JP2741390B2 - 超音波駆動装置 - Google Patents
超音波駆動装置Info
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- JP2741390B2 JP2741390B2 JP63312619A JP31261988A JP2741390B2 JP 2741390 B2 JP2741390 B2 JP 2741390B2 JP 63312619 A JP63312619 A JP 63312619A JP 31261988 A JP31261988 A JP 31261988A JP 2741390 B2 JP2741390 B2 JP 2741390B2
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/106—Langevin motors
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、対称な金属ブロックを用いて進行波を発生
するステータを使用した超音波駆動装置に関する。
するステータを使用した超音波駆動装置に関する。
［従来技術］ 本発明者は、非対称のボルト締めランジュバン型振動
子の圧電体振動子に交流電圧を印加すると、圧電振動子
の厚み方向の振動に対して、圧電体振動子の両側の長短
の金属ブロックをねじ止めしているボルトのねじによっ
て、そのねじ山の方向に回転する進行波が長短の金属ブ
ロックの端面または側面に発生することを発見した。こ
の進行波が発生する金属ブロックの端面または側面に被
駆動体を圧接または耐摩耗性部材を介して圧接すること
によって、この被駆動体は非常に良く回転し、また直線
状に移動する被駆動体を圧接すると、直線状に移動され
ることが判明したので、これを超音波駆動装置として提
案した（特願昭62−48517号参照）。
子の圧電体振動子に交流電圧を印加すると、圧電振動子
の厚み方向の振動に対して、圧電体振動子の両側の長短
の金属ブロックをねじ止めしているボルトのねじによっ
て、そのねじ山の方向に回転する進行波が長短の金属ブ
ロックの端面または側面に発生することを発見した。こ
の進行波が発生する金属ブロックの端面または側面に被
駆動体を圧接または耐摩耗性部材を介して圧接すること
によって、この被駆動体は非常に良く回転し、また直線
状に移動する被駆動体を圧接すると、直線状に移動され
ることが判明したので、これを超音波駆動装置として提
案した（特願昭62−48517号参照）。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように構成した非対称のボルト締
めランジュバン型振動子を持つ超音波駆動装置では、側
面または端面で一方向に回転する進行波は発生するが、
回転方向が逆転しないという問題があった。
めランジュバン型振動子を持つ超音波駆動装置では、側
面または端面で一方向に回転する進行波は発生するが、
回転方向が逆転しないという問題があった。
本発明は、圧電体振動子を２分割または４分割した３
組の電極で駆動することにより、ステータの端面または
側面に可逆転する進行波を発生することができる超音波
駆動装置を提供することを目的とするものである。
組の電極で駆動することにより、ステータの端面または
側面に可逆転する進行波を発生することができる超音波
駆動装置を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の超音波駆動装置
では、２つの圧電体振動子と、該２つの圧電体振動子を
挟持してそれぞれ中心を通る分割線で２つに分割された
３組の電極及び該電極の外側に設けられた絶縁体とを同
じ長さの２つの金属ブロックによって挟持するととも
に、前記両側の電極の分割線に対して中央の電極の分割
線を90゜ずらして設け、前記圧電体振動子、電極、絶縁
体及び金属ブロックのそれぞれ貫通孔にボルトを通し、
該ボルトの端部のねじにナットを係合して締め付け固定
してステータを構成し、該ステータの端面または側面に
被駆動体を組み合わせたものである。
では、２つの圧電体振動子と、該２つの圧電体振動子を
挟持してそれぞれ中心を通る分割線で２つに分割された
３組の電極及び該電極の外側に設けられた絶縁体とを同
じ長さの２つの金属ブロックによって挟持するととも
に、前記両側の電極の分割線に対して中央の電極の分割
線を90゜ずらして設け、前記圧電体振動子、電極、絶縁
体及び金属ブロックのそれぞれ貫通孔にボルトを通し、
該ボルトの端部のねじにナットを係合して締め付け固定
してステータを構成し、該ステータの端面または側面に
被駆動体を組み合わせたものである。
また、３組の電極の両側の電極のそれぞれと中央の電
極の一方との間に交流電圧を印加することにより被駆動
体を駆動することができる。
極の一方との間に交流電圧を印加することにより被駆動
体を駆動することができる。
さらに、３組の電極のそれぞれ一方の電極と他方の電
極との間に交流電圧を印加することにより被駆動体を駆
動することができる。
極との間に交流電圧を印加することにより被駆動体を駆
動することができる。
また、２つの圧電体振動子、該２つの圧電体振動子を
挟持してそれぞれ４つに分割された３組の電極及び該電
極の外側に設けられた絶縁体とを同じ長さの２つの金属
ブロックによって挟持するとともに、前記圧電体振動
子、電極、絶縁体及び金属ブロックのそれぞれの貫通孔
にボルトを通し、該ボルトの端部のねじにナットを係合
し、締め付け固着してステータを構成し、該ステータの
端面または側面に被駆動体を組み合わせるものである。
挟持してそれぞれ４つに分割された３組の電極及び該電
極の外側に設けられた絶縁体とを同じ長さの２つの金属
ブロックによって挟持するとともに、前記圧電体振動
子、電極、絶縁体及び金属ブロックのそれぞれの貫通孔
にボルトを通し、該ボルトの端部のねじにナットを係合
し、締め付け固着してステータを構成し、該ステータの
端面または側面に被駆動体を組み合わせるものである。
また、３組の電極のそれぞれ対向する一方の電極に１
つの交流電圧を印加し、他方の電極に前記交流電圧と90
゜位相が異なる交流電圧を印加することにより被駆動体
を駆動することができる。
つの交流電圧を印加し、他方の電極に前記交流電圧と90
゜位相が異なる交流電圧を印加することにより被駆動体
を駆動することができる。
［作用］ 本発明の超音波駆動装置によれば、それぞれ中心を通
る分割線で２つに分割された３組の電極によって２つの
圧電体振動子を駆動することにより、圧電体の厚み方向
の振動によってステータに縦振動と屈曲またはねじり振
動が発生し、それによってステータの端面または側面に
回転する進行波が発生し、ステータの端面または側面に
組合わせた被駆動体を駆動する。
る分割線で２つに分割された３組の電極によって２つの
圧電体振動子を駆動することにより、圧電体の厚み方向
の振動によってステータに縦振動と屈曲またはねじり振
動が発生し、それによってステータの端面または側面に
回転する進行波が発生し、ステータの端面または側面に
組合わせた被駆動体を駆動する。
［実施例］ 第１図、第２図を参照すると、本発明の超音波駆動装
置では、圧電体振動子１、２はそれぞれ中心を通る分割
線３′、４′、５′で分割された３組の電極3a、3b、4
a、4b、5a、5bで挟持され、また電極3a、3b、5a、5bの
外側に絶縁体６、７が設けられ、さらに絶縁体６、７の
外側に金属ブロック８、９が設けられ、圧電体振動子
１、２、電極3a、3b、4a、4b、5a、5b、絶縁体６、７及
び金属ブロック８、９の貫通孔にボルト10を通し、ボル
ト10の端部のねじにナット11が係合されて締め付け固着
され、ステータ12が構成されている。なお、電極3a、3
b、5a、5bの分割線３′、５′は電極の4a、4bの分割線
４′に対してそれぞれ90゜ずれている。
置では、圧電体振動子１、２はそれぞれ中心を通る分割
線３′、４′、５′で分割された３組の電極3a、3b、4
a、4b、5a、5bで挟持され、また電極3a、3b、5a、5bの
外側に絶縁体６、７が設けられ、さらに絶縁体６、７の
外側に金属ブロック８、９が設けられ、圧電体振動子
１、２、電極3a、3b、4a、4b、5a、5b、絶縁体６、７及
び金属ブロック８、９の貫通孔にボルト10を通し、ボル
ト10の端部のねじにナット11が係合されて締め付け固着
され、ステータ12が構成されている。なお、電極3a、3
b、5a、5bの分割線３′、５′は電極の4a、4bの分割線
４′に対してそれぞれ90゜ずれている。
この実施例の超音波駆動装置では、第３図に示すよう
に、電極3a、3b、5a、5bに交流電源の一方の端子13を接
続し、電極4bに交流電源の他方の端子14を接続すると、
ステータ12の端面または側面に一方向に移動する進行波
が発生する。また電極4aに交流電源の他方の端子14を接
続すると、ステータ12の端面または側面に反対方向に移
動する進行波が発生する。
に、電極3a、3b、5a、5bに交流電源の一方の端子13を接
続し、電極4bに交流電源の他方の端子14を接続すると、
ステータ12の端面または側面に一方向に移動する進行波
が発生する。また電極4aに交流電源の他方の端子14を接
続すると、ステータ12の端面または側面に反対方向に移
動する進行波が発生する。
なお、電極3a、3b及び5a、5bはそれぞれいずれか一方
のみを交流電源の一方の端子13に接続するようにしても
よい。
のみを交流電源の一方の端子13に接続するようにしても
よい。
第４図を参照すると、以上のように構成された本実施
例のステータ12のボルト10の中心孔にスプリングワッシ
ャ15を介して径の小さいボルト16が通され、このボルト
16の端部が円板17を通り、この円板17をナット18によっ
て締め付け固定する。また、ステータ12の金属ブロック
９と円板17の間に回転円板19が設けられ、この回転円板
19に多数のボール20が回転自在に支持され、また回転円
板19の側部から上部に腕21が設けられ、この腕21に回転
軸22が突出している。
例のステータ12のボルト10の中心孔にスプリングワッシ
ャ15を介して径の小さいボルト16が通され、このボルト
16の端部が円板17を通り、この円板17をナット18によっ
て締め付け固定する。また、ステータ12の金属ブロック
９と円板17の間に回転円板19が設けられ、この回転円板
19に多数のボール20が回転自在に支持され、また回転円
板19の側部から上部に腕21が設けられ、この腕21に回転
軸22が突出している。
本実施例の超音波駆動装置では、ステータ12の端面に
進行波が発生すると、ボール20が回転し、回転円板19が
回転することにより腕21及び回転軸22が回転することに
より、通常の電気モータと同様に使用することができ
る。
進行波が発生すると、ボール20が回転し、回転円板19が
回転することにより腕21及び回転軸22が回転することに
より、通常の電気モータと同様に使用することができ
る。
第５図を参照すると、ケース23の端部の貫通孔の周囲
にベアリング24が設けられ、このベアリング24に回転軸
25が支持されている。この回転軸25は回転円板26の中心
に固着され、この回転円板26に多数のボール27が回転自
在に支持されている。そして、このボール27はケース23
の内側に設けられた支持円板28とステータ12のナット11
の間に挟持され、ステータ12はケース23の端部に設けた
ばね29及び底蓋30によって押圧されている。なお、ステ
ータ12のボルト10をボール27と接触させてもよい。
にベアリング24が設けられ、このベアリング24に回転軸
25が支持されている。この回転軸25は回転円板26の中心
に固着され、この回転円板26に多数のボール27が回転自
在に支持されている。そして、このボール27はケース23
の内側に設けられた支持円板28とステータ12のナット11
の間に挟持され、ステータ12はケース23の端部に設けた
ばね29及び底蓋30によって押圧されている。なお、ステ
ータ12のボルト10をボール27と接触させてもよい。
このように構成した本実施例の超音波駆動装置では、
ステータ12のボルト10またはナット11に発生した進行波
によってボール27が回転し、それによって回転円板26及
び回転軸25が回転することにより、通常の電気モータと
同様に使用することができる。
ステータ12のボルト10またはナット11に発生した進行波
によってボール27が回転し、それによって回転円板26及
び回転軸25が回転することにより、通常の電気モータと
同様に使用することができる。
なお、被駆動体は上記のようなボールを使用した回転
体ばかりでなく、円板や直線駆動する被駆動体にも使用
することができる。
体ばかりでなく、円板や直線駆動する被駆動体にも使用
することができる。
第６図を参照すると、本発明の他の実施例の電極３、
４、５が示されている。これらの電極３、４、５はそれ
ぞれ４つに電極3a〜3d、4a〜4d、4a〜4dに分割されてい
る。そして、電極3a、4c、5aが端子13aに接続され、電
極3c、4a、5cが端子14aに接続され、端子13aと14aの間
に第１の交流電源が接続される。また、電極3b、4d、5b
が端子13bに接続され、電極3d、4b、5dが端子14bに接続
され、端子13bと14bの間に第１の交流電源の位相から90
゜ずれた位相を持つ第２の交流電源が接続される。
４、５が示されている。これらの電極３、４、５はそれ
ぞれ４つに電極3a〜3d、4a〜4d、4a〜4dに分割されてい
る。そして、電極3a、4c、5aが端子13aに接続され、電
極3c、4a、5cが端子14aに接続され、端子13aと14aの間
に第１の交流電源が接続される。また、電極3b、4d、5b
が端子13bに接続され、電極3d、4b、5dが端子14bに接続
され、端子13bと14bの間に第１の交流電源の位相から90
゜ずれた位相を持つ第２の交流電源が接続される。
このように構成した本実施例の電極構造では、第２の
交流電源の位相を第１の交流電源の位相に対して進める
か、遅らせるかによって回転を逆転することができる。
交流電源の位相を第１の交流電源の位相に対して進める
か、遅らせるかによって回転を逆転することができる。
［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、圧電体
振動子を挟持する３組の電極を任意に接続して１つの交
流電源または２つの位相の異なった交流電源を接続する
ことにより、回転を可逆転することができるという利点
がある。
振動子を挟持する３組の電極を任意に接続して１つの交
流電源または２つの位相の異なった交流電源を接続する
ことにより、回転を可逆転することができるという利点
がある。
第１図は本発明の１実施例のステータの側面図、第２図
は第１図のステータの１部の分解斜視図、第３図は第１
図のステータの電極に交流電源を接続する接続図、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
は本発明の他の実施例の超音波駆動装置の側面一部断面
図、第６図は本発明の他の実施例のステータの電極構造
と交流電源への接続図である。 １、２……圧電体振動子、３′、４′、５′……分割
線、3a、3b、4a、4b、5a、5b……３組の電極、６、７…
…絶縁体、８、９……金属ブロック、10……ボルト、11
……ナット、12……ステータ。
は第１図のステータの１部の分解斜視図、第３図は第１
図のステータの電極に交流電源を接続する接続図、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
は本発明の他の実施例の超音波駆動装置の側面一部断面
図、第６図は本発明の他の実施例のステータの電極構造
と交流電源への接続図である。 １、２……圧電体振動子、３′、４′、５′……分割
線、3a、3b、4a、4b、5a、5b……３組の電極、６、７…
…絶縁体、８、９……金属ブロック、10……ボルト、11
……ナット、12……ステータ。
Claims (5)
- 【請求項１】２つの圧電体振動子と、該２つの圧電体振
動子を挟持してそれぞれ中心を通る分割線で２つに分割
された３組の電極及び該電極の外側に設けられた絶縁体
とを同じ長さの２つの金属ブロックによって挟持すると
ともに、前記両側の電極の分割線に対して中央の電極の
分割線を90゜ずらして設け、前記圧電体振動子、電極、
絶縁体及び金属ブロックのそれぞれの貫通孔にボルトを
通し、該ボルトの端部のねじにナットを係合して締め付
け固定してステータを構成し、該ステータの端面または
側面に被駆動体を組み合わせた超音波駆動装置。 - 【請求項２】前記３組の電極の両側の電極のそれぞれと
中央の電極の一方との間に交流電圧を印加することを特
徴とする請求項１記載の超音波駆動装置。 - 【請求項３】前記３組の電極のそれぞれ一方の電極と他
方の電極との間に交流電圧を印加することを特徴とする
請求項１記載の超音波駆動装置。 - 【請求項４】２つの圧電体振動子、該２つの圧電体振動
子を挟持してそれぞれ４つに分割された３組の電極及び
該電極の外側に設けられた絶縁体とを同じ長さの２つの
金属ブロックによって挟持するとともに、前記圧電体振
動子、電極、絶縁体及び金属ブロックのそれぞれの貫通
孔にボルトを通し、該ボルトの端部のねじにナットを係
合し、締め付け固着してステータを構成し、該ステータ
の端面または側面に被駆動体を組み合わせた超音波駆動
装置。 - 【請求項５】前記３組の電極のそれぞれ対向する一方の
電極に１つの交流電圧を印加し、他方の電極に前記交流
電圧と90゜位相が異なる交流電圧を印加することを特徴
とする請求項４記載の超音波駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312619A JP2741390B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 超音波駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63312619A JP2741390B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 超音波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02159985A JPH02159985A (ja) | 1990-06-20 |
| JP2741390B2 true JP2741390B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=18031381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63312619A Expired - Fee Related JP2741390B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 超音波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741390B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469883B1 (en) * | 1990-08-03 | 1999-01-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration driven motor |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63312619A patent/JP2741390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02159985A (ja) | 1990-06-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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