JP3190634B2 - 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体 - Google Patents

圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体

Info

Publication number
JP3190634B2
JP3190634B2 JP00035699A JP35699A JP3190634B2 JP 3190634 B2 JP3190634 B2 JP 3190634B2 JP 00035699 A JP00035699 A JP 00035699A JP 35699 A JP35699 A JP 35699A JP 3190634 B2 JP3190634 B2 JP 3190634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
piezoelectric actuator
moving body
support
computer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP00035699A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000201487A (ja
Inventor
瑞明 鈴木
和夫 谷
英孝 前田
陽子 鈴木
Original Assignee
セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セイコーインスツルメンツ株式会社 filed Critical セイコーインスツルメンツ株式会社
Priority to JP00035699A priority Critical patent/JP3190634B2/ja
Priority to US09/478,239 priority patent/US6323578B1/en
Publication of JP2000201487A publication Critical patent/JP2000201487A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3190634B2 publication Critical patent/JP3190634B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001Driving devices, e.g. vibrators
    • H02N2/0015Driving devices, e.g. vibrators using only bending modes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041Beam type
    • H10N30/2042Cantilevers, i.e. having one fixed end

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動体を効率よ
く移動できる圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエ
ータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法を
コンピュータに実行させるプログラムを格納した、コン
ピュータが読取可能な記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】現在OA機器、情報処理機器の小型化が
進んでいる。これに伴って、駆動・搬送に用いる動力源
として圧電アクチュエータが注目されている。このよう
な圧電アクチュエータの一例として、圧電素子の伸縮作
用を応用した進行波型の超音波モータが知られている。
【0003】進行波型超音波モータは総合電子出版刊、
見城、指田調「超音波モータ入門」7ページなどに示さ
れているように、リング形状のステータとロータから構
成される。ステータの裏面にはPZTセラミックスから
成る圧電振動体が接着剤等により接合され、一体となっ
て振動するものである。
【0004】上記リング形状の圧電体は、進行波のたわ
み波を発生させるために、小さな複数の領域に分割さ
れ、それぞれ交互に反対方向に分極されている(同書1
1ページおよび197ページの図)。また、それらの分
割された領域ごとの圧電体に位相差を付けた正弦波電圧
を与えるため、同様に分割された金属電極膜を形成する
必要がある。さらに、ステータは、多くの場合、変位拡
大のために、径方向に多数の溝を設けるか、突起を設け
ている。以上のような複雑な構造は、直径数cmの超音
波モータでは容易に加工できるため、問題とはならない
が、直径10mm以下のモータを製作しようとすると微
細な寸法精度を要求され、現在の産業において用いられ
る加工技術では著しくその加工が困難となる。
【0005】上記のような課題を解決し、直径10mm
以下の小型圧電型アクチュエータを実現するためには、
振動体および圧電体の構造をユニモルフ構造と呼ばれる
単純な平板構造とし、フォトリソグラフィーおよびエッ
チングなどの量産性に優れた加工技術を用いればよい。
しかしながら、平板の振動体および圧電体を張り合わせ
た単純な構造であるユニモルフ構造では、同書77ペー
ジにおいて述べられているように、超音波モータとして
機能させるために必要なたわみ波を発生させることがで
きないという課題もまた存在する。
【0006】上記のような従来の技術における課題を解
決するために本発明では、単純なユニモルフ構造であっ
てもたわみ波を発生できる方法を提供するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマイクロ圧電モータ500では、屈曲変位機構部2
2を1次モードで振動させているため、発生するトルク
が不十分であり、回転数も小さいという問題点があっ
た。
【0008】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、十分なトルクと大きな回転数とが得ら
れる圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆
動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュ
ータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータ
が読取可能な記憶媒体を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1に係る圧電アクチュエータは、移動体
と、前記移動体に対向配置され且つ一端が振動体に固定
されて片持ち梁となる支持体と、前記支持体に展着した
圧電体と、前記支持体が2次モード以上で振動するよう
に、前記圧電体に電圧を供給する電源と、を備えたもの
である。
【0010】2次モード以上で支持体が振動すれば、振
幅は小さくなるが、移動体の横方向の成分が大きくな
る。また、高次モードの振動を発生させるには、それだ
け高い共振周波数が要求されるので、支持体と移動体と
の接触回数が増える。このため、移動体の移動量が増
し、トルクが増加する。
【0011】また、請求項2に係る圧電アクチュエータ
は、移動体と、前記移動体に対向配置され且つ一端が振
動体に固定されて片持ち梁となる支持体と、前記支持体
に展着した圧電体と、前記支持体が3次モードを含む振
動をするように、前記圧電体に電力を供する電源と、を
備えたものである。
【0012】このように、3次モードで振動するような
電圧を圧電体に供給するのが好ましい。上記の通り、高
次モードの方がよりトルク、移動量とも向上するが、あ
まりにも高次のモードににより振動させるのは、電源そ
の他の構成から困難である。また、2次モードよりも3
次モードの方が、トルク、移動量とも大きい。このた
め、少なくとも3次モードを含むモードで支持体を振動
できるようにする。
【0013】また、請求項3に係る圧電アクチュエータ
は、上記圧電アクチュエータにおいて、前記圧電体に供
給する電圧の周波数を100kHz〜1MHzとしたも
のである。
【0014】一般的なマイクロモータの梁部のサイズに
おいて、100kHz〜1MHzの周波数を持つ電圧を
印加すれば、高次モードの振動を容易に得ることができ
る。
【0015】また、請求項4に係る圧電アクチュエータ
は、回転移動体と、この回転移動体の内円接線方向に延
出した一端固定他端自由とした支持体と当該支持体毎に
貼設した圧電体とからなる振動体と、前記支持体のサイ
ズおよびヤング率に基づき当該支持体が高次モードで振
動する周波数を特定し、当該特定周波数の電圧を前記圧
電体に供給する電源と、を備えたものである。
【0016】回転型の例であって、前記圧電体に供給す
る電圧の周波数は支持体のサイズおよびヤング率に基づ
いて決定する。支持体を高次モードで振動させることに
より、回転型の圧電アクチュエータにて、大きなトルク
と回転数を得ることができる。
【0017】また、請求項5に係る圧電アクチュエータ
の駆動方法は、移動体と、前記移動体に対向配置され、
一端が固定されて片持ち梁となり他端が振動時に前記移
動体と接触する支持体と、前記支持体に展着した圧電体
とから圧電アクチュエータを構成し、前記圧電体に駆動
電圧を供給して前記支持体を振動させ、支持体と前記移
動体との接触により当該移動体を駆動する圧電アクチュ
エータの駆動方法において、前記圧電体に供給する電圧
の周波数を、前記支持体が2次モード以上で振動する範
囲に設定したものである。
【0018】2次モード以上で支持体が振動すれば、振
幅は小さくなるが、移動体の横方向の成分が大きくな
る。また、高次モードの振動を発生させるには、それだ
け高い共振周波数が要求されるので、支持体と移動体と
の接触回数が増える。このため、移動体の移動量が増
し、トルクが増加する。
【0019】また、請求項6に係る圧電アクチュエータ
の駆動方法は、移動体と、前記移動体に対向配置され、
一端が固定されて片持ち梁となり他端が振動時に前記移
動体と接触する支持体と、前記支持体に展着した圧電体
とから圧電アクチュエータを構成し、前記圧電体に駆動
電圧を供給して前記支持体を振動させ、支持体と前記移
動体との接触により当該移動体を駆動する圧電アクチュ
エータの駆動方法において、前記圧電体に供給する電圧
の周波数を、前記支持体が3次モードを含んで振動する
範囲に設定したものである。
【0020】このように3次モードで振動するように、
前記圧電体に電圧を供給するのが好ましい。上記の通
り、高次モードの方がよりトルク、移動量とも向上する
が、あまりにも高次のモードにより振動させるのは、電
源その他の構成から装置のコストが上昇し,また,駆動
効率が低下する。また、2次モードよりも3次モードの
方が、トルク、移動量とも大きい。このため、少なくと
も3次モードを含むモードで支持体を振動できるように
する。
【0021】また、請求項7に係るコンピュータが読取
可能な記憶媒体は、上記いずれかに記載された圧電アク
チュエータの駆動方法を、コンピュータに実行させるプ
ログラムを格納したものである。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。 (実施の形態1)図1は、この発明の実施の形態1に係
るマイクロ圧電モータを示す組立図である。このマイク
ロ圧電モータ100は、軸突起部11を持つ回転移動体
1と、圧電素子21を展着したL字形状の屈曲変位機構
部22を持つ振動体ブロック2と、軸突起部11を支持
する基盤シャーシ3と、前記圧電素子21に特定周波数
の駆動電圧を印圧する電源4と、電源4の周波数を制御
するコントローラ5とから構成されている。また、回転
移動体1および基盤シャーシ3には磁気吸着力の発生す
る磁石材料を用い、回転移動体1と振動体ブロック2と
を一定加圧下で接触させている。例えば回転移動体1に
はステンレス系、基盤シャーシにはネジウム系の磁石材
料を用いる。この磁石材料によって基盤シャーシ3が回
転移動体側に引き寄せられるので、回転移動体1の摺動
部12と振動体ブロック2の屈曲変位機構部22との間
で安定した密着性が得られる。また、振動体ブロック
2、特に屈曲変位機構部22には、前記磁石材料の磁力
の影響を受けないように非磁性体材料を用いるのが好ま
しい。
【0023】回転移動体1の軸突起部11は、振動体ブ
ロック2の中空軸穴23にて軸支される。逆に、回転移
動体側に中空軸穴を設け、振動体ブロック側に軸突起部
を設けるようにしてもよい。回転移動体1の摺動部12
には、屈曲変位機構部22との摩擦が生じる部分である
から、摩擦係数が大きいこと、耐磨耗性に優れること、
安定した摩擦係数を維持できることなどの要求を満たす
材料を用いるのが好ましい。例えば回転移動体1の本体
を金属または樹脂系で形成しておき、振動体ブロック2
との摺動部12に酸化皮膜処理を施すようにする。ま
た、前記摺動部12を、セルロース系繊維、カーボン系
繊維、ウィスカとフェノール樹脂との複合材料、ポリイ
ミド樹脂とポリアミド樹脂との複合材料を用いて形成す
るようにしてもよい。
【0024】図2に、前記振動体ブロック2の詳細構造
を示す。屈曲変位機構部22は、伸縮運動を発生する圧
電素子21を支持体24に展着した構造であり、L字形
状をしている。このL字形状の短辺端部25は振動体ブ
ロック2の中心部26に固定されている。この屈曲変位
機構部22は、前記摺動部12に内包される円の接線方
向と一致するように配置する。この屈曲変位機構部22
の自由端が描く楕円運動の方向によって、回転移動体1
の回転方向が決まる。ここでは、回転移動体1を軸支し
た構成であるから、屈曲変位機構部22の運動軌跡を回
転移動体1の運動軌跡に一致させれば、屈曲変位機構部
22から回転移動体1への運動転換が効率的なものとな
る。図中では屈曲変位機構部22が時計回りに突設して
あるが、この突設方向を反対にすると、回転移動体1が
反対向きに回転することになる。
【0025】また、屈曲変位機構部22の回転中心から
の距離と振動体ブロック2に設ける屈曲変位機構部22
の形状および数により、マイクロ圧電モータ100のト
ルクおよび回転速度が決まる。屈曲変位機構部22の位
置、すなわち回転移動体1の回転中心から屈曲変位機構
部22までの距離や、屈曲変位機構部22の形状および
数は、要求されるマイクロ圧電モータの仕様に基づき設
定する。
【0026】前記圧電素子21とは、歪発生機能、共振
機能および電圧発生機能を兼ね備えた材料をいう。すな
わち、印加された電圧に応じて応力ないし変位を生じ、
印加電圧の周波数により共振現象を生じさせ、加えられ
た圧力に応じて電圧が発生する特性を示す材料である。
圧電素子21の代表例である圧電セラミックとしては、
チタン酸バリウム、ジルコンチタン酸鉛などが挙げられ
る。また、圧電セラミックスの代わりに、ニオブ酸リチ
ウムなどの結晶材料を用いることもできる。振動体ブロ
ック2には、ステンレス、ベリリウム銅、リン青銅、黄
銅、ジュラルミン、チタンやシリコン材の金属系または
非金属系の弾性材料を用いる。
【0027】回転移動体1や振動体ブロック2の形成に
は、エッチング、電鋳等のフォトファブリケーション技
術を用いるのが好ましい。非機械加工プロセスを用いる
ことで、加工形成時に発生する変形、応力および機械的
ストレスを排除できるからである。また、部品の高精度
化より、各要素部品の組立調整工程を最小限に抑えるこ
とができると共に、機能および再現性が安定するためで
ある。
【0028】また、前記支持体24と圧電素子21とは
接着により一体化する。係る接着に要求される条件は、
非常に薄い接着層であること、接着層が非常に硬く且つ
強靱であること、圧電素子21と支持体24との接着後
は共振周波数付近の抵抗値が小さいことである。例えば
前記接着には、ホットメルトおよびエポキシ樹脂に代表
される高分子接着材を用いる。なお、接着剤を用いない
で圧電素子21を直接接合してもよい。また、薄膜形
成、圧膜形成のプロセス手段により圧電素子21を設け
るようにしてもよい。また、屈曲変位機構部22として
は、1枚の圧電素子21で構成されるユニモルフ型、2
枚の圧電素子で構成されるバイモルフ型、または、4枚
以上の圧電素子で構成されるマルチモルフ型があり、い
ずれを用いるようにしても良い。圧電素子21と支持体
24との材料およびこれらの接着方法は、マイクロ圧電
モータ100に要求される屈曲変位機構部22の変位
量、力、応答性および構造的制約条件により設定され
る。
【0029】具体的には、図2に示した振動体ブロック
2では、3つの圧電素子21を用いて屈曲変位機構部2
2を構成し、この屈曲変位機構部22を振動体ブロック
2の外周に沿って均等配置する。振動体ブロック2の径
は2mm程度である。軸突起部11の径は0.5mmで
ある。屈曲変位機構部22の支持体24は、オーステナ
イト系ステンレス鋼(SUS304)をエッチングする
ことにより形成する。
【0030】また、圧電素子21には、圧電定数の高い
薄膜ジルコンチタン酸鉛を用いてある。支持体24と圧
電素子21との間には、直接接合であっても或は接着剤
による接合であっても、接合界面が生じる。この接合界
面は、支持体24と圧電素子21との間の伝搬特性を決
める重要な因子となる。このため、接着剤の特性および
その膜厚管理が重要となる。本例では、エポキシ系の接
着剤を用いて最適膜厚になるようにした。
【0031】つぎに、屈曲変位機構部22の形状は、そ
の有効長、特に固定端から自由端までの長さが縦運動と
楕円運動の変位量と相関関係があることを考慮して設定
する。また、各屈曲変位機構部22の固有振動数は形状
に依存するので、シミュレーションモデルの結果と実験
データとから仕様に合うよう決定する。本例の振動体ブ
ロック2の形状は、所望するマイクロ圧電モータ100
の径寸法と、回転移動体1の負荷条件とを基に定めた。
具体的な屈曲変位機構部22の寸法を図3に示す。支持
体24の自由端の長さは、1.00mm、幅は0.35
mmであり、厚さは0.10mmである。また、圧電素
子21の長さは、1.30mmであり、厚さは0.12
mmである。
【0032】また、この屈曲変位機構部22は、ユニモ
ルフ型構成を採用した。変位電圧特性上でヒステリシス
を持ちにくい特性を持つためである。また、バイモルフ
型と比較して変位量は小さいが発生力が大きいこと、回
転移動体1の負荷荷重および加圧力が適当であるためで
ある。なお、マイクロ圧電モータ100の仕様により、
マルチモルフ型を採用し、厚みを一定に維持した上で層
数を増やすことで変位と力とを増加させることもでき
る。また、屈曲変位機構部の固定端から自由端にかけて
テーパーを設け、応答性を向上させることもできる。係
る構成による振動体ブロック2によれば、屈曲変位機構
部22の屈曲変位を極めて安定に励起することができ
る。なお、振動体ブロック2の屈曲変位機構部22の配
置、形状、数量および構成は、図2に示した例に限定さ
れない。
【0033】このマイクロ圧電モータ100の動作原理
については、上記従来例にて説明した通りであるから、
ここでは説明を省略する(図8参照)。このマイクロ圧
電モータ100が上記従来例のマイクロ圧電モータ50
0と異なるのは、電源の周波数設定である。屈曲変位機
構部22に入力する印加電圧およびその周波数は、屈曲
変位機構部22の寸法、形状、ヤング率に基づいて調整
する。入力信号を共振周波数近傍に設定すれば屈曲変位
機構部22の最大振幅が得られる。
【0034】ここで、上記コントローラ5には、例えば
パーソナルコンピュータやワンチップ型マイクロコンピ
ュータなどを用いることができる。このパーソナルコン
ピュータまたはマイクロコンピュータに用いる記憶媒体
には、圧電素子21に入力する印加電圧およびその周波
数を屈曲変位機構部の寸法、形状、ヤング率に基づいて
設定可能なプログラムが格納してある。
【0035】図4は、所定周波数における屈曲変位機構
部22の挙動を示すグラフ図である。横軸は屈曲変位機
構部先端からの距離を示し、縦軸は屈曲変位機構部22
の変位量を示す。実験の結果、圧電素子21に周波数
7.1kHzの駆動電圧を印加すると、屈曲変位機構部
22が1次モードで振動しその変位量が最大になること
が判った。さらに実験を続けた結果、圧電素子21に周
波数448kHzの駆動電圧を印加することにより、屈
曲変位機構部22が3次モードで振動し、回転移動体1
の回転数が最大になることが判った。なお、屈曲変位機
構部22の変位量は、レーザドップラー法を用いて測定
した。図5および図6は、印加電圧の周波数とアドミッ
タンスとの関係を示すグラフ図である。アドミッタンス
は、インピーダンスアナライザにより測定する。回転移
動体1がよく動くほど、アドミッタンスが大きくなる。
図5に示すように、周波数37.1kHzのとき、1次
モードの振動が励起され、アドミッタンスのピークが現
れた。また、図6に示すように、周波数448kHzの
とき、2次モードの振動が、922kHzのとき、3次
モードの振動が励起され、アドミッタンスのピークが現
れた。
【0036】なお、上記では、圧電アクチュエータの一
例であるマイクロ圧電モータについて説明したが、この
技術は、上記回転型に限らず、リニア型の圧電アクチュ
エータにも適用できる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の圧電ア
クチュエータ(請求項1)によれば、移動体と、前記移
動体に対向配置され且つ一端が振動体に固定されて片持
ち梁となる支持体と、前記支持体に展着した圧電体と、
前記支持体が2次モード以上で振動するように、前記圧
電体に電圧を供給する電源とを備えたので、移動体の横
方向の成分が大きくなること、支持体と移動体との接触
回数が増えることから、移動体の移動量が増し、トルク
が増加する。
【0038】また、この発明の圧電アクチュエータ(請
求項2)によれば、移動体と、前記移動体に対向配置さ
れ且つ一端が振動体に固定されて片持ち梁となる支持体
と、前記支持体に展着した圧電体と、前記支持体が3次
モードを含む振動をするように、前記圧電体に電力を供
する電源とを備えたので、移動体の横方向の成分が大き
くなること、支持体と移動体との接触回数が増えること
から、移動体の移動量が増し、トルクが増加する。ま
た、支持体に少なくとも3次モードの振動を与えること
で、移動量およびトルクの増加を図ることができる。
【0039】また、この発明の圧電アクチュエータ(請
求項3)によれば、圧電体に供給する電圧の周波数を1
00kHz〜1MHzとしたので、高次モードの振動を
容易に得ることができる。この結果、容易に移動量およ
びトルクを増大できる。
【0040】また、この発明の圧電アクチュエータ(請
求項4)によれば、回転移動体と、この回転移動体の内
円接線方向に延出した一端固定他端自由とした支持体と
当該支持体毎に貼設した圧電体とからなる振動体と、前
記支持体のサイズおよびヤング率に基づき当該支持体が
高次モードで振動する周波数を特定し、当該特定周波数
の電圧を前記圧電体に供給する電源と、を備えたので、
支持体を高次モードで振動させることにより、回転型の
圧電アクチュエータにて、大きなトルクと回転数を得る
ことができる。
【0041】また、この発明の圧電アクチュエータの駆
動方法(請求項5)によれば、移動体と、前記移動体に
対向配置され、一端が固定されて片持ち梁となり他端が
振動時に前記移動体と接触する支持体と、前記支持体に
展着した圧電体とから圧電アクチュエータを構成し、前
記圧電体に駆動電圧を供給して前記支持体を振動させ、
支持体と前記移動体との接触により当該移動体を駆動す
る際、前記圧電体に供給する電圧の周波数を、前記支持
体が2次モード以上で振動する範囲に設定したので、移
動体の横方向の成分が大きくなり、支持体と移動体との
接触回数が増えることから、移動体の移動量が増し、ト
ルクが増加する。
【0042】また、この発明の圧電アクチュエータの駆
動方法(請求項6)によれば、移動体と、前記移動体に
対向配置され、一端が固定されて片持ち梁となり他端が
振動時に前記移動体と接触する支持体と、前記支持体に
展着した圧電体とから圧電アクチュエータを構成し、前
記圧電体に駆動電圧を供給して前記支持体を振動させ、
支持体と前記移動体との接触により当該移動体を駆動す
る際、前記圧電体に供給する電圧の周波数を、前記支持
体が3次モードを含んで振動する範囲に設定したので、
移動体の横方向の成分が大きくなり、支持体と移動体と
の接触回数が増える。このため、移動体の移動量が増
し、トルクが増加する。また、支持体に少なくとも3次
モードの振動を与えることで、移動量およびトルクの増
加を図ることができる。
【0043】また、この発明のコンピュータが読取可能
な記憶媒体(請求項7)では、上記いずれかに記載され
た圧電アクチュエータの駆動方法を、コンピュータに実
行させるプログラムを格納した。このため、係るプログ
ラムをコンピュータにより実行することで、圧電アクチ
ュエータの移動量およびトルクを増大できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係るマイクロ圧電モ
ータを示す組立図である。
【図2】図1に示した振動体ブロックの詳細構造を示す
斜視図である。
【図3】屈曲変位機構部の詳細説明図である。
【図4】所定周波数における屈曲変位機構部の挙動を示
すグラフ図である。
【図5】周波数に対する動きをアドミッタンスにより表
したグラフ図である。
【図6】周波数に対する動きをアドミッタンスにより表
したグラフ図である。
【図7】従来のマイクロ圧電モータを示す組立図であ
る。
【図8】図7に示したマイクロ圧電モータの動作原理を
示す説明図である。
【符号の説明】
100 マイクロ圧電モータ 1 回転移動体 11 軸突起部 12 摺動部 2 振動体ブロック 21 圧電素子 22 屈曲変位機構部 24 支持体 3 基盤シャーシ 4 電源 5 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 陽子 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セイコーインスツルメンツ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−277624(JP,A) 特開 平4−29576(JP,A) 特開 平10−337059(JP,A) 特開 平10−337052(JP,A) 特開 平3−115892(JP,A) 実開 平5−67194(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/00 H01L 41/09

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転移動体と、前記回転移動体に対向配
    置され、前記回転移動体の内円接線方向に延出した一端
    固定他端自由とした片持ち梁を複数持つ支持体と、 前記支持体の複数の片持ち梁毎に貼設した複数の圧電体
    とからなる複数の振動体と、 前記複数の圧電体に同一の電圧を供給する電源と、を備
    高次モ−ドのたわみ振動(屈曲振動)を前記複数の振動
    体において発生させる ことを特徴とする圧電アクチュエ
    ータ。
  2. 【請求項2】 回転移動体と、前記回転移動体に対向配
    置され、前記回転移動体の内円接線方向に延出した一端
    固定他端自由とした片持ち梁を複数持つ支持体と、前記
    支持体の複数の片持ち梁毎に貼設した複数の圧電体とか
    らなる複数の振動体と、から圧電アクチュエータを構成
    し、前記複数の圧電体に同一の電圧を供給して前記複数
    の振動体を振動させ、前記複数の振動体と前記移動体と
    の接触により前記移動体を駆動する圧電アクチュエータ
    の駆動方法において、 高次モ−ドのたわみ振動(屈曲振動)を前記複数の振動
    体において発生させることを特徴とする圧電アクチュエ
    ータの駆動方法
  3. 【請求項3】 請求項2に記載された圧電アクチュエー
    タの駆動方法を、コンピュータに実行させるプログラム
    を格納したことを特徴とするコンピュータが読取可能な
    記憶媒体。
JP00035699A 1999-01-05 1999-01-05 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体 Expired - Fee Related JP3190634B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00035699A JP3190634B2 (ja) 1999-01-05 1999-01-05 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体
US09/478,239 US6323578B1 (en) 1999-01-05 2000-01-04 Piezoelectric actuator, piezoelectric actuator driving method and computer readable storage medium stored with program for making computer execute piezoelectric actuator driving method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00035699A JP3190634B2 (ja) 1999-01-05 1999-01-05 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000201487A JP2000201487A (ja) 2000-07-18
JP3190634B2 true JP3190634B2 (ja) 2001-07-23

Family

ID=11471548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00035699A Expired - Fee Related JP3190634B2 (ja) 1999-01-05 1999-01-05 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6323578B1 (ja)
JP (1) JP3190634B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190106734A (ko) * 2018-03-09 2019-09-18 에타 쏘시에떼 아노님 마누팍투레 홀로게레 스위세 디스크용 회전 압전 모터

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE50014572D1 (de) * 1999-11-29 2007-09-27 Miniswys Sa Piezoelektrischer antrieb
EP1396012B2 (de) 2001-06-06 2010-07-28 miniswys SA Piezoelektrischer antrieb
JP4669222B2 (ja) * 2001-10-22 2011-04-13 ミニスイス・ソシエテ・アノニム 圧電駆動装置
DE50304468D1 (de) * 2002-03-15 2006-09-14 Miniswys Sa Piezoelektrischer motor und verfahren zum antrieb desselben
US7157830B2 (en) * 2003-04-02 2007-01-02 Piezomotor Uppsala Ab Near-resonance wide-range operating electromechanical motor
JP3790523B2 (ja) * 2003-06-19 2006-06-28 志豐電子股▲分▼有限公司 圧電軸プッシュ・プル式超音波モータ
CH696993A5 (de) 2004-06-24 2008-02-29 Miniswys Sa Antriebseinheit.
JP2017070115A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、振動型アクチュエータの駆動方法、レンズ鏡筒、撮像装置及びステージ装置
JP2020182378A (ja) * 2020-07-29 2020-11-05 キヤノン株式会社 振動型アクチュエータ、振動型アクチュエータの駆動方法、レンズ鏡筒、撮像装置及びステージ装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4742260A (en) * 1986-02-06 1988-05-03 Hiroshi Shimizu Piezoelectrically driving device
JPH0429576A (ja) 1990-05-24 1992-01-31 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 超音波モータ
JPH0567194A (ja) 1991-09-06 1993-03-19 Nippon Steel Corp 光学式基板検査装置
JPH06277624A (ja) 1993-03-29 1994-10-04 Canon Inc 小型アクチュエータ
US6072266A (en) * 1994-12-21 2000-06-06 Nikon Corporation Vibration actuator
JP3190613B2 (ja) * 1997-03-31 2001-07-23 セイコーインスツルメンツ株式会社 圧電アクチュエータ
JP4054092B2 (ja) * 1997-09-30 2008-02-27 オリンパス株式会社 アクチュエータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190106734A (ko) * 2018-03-09 2019-09-18 에타 쏘시에떼 아노님 마누팍투레 홀로게레 스위세 디스크용 회전 압전 모터
KR102168051B1 (ko) * 2018-03-09 2020-10-21 에타 쏘시에떼 아노님 마누팍투레 홀로게레 스위세 디스크용 회전 압전 모터

Also Published As

Publication number Publication date
US6323578B1 (en) 2001-11-27
JP2000201487A (ja) 2000-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Uchino Piezoelectric ultrasonic motors: overview
JP3190613B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JP3190634B2 (ja) 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの駆動方法並びに圧電アクチュエータの駆動方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体
JPH10134534A (ja) 回転ディスク型情報記憶装置
JP5641800B2 (ja) 振動型駆動装置
JP2011217595A (ja) 振動波駆動装置とその振動体の製造方法
JP2001218481A (ja) 圧電駆動体、超音波モータ及び超音波モータ付き電子機器
US7944129B2 (en) Ultrasonic actuator and magnetic recording apparatus using the same
JP3002984B1 (ja) 微小駆動装置および微小位置決め装置および記憶装置
JP2902712B2 (ja) 超音波モータ
JP3190636B2 (ja) 圧電アクチュエータおよび圧電アクチュエータの制御方法並びに圧電アクチュエータの制御方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納した、コンピュータが読取可能な記憶媒体
JP3074379B2 (ja) 回転型圧電アクチュエータ
JP2574577B2 (ja) リニア型アクチュエータ
JP3142810B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JP3142811B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JP4578799B2 (ja) 圧電アクチュエータ及びそれを用いた電子機器
EP0130180A1 (en) TUBULAR PNEUMODYNAMIC BEARING.
JP2009055779A (ja) 超音波アクチュエータ、磁気記録装置
JP3926523B2 (ja) 圧電アクチュエータの駆動周波数制御方法
JP3190630B2 (ja) 圧電アクチュエータおよびその製造方法
JP2000278971A (ja) 圧電アクチュエータとその製造方法
Uchino et al. Compact piezoelectric ultrasonic motors
JP4714405B2 (ja) 超音波モータ及び超音波モータ付き電子機器
JP3207488B2 (ja) 超音波アクチュエータ
JPS61262091A (ja) 振動波モ−タ

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080518

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090518

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518

Year of fee payment: 9

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130518

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140518

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees