JP2536068B2 - 圧電モ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波帯の固体共振に基づく進行波を利用
した円環状圧電モータに関し、特に、断面形状が音叉状
のステータの構造が改良されたものに関する。

〔従来の技術〕

第２図は、従来の円環状の圧電モータの一例を示す断
面図である。この圧電モータのステータでは、第1,第２
の円環状金属板1,2を中央側で接着剤３で貼り合わせる
ことにより断面が音叉状の支持部４が構成されている。
第1,第２の金属板1,2の内面に第1,第２の円環状圧電振
動板5,6が貼り合わされている。この圧電モータでは、
断面形状が音叉形状の円環状弾性体の屈曲振動を利用す
ることにより進行波が形成される。

なお、支持部４の内周面側には、円環状ブラケット７
が固定されている。

他方、ステータにより駆動されるロータは、第1,第２
の金属板1,2を囲繞するように配置された第1,第２の円
環状金属板10,11を、ボルト12で連結してなる構造を有
する。ボルト12により連結される金属板10,11の対向し
ている面間には、シリコンゴムのような弾性体13が介在
されている。これは、ボルト12により金属板10,11を連
結するに際し、ステータに対し適切な力で金属板10,11
の内面が圧接されることを確保するためである。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

前述したような断面形状が音叉形状の支持部４を有す
る圧電モータでは、支持部４の屈曲振動を利用して大き
な変位を得ることができる。しかしながら、振動に伴っ
て、第1,第２の金属板1,2が径方向に相対的にずれ易
く、同一共振周波数で両金属板1,2が振動することによ
り実現される音叉振動が安定的に発生し難くなりという
問題があった。

例えば、第２図において、上方に位置する金属板１の
みが、ロータを回転されるのに有効な進行波を発生して
いたとしても、下方側の金属板２の振動が停止している
状態ではロータの回転が停止されることになる。すなわ
ち、断面形状が音叉状の支持部４を用いたステータで
は、両金属板1,2が、同一共振周波数で振動することが
必須であるにも関わらず、両金属板1,2の径方向のずれ
により所望通りにロータを回転させ得ないことがあっ
た。

よって、本発明の目的は、断面が音叉形状の円環状ス
テータを利用した圧電モータにおいて、音叉形状に基づ
く振動が安定に得ることが可能な構造を備えた圧電モー
タを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、断面形状が音叉状の形状を有するステータ
を用いた圧電モータを提供するものであり、屈曲振動モ
ードで振動されて進行波を発生させ、かつ厚み方向にお
いて間隔を隔てて同心に配置されて第1,第２の円環状圧
電振動部と、この第１及び第２の圧電振動部を支持し、
かつ断面が音叉状の円環状支持部と、上記円環状支持部
の内側に突出するように連ねられた支持脚とを有するス
テータと、前記支持脚が固定されているブランケットと
を備えており、該支持部が、第１および第２の圧電振動
部を支持する第1,第２の円環状金属板を貼り合わせるこ
とにもより、音叉振動を励振するように構成されたもの
において、下記の構成を有することを特徴とする。

すなわち、第1,第２の円環状金属板間の径方向への移
動を規制する規制手段が、第1,第２の金属板間の接合部
分に設けられていることを特徴とするものである。

〔作用〕

音叉状の支持部を構成するための第1,第２の円環状金
属板間の接合部分に規制手段が設けられているので、両
金属板は、径方向への相対的な移動が規制される。従つ
て、駆動に際し第1,第２の金属板間の径方向のずれが生
じないので、第1,第２の金属板が同一共振周波数で振動
することが確保される。従つて、第1,第２の金属板を貼
り合わせることにより構成された支持部が、音叉状の振
動態様で安定に振動される。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の第１の実施例のステータ部分の分
解斜視図であり、第３図はその部分断面図である。

第１図および第３図を参照して、本実施例の圧電モー
タのステータは、円環状の第1,第２の圧電振動板21,22
が内面に貼り付けられた第1,第２の円環状金属板23,24
を、接着剤（図示せず）により貼り合わせることにより
構成されている。以下、各ステータ構成部材の詳細を順
に説明する。

第１の圧電振動板21は、周方向に並んだ複数の分極処
理された領域を有する圧電セラミック板21aの上面に全
面電極21bを、下面に第1,第２の励振源を構成するため
の複数の電極（図示されず）が形成された構成を有す
る。

他方、第２の圧電振動板22についても、第１の圧電振
動板21と同様に構成されている。もっとも、圧電振動数
22では、第１の圧電振動板21と電極が上下逆に構成され
ている。すなわち、第２の圧電振動板22では、圧電セラ
ミック板22aの下面に全面電極が形成されており、上面
に第1,第２の励振源を構成するための電極22c,22dおよ
び帰還電極22eが形成されている。

なお、第２の圧電振動板22において、円で囲まれた−
および＋で表した記号は、圧電セラミック板の各分極領
域の分極方向を示し、＋は図示の上面から下面方向への
分極方向を、−が下面から上面方向への分極方向を示
す。

第１の圧電振動板21側においても、圧電セラミック板
21aが同様に分極処理されている。

リード線25a,25bは、第１の励振源を構成するための
電極に接続されており、リード線26a,26bは第２の励振
源を構成するための電極に接続されており、リード線27
は帰還電極22eに接続されている。これらのリード線25a
〜27は、モータの中央に形成された空間を利用して圧電
モータ外へ引き出されている。

第１および第２の円環状金属板23,24は、第３図から
明らかなように、組み合わされた状態で断面が音叉形状
となる支持部28を構成している。この点については、第
２図に示した従来例と同様である。よって、本実施例の
圧電モータにおいても、断面音叉形状の円環状弾性体の
屈曲振動を利用してステータを撓ませることが可能とさ
れている。

本実施例の特徴は、第１の金属板23と、第２の金属板
24との接合部分において、両者の径方向のズレを防止す
るための規制手段が設けられていることにある。すなわ
ち、規制手段として、第１の金属板23側に環状突出部23
aが、第２の金属板24側に環状凹部24aが形成されてい
る。この環状突出部23aと、環状凹部24aは、両金属板2
3,24を貼り合わせた際に、環状突出部23aが環状凹部24a
に嵌まり合うように形成されている。

従って、両金属板23,24を嵌め合わせ接着した状態で
は、環状突出部23aと環状凹部24aとにより、両者の径方
向への相対的な移動が規制されることになる。よって、
第２図に示したようなロータを取り付け、駆動させた場
合、両金属板23,24が径方向へずれることがないので、
断面音叉状の支持部の音叉様振動が設計通りに引き起こ
される。

すなわち、第1,第２の金属板23,24および第1,第２の
圧電振動21,22は、同一共振周波数で振動される。

なお、第１図において、23b,24bは、それぞれ、リー
ド線25a〜27の引き出しを容易とするために設けられた
切欠を示す。

第１図および第３図に示した実施例では、環状突出部
23aと環状凹部24aの嵌め合わせにより両金属板23,24の
径方向のずれを規制したが、２つの円環状部材の径方向
への移動を防止し得る構造であり限り、図示のものには
限られないことを指摘しておく。例えば、第４図に示す
ように、接合面に環状凹部33a,34aが形成された円環状
の第1,第２の金属板33,34を用意し、両環状凹部33a,34a
で形成された空間に金属リング35を挿入することにより
両金属板33,34の径方向への相対的な移動を規制するよ
うにしてもよい。

また、環状突出部23aおよび環状凹部24aならびに金属
リング35のように、規制手段は必ずしも閉環状でなくて
もよい。すなわち、環状突出部23aおよび環状凹部24aに
代えて、複数の互いに係合される突出部および凹部を分
散配置して規制手段としてもよい。同様に、第４図の環
状凹部33a,34aに代えて、複数の凹部を両金属環33,34に
設け、組み合わされた空間にピンを埋め込むことにより
規制手段を構成してもよい。

また、本発明の特徴は、ステータの断面音叉状の支持
部の構造にあるため、ロータの構造についても第２図に
図示したものには限らない。例えば、断面音叉形状の支
持部を構成する第1,第２の金属板間の空間にロータを配
置し、金属板の互いに対向している内面側でロータを圧
接させる構造としてもよい。もっとも、その場合には第
1,第２の圧電振動板は、支持部の外側表面に貼り付けた
方が好ましい。

〔発明の効果〕

本発明では、第1,第２の円環状金属板間に、両者の径
方向への移動を規制する規制手段が設けられているの
で、駆動に際しての両金属板間の径方向へのずれが確実
に防止される。よって、第1,第２の金属板および圧電振
動板は、同一共振周波数で振動され、従って設計通りの
安定な音叉振動が引き起こされる。すなわち、従来例で
は、両金属板の間の径方向のずれにより、一方の金属板
が振動を停止させるように働くことがあったが、本発明
では、両者が同一共振周波数で振動することが確保され
ているので、このようなロータの回転停止は生じ得な
い。

従って、比較的簡単な構造により円環状圧電モータの
安定性を効果的に高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電モータのステータ部分の分解斜視
図、第２図は従来の圧電モータの断面図、第３図は第１
図実施例の部分断面図、第４図は本発明の他の実施例の
ステータ部分の部分断面図である。 図において、21,22は第1,第２の圧電振動板、23,24は第
1,第２の円環状金属板、23aは規制手段を構成するため
の環状突出部、24aは規制手段を構成する環状凹部、33
は第１の円環状金属板、34は第２の円環状金属板、35は
規制手段を構成する金属リングである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−213585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−173683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245284（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−111055（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】屈曲振動モードで振動されて進行波を発生
   させ、かつ厚み方向に間隔を隔てて同心に配置された第
   １及び第２の円環状圧電振動部と、 前記第１および第２の圧電振動部を支持し、かつ断面が
   音叉状の円環状支持部と、 前記円環状支持部の内側に突出するように連ねられた支
   持脚とを有するステータと、 前記支持脚が固定されているブラケットとを備え、 前記支持部が、それぞれ、第1,第２の圧電振動部を支持
   する第1,第２の円環状金属板を貼り合わせることによ
   り、音叉振動を励振するように構成されている圧電モー
   タにおいて、 前記第1,第２の円環状金属板間の径方向への相対的な移
   動を規制する規制手段が、第1,第２の金属板の接合部分
   に設けられていることを特徴とする、圧電モータ。