JP2010022181A - 超音波モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波モータ10は、中心軸に垂直な断面が矩形状の長さ比率を有する振動子である圧電素子11と、該圧電素子11の楕円振動発生面に接して振動子の該楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動されるロータ16と、を少なくとも備えている。そして、上記圧電素子11の回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と、上記回転軸をねじれ軸とするねじれ2次共振振動とを合成することにより、上記楕円振動を形成する。
【選択図】 図1
Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
次に、本発明の第1の実施形態の第1の変形例について説明する。
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。
次に、本発明の第1の実施形態の第3の変形例について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
Claims (23)
- 中心軸に垂直な断面が矩形状の長さ比率を有する振動子と、該振動子の楕円振動発生面に接して該振動子の該楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動されるロータと、を少なくとも備えた超音波モータであって、
上記振動子の上記回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と、上記回転軸をねじれ軸とするねじれ2次共振振動とを合成することにより、上記楕円振動を形成してなることを特徴とする超音波モータ。 - 上記振動子の上記回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と、上記回転軸をねじれ軸とするねじれ2次共振振動と、の共振周波数がほぼ一致するように、上記振動子の上記矩形状の長さ比率を設定したことを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。
- 上記振動子の上記矩形状の長さ比率は、該矩形状の長辺に対する短辺を、略0.6とすることを特徴とする請求項2に記載の超音波モータ。
- 上記振動子の上記回転軸方向に直交する断面形状は、略長方形状であることを特徴とする請求項3に記載の超音波モータ。
- 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面のねじれ振動の少なくとも1つの節位置近傍に第1の駆動用交差指電極が設けられており、該第1の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度θが
0<θ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の駆動用交差指電極が設けられた面と対向する面には第2の駆動用交差指電極が設けられており、該第2の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度τが、
τ=π−θ
をもって配されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の超音波モータ。 - 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面のねじれ振動の少なくとも1つの節位置近傍に第1の駆動用交差指電極が設けられており、該第1の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度θが
0<θ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の駆動用交差指電極が設けられた面の上記ねじれとは逆方向のねじれ節位置近傍に第2の駆動用交差指電極が設けられており、該第2の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度τが、
τ=θ
をもって配されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の超音波モータ。 - 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面のねじれ振動の少なくとも1つの節位置近傍に第1の振動検出用交差指電極が設けられており、該第1の振動検出用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度φが
0<φ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の振動検出用交差指電極が設けられた面と対向する面には第2の振動検出用交差指電極が設けられており、該第2の振動検出用交差指電極の長手方向と該回転軸の方向とのなす角度ψが、
ψ=π−φ
をもって配されていることを特徴とする請求項5若しくは6に記載の超音波モータ。 - 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面のねじれ振動の少なくとも1つの節位置近傍に第1の振動検出用交差指電極が設けられており、該第1の振動検出用交差指電極の長手方向と該回転軸の方向とのなす角度φが
0<φ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の振動検出用交差指電極が設けられた面の上記ねじれとは逆方向のねじれ節位置近傍に第2の振動検出用交差指電極が設けられており、該第2の振動検出用交差指電極の長手方向と該回転軸の方向とのなす角度ψが、
ψ=φ
をもって配されていることを特徴とする請求項5若しくは6に記載の超音波モータ。 - 上記駆動用交差指電極が一面につき複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項5若しくは6に記載の超音波モータ。
- 上記振動検出用交差指電極が一面につき複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項7若しくは8に記載の超音波モータ。
- 上記振動子の上記ねじれ軸方向中央部に設けられた貫通穴と、
該貫通穴の略中央部で固定されたシャフトと、
を更に具備し、
上記ロータは、上記シャフトの周りに回転自在に保持されたことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の超音波モータ。 - 中心軸に垂直な断面が矩形状の長さ比率を有する振動子と、該振動子の楕円振動発生面に接して該振動子の該楕円振動発生面と直交する中心軸を回転軸として回転駆動されるロータと、を少なくとも備えた超音波モータであって、
上記振動子の上記回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と、上記回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動とを合成することにより、上記楕円振動を形成してなることを特徴とする超音波モータ。 - 上記振動子の上記回転軸方向に伸縮する縦1次共振振動と、上記回転軸をねじれ軸とするねじれ3次共振振動と、の共振周波数がほぼ一致するように、上記振動子の上記矩形状の長さ比率を設定したことを特徴とする請求項12に記載の超音波モータ。
- 上記振動子の上記矩形状の長さ比率は、該矩形状の長辺に対する短辺を、略0.3とすることを特徴とする請求項13に記載の超音波モータ。
- 上記振動子の上記回転軸方向に直交する断面形状は、略長方形状であることを特徴とする請求項14に記載の超音波モータ。
- 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面のねじれ振動の少なくとも1つの節位置近傍に第1の駆動用交差指電極が設けられており、該第1の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度θが
0<θ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の駆動用交差指電極が設けられた面と対向する面には第2の駆動用交差指電極が設けられており、該第2の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度τが、
τ=π−θ
をもって配されていることを特徴とする請求項12乃至15の何れか1項に記載の超音波モータ。 - 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面のねじれ振動の少なくとも1つの節位置近傍に第1の駆動用交差指電極が設けられており、該第1の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度θが
0<θ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の駆動用交差指電極が設けられた面の上記ねじれとは逆方向のねじれ節位置近傍に第2の駆動用交差指電極が設けられており、該第2の駆動用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度τが、
τ=θ
をもって配されていることを特徴とする請求項12乃至15の何れか1項に記載の超音波モータ。 - 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面の少なくとも1つの節位置近傍に第1の振動検出用交差指電極が設けられており、該第1の振動検出用交差指電極の長手方向と上記回転軸の方向とのなす角度φが
0<φ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の振動検出用交差指電極が設けられた面と対向する面には第2の振動検出用交差指電極が設けられており、該第2の振動検出用交差指電極の長手方向と該回転軸の方向とのなす角度ψが、
ψ=π−φ
をもって配されていることを特徴とする請求項16若しくは17に記載の超音波モータ。 - 上記振動子は圧電素子のみから構成されるものであり、
上記圧電素子には、上記回転軸に平行な面であって、該回転軸に平行な面の少なくとも1つの節位置近傍に第1の振動検出用交差指電極が設けられており、該第1の振動検出用交差指電極の長手方向と該回転軸の方向とのなす角度φが
0<φ<π/2
の条件で設けられ、
上記第1の振動検出用交差指電極が設けられた面の上記ねじれとは逆方向のねじれ節位置近傍に第2の振動検出用交差指電極が設けられており、該第2の振動検出用交差指電極の長手方向と該回転軸の方向とのなす角度ψが、
ψ=φ
をもって配されていることを特徴とする請求項16若しくは17に記載の超音波モータ。 - 上記駆動用交差指電極が一面につき複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項16若しくは17に記載の超音波モータ。
- 上記振動検出用交差指電極が一面につき複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項18若しくは19に記載の超音波モータ。
- 上記振動子の上記ねじれ軸方向中央部に設けられた貫通穴と、
該貫通穴の略中央部で固定されたシャフトと、
を更に具備し、
上記ロータは、上記シャフトの周りに回転自在に保持されたことを特徴とする請求項12乃至21の何れか1項に記載の超音波モータ。 - 上記振動子の縦振動及びねじれ振動の共通の節位置近傍で固定された振動子保持部材を更に具備し、
上記ロータは、上記振動子保持部材に対し回転自在に保持されたことを特徴とする請求項12乃至21の何れか1項に記載の超音波モータ。
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