the first vibration detection electrode and a positive electrode of the second vibration detection electrode are connected in parallel. The ultrasonic motor according to claim 2, wherein a vibration detection signal is detected.
上記圧電素子は、第1及び第2の振動検出用電極を備えるもので、該第1及び第2の振動検出用電極はそれぞれ正極、負極の異なる極性の電極を有し、
上記第1の振動検出用電極の正極と上記第2の振動検出用電極の負極、上記第1の振動検出用電極の負極と上記第2の振動検出用電極の正極、をそれぞれ並列接続して振動検出信号を検出することを特徴とする請求項4に記載の超音波モータ。
The piezoelectric element includes first and second vibration detection electrodes, and each of the first and second vibration detection electrodes has a positive electrode and a negative electrode having different polarities,
A positive electrode of the first vibration detection electrode and a negative electrode of the second vibration detection electrode, and a negative electrode of the first vibration detection electrode and a positive electrode of the second vibration detection electrode are connected in parallel. The ultrasonic motor according to claim 4, wherein a vibration detection signal is detected.
上記駆動用電極が、その面内に存在する中心軸に対し線対称になるように配置されることを特徴とする請求項2に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 2, wherein the driving electrode is arranged so as to be line-symmetric with respect to a central axis existing in the plane thereof. 上記駆動用電極が、その面内に存在する中心に対し線対称になるように配置されることを特徴とする請求項3に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 3, wherein the driving electrode is arranged so as to be line-symmetric with respect to a center existing in the plane. 上記駆動用電極が、その面内に存在する中心軸に対し線対称になるように配置されることを特徴とする請求項4に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 4, wherein the driving electrode is arranged so as to be line-symmetric with respect to a central axis existing in the plane. 前記駆動用電極は、その面内に存在する中心軸に対し線対称になるように設けられることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1に記載の超音波モータ。   The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the driving electrode is provided so as to be line-symmetric with respect to a central axis existing in a plane thereof. 前記圧電素子は、前記駆動用電極と振動検出用電極から成る電極部と、該電極部を絶縁する圧電シートとが交互に積層された積層圧電素子であることを特徴とする請求項12に記載の超音波モータ。   13. The piezoelectric element according to claim 12, wherein the piezoelectric element is a laminated piezoelectric element in which an electrode portion including the driving electrode and a vibration detecting electrode and a piezoelectric sheet that insulates the electrode portion are alternately laminated. Ultrasonic motor. 駆動用電極と振動検出用電極を有し、当該圧電素子の面内に存在する中心線となる線対称軸に対し線対称になるように2分割された環状の圧電素子と、
自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度を有して上記圧電素子の第1の面と接触する他方の面を有する第1の柱状弾性体と、
自身の中心軸と直交する方向に一方の面を有し、該一方の面と所定角度をなして上記圧電素子の第2の面と接触する他方の面を有する第2の柱状弾性体と、
上記第1の柱状弾性体の一部に接触して駆動されるロータと、
を具備し、
上記圧電素子は、
2分割されたもので負極性を有する第1及び第2の振動検出用電極を備えた第1のシートと、
2分割されたもので正極性を有する第1及び第2の振動検出用電極を備えた第2のシートと、
上記駆動用電極のうち第1の駆動用電極を備えた第3のシートと、上記駆動用電極のうち第2の駆動用電極を備えた第4のシートと、を有して該第3のシートと第4のシートが交互に複数枚積層された駆動電極用シートと、
から成ることを特徴とする超音波モータ。
An annular piezoelectric element having a drive electrode and a vibration detection electrode, which is divided into two so as to be line symmetric with respect to a line symmetry axis which is a center line existing in the plane of the piezoelectric element;
A first columnar elastic body having one surface in a direction perpendicular to its central axis and having the other surface in contact with the first surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface; ,
A second columnar elastic body having one surface in a direction orthogonal to its central axis and having the other surface in contact with the second surface of the piezoelectric element at a predetermined angle with the one surface;
A rotor driven in contact with a part of the first columnar elastic body;
Comprising
The piezoelectric element is
A first sheet provided with first and second vibration detection electrodes divided into two and having negative polarity;
A second sheet provided with first and second vibration detection electrodes divided into two and having positive polarity;
A third sheet having a first driving electrode among the driving electrodes, and a fourth sheet having a second driving electrode among the driving electrodes. A drive electrode sheet in which a plurality of sheets and fourth sheets are alternately laminated;
An ultrasonic motor comprising:
上記第1の振動検出用電極の正極と上記第2の振動検出用電極の正極、上記第1の振動検出用電極の負極と上記第2の振動検出用電極の負極、をそれぞれ並列接続して振動検出信号を検出することを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   A positive electrode of the first vibration detection electrode, a positive electrode of the second vibration detection electrode, a negative electrode of the first vibration detection electrode, and a negative electrode of the second vibration detection electrode are connected in parallel. The ultrasonic motor according to claim 14, wherein a vibration detection signal is detected. 上記第1の振動検出用電極の正極と上記第2の振動検出用電極の負極、上記第1の振動検出用電極の負極と上記第2の振動検出用電極の正極、をそれぞれ並列接続して振動検出信号を検出することを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。   A positive electrode of the first vibration detection electrode and a negative electrode of the second vibration detection electrode, and a negative electrode of the first vibration detection electrode and a positive electrode of the second vibration detection electrode are connected in parallel. The ultrasonic motor according to claim 14, wherein a vibration detection signal is detected.
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