JP3283756B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JP3283756B2
JP3283756B2 JP11521096A JP11521096A JP3283756B2 JP 3283756 B2 JP3283756 B2 JP 3283756B2 JP 11521096 A JP11521096 A JP 11521096A JP 11521096 A JP11521096 A JP 11521096A JP 3283756 B2 JP3283756 B2 JP 3283756B2
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piezoelectric
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波モータに
関し、さらに詳しくいうと、負荷となるロータを回転駆
動するための駆動子に超音波振動を与える圧電素子を備
えた超音波モータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor, and more particularly, to an ultrasonic motor having a piezoelectric element for applying ultrasonic vibration to a driver for rotationally driving a rotor serving as a load. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は本発明者が提案(実開昭63−1
91893)した従来の超音波モータであり、図におい
て、金属などの弾性体でなる円板状の基板21に分極印
刷によって偶数分割して配着された4つの圧電素子22
と一定の間隔を保って4つの駆動子23を配設し、これ
にロータ24を圧接している。以上の構成により、圧電
素子22に超音波振動を発生させて、ロータ24を一方
向に回転させるものである。
2. Description of the Related Art FIG.
91893) is a conventional ultrasonic motor, and in the figure, a polarization mark is formed on a disc-shaped substrate 21 made of an elastic body such as a metal.
Four piezoelectric elements 22 distributed evenly by printing
The four driving elements 23 are arranged at a constant distance from each other, and the rotor 24 is pressed against this. With the above configuration, ultrasonic vibration is generated in the piezoelectric element 22 to rotate the rotor 24 in one direction.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の超
音波モータは、励振用の圧電素子と駆動子の相互動作関
係が一定であるため、ロータの回転方向の切替えが困難
であった。この発明は上記の問題を解決しようとするも
ので、ロータの回転方向を左右任意に制御することがで
きる、小形、薄形で量産性の優れた超音波モータを得る
ことを目的とする。
In the conventional ultrasonic motor as described above, it is difficult to switch the rotation direction of the rotor because the mutual operation relationship between the piezoelectric element for excitation and the driver is constant. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a small, thin, and highly mass-produced ultrasonic motor capable of freely controlling the rotation direction of a rotor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1のこの発明に係る超
音波モータは、円板上の基板または圧電素材の上面に配
置され分極印刷された主振動系を形成する少なくとも1
組の第一の圧電素子と、この第一の圧電素子の各1個に
対応して基板または圧電素材の下面に配置され前記第一
の圧電素子と極性を異にして分極印刷された2個ずつ配
置された切替系の第二の圧電素子と、前記第一の圧電素
子の境界線上に結合されロータを回転駆動する駆動子と
を備え、前記の第一の圧電素子と、いずれか一方の第二
の圧電素子とを並列にして屈曲振動させた時に、第一の
圧電素子によって生じるノードラインと、第二の圧電素
子によって生じるノードラインとの合力によるノードラ
インを主振動系のノードラインとして発生させ、前記第
一の圧電素子の振動に加担して振動する前記第二の圧電
素子を選択切替えることにより前記主振動系のノードラ
インを前記駆動子の両側のいずれかに偏らせて前記ロー
タの回転方向を切替えるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a
The sound wave motor is placed on the substrate on the disk or on the top of the piezoelectric material.
At least one of which is placed and forms a polarized printed main vibration system
A set of first piezoelectric elements and one each of the first piezoelectric elements
Correspondingly placed on the lower surface of the substrate or piezoelectric material, the first
And two piezoelectric elements, each of which is polarized and printed with a different polarity.
A second piezoelectric element of a switching system disposed, and the first piezoelectric element
A driving element coupled to the boundary of the element and driving the rotor to rotate;
Comprising the first piezoelectric element and one of the second
When the piezoelectric element is subjected to bending vibration in parallel with the
Node line generated by piezoelectric element and second piezoelectric element
Nodal due to resultant force with node line caused by child
In the main vibration system as a node line.
The second piezoelectric element vibrates in addition to the vibration of one piezoelectric element.
By selectively switching the element, the node
Biasing the drive to either side of the driver
The direction of rotation of the data is switched.

【0005】第2のこの発明に係る超音波モータは、円
板状、円環状および円筒状のいずれかを形成する圧電素
材の表面の対角上に配置され分極印刷された主振動系の
偶数個の第一の圧電素子と、この第一の圧電素子のそれ
ぞれに対応する鋏角上に配設された各2個ずつの切替系
の第二の圧電素子と、前記第一の圧電素子に結合されロ
ータを回転駆動する駆動子とを備え、前記の第一の圧電
素子と、いずれか一方の第二の圧電素子とを並列にして
屈曲振動させた時に、第一の圧電素子によって生じるノ
ードラインと、第二の圧電素子によって生じるノードラ
インとの合力によるノードラインを主振動系のノードラ
インとして発生させ、前記第一の圧電素子の振動に加担
して振動する前記第二の圧電素子を選択切替えることに
より前記主振動系のノードラインを前記駆動子の両側の
いずれかに偏らせて前記ロータの回転方向を切替えるも
のである。
[0005] A second ultrasonic motor according to the present invention has a circular shape.
Piezoelectric element that forms one of plate, ring and cylinder
Of the main vibration system printed diagonally on the surface of the
Even number of first piezoelectric elements and that of this first piezoelectric element
Two switching systems each on the scissors corner corresponding to each
A second piezoelectric element, and a rotor coupled to the first piezoelectric element.
A driving element for rotationally driving the motor.
Element and one of the second piezoelectric elements in parallel
When bending vibration occurs, noise generated by the first piezoelectric element
And the node line generated by the second piezoelectric element.
The node line of the main vibration system
And contribute to the vibration of the first piezoelectric element.
To selectively switch the second piezoelectric element that vibrates
More the node line of the main vibration system on both sides of the driver
The direction of rotation of the rotor is switched by biasing to either direction.
It is.

【0006】第3のこの発明に係る超音波モータは、円
板状、円環状および円筒状いずれか の弾性体でなる基板
と、この基板の対角上に配置され分極印刷された主振動
系の偶数個の第一の圧電素子と、この第一の圧電素子の
それぞれに対応する鋏角上に配設された各2個ずつ前記
基板に装着支持された切替系の第二の圧電素子と、前記
第一の圧電素子に結合されロータを回転駆動する駆動子
とを備え、前記の第一の圧電素子と、いずれか一方の第
二の圧電素子とを並列にして屈曲振動させた時に、第一
の圧電素子によって生じるノードラインと、第二の圧電
素子によって生じるノードラインとの合力によるノード
ラインを主振動系のノードラインとして発生させ、前記
第一の圧電素子の振動に加担して振動する前記第二の圧
電素子を選択切替えることにより前記主振動系のノード
ラインを前記駆動子の両側のいずれかに偏らせて前記ロ
ータの回転方向を切替えるものである。
A third ultrasonic motor according to the present invention is a circular ultrasonic motor.
Substrate made of a plate-like, annular or cylindrical elastic body
And the polarization-printed main vibration arranged on the diagonal of this substrate
An even number of first piezoelectric elements of the system and
Each two placed on the corresponding scissors corner
A second piezoelectric element of a switching system mounted and supported on the substrate,
A driver coupled to the first piezoelectric element to rotationally drive the rotor
And the first piezoelectric element, and one of the first
When the two piezoelectric elements are placed in parallel and subjected to bending vibration, the first
The node line generated by the piezoelectric element of
Node due to resultant force with node line generated by element
Line as the main vibration node line,
The second pressure oscillating in addition to the vibration of the first piezoelectric element
By selectively switching the electric element, the node of the main vibration system
The line is biased to either side of the driver,
The direction of rotation of the motor is switched.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1、図2はこの発
明の実施例1を示し、図1において、金属などの弾性体
でなる円板状の基板1の上面には、同図(a)に示すよ
うに、1/2分割してそれぞれプラス、マイナスに分極
された主振動系の第一の圧電素子2aと2bが、また、
下面には同図(b)に示すように、切替系の第二の圧電
素子3aと3bおよび4aと4bが、前記第一の圧電素
子と極性を異にして、図示された分極極性に4分割され
で貼着されている。すなわち偶数個の第一の圧電素子の
各個に対応して2個ずつの第二の圧電素子が配置されて
いる。これらの圧電素子は、通常、いずれも一枚板状の
圧電磁器板に電極を分割して設け、所定の極性に分極処
理することにより、実質的に複数個の圧電素子を形成し
ている。勿論、切離された圧電素子を個々に貼着して構
成しても良い。図1(b)における極性と位置は、上面
からの透視図になっており、上下面での同位置内では並
列駆動したときに同方向の屈曲が発生するように合致さ
せている。駆動子5a、5bは、圧電素子2aと2bの
境界線上の同心円距離に結合されている。また、基板1
の中心点は振動の節の線上(以下、単に「ノードライン
上」という。)にあるので、組立固定用の穴を設けて使
用しても振動ロスは少ない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In FIG. As shown in FIG. 1A, the first piezoelectric elements 2a and 2b of the main vibration system, which are divided into 分割 and polarized positively and negatively, respectively,
On the lower surface, as shown in FIG. 3B, the second piezoelectric elements 3a and 3b and 4a and 4b of the switching system are provided with the first piezoelectric element.
The polarities are different from each other, and the polarizers are divided into four parts with the polarization shown in the figure, and are attached. That is, two second piezoelectric elements are arranged corresponding to each of the even number of first piezoelectric elements. In general, these piezoelectric elements are formed by dividing a single piece of piezoelectric ceramic plate into electrodes, and performing polarization processing to a predetermined polarity, thereby substantially forming a plurality of piezoelectric elements. Of course, the separated piezoelectric elements may be individually attached to each other. The polarities and positions in FIG. 1B are perspective views from the upper surface, and are matched so that bending occurs in the same direction when driven in parallel within the same position on the upper and lower surfaces. The drivers 5a and 5b are coupled at a concentric distance on the boundary between the piezoelectric elements 2a and 2b. Also, substrate 1
Is located on the line of the node of vibration (hereinafter simply referred to as “node line
Above. " ) , The vibration loss is small even if it is used with a hole for fixing the assembly.

【0008】次に動作について説明する。図1で、圧電
素子の分割パターンに対して、振動時の屈曲状況を○印
と△印で表している。すなわち、○印側の半分のエリア
が上方に曲がったとき、残り半分の△印エリアは下方に
曲がることを示し、その模様をD1−D2断面で図1
(c)に示している。いま、第一の圧電素子2a、2b
と、第二の圧電素子3a、3bとを並列にして屈曲共振
させると、圧電素子2a、2bのみでは図1(a)に示
すA1−A2線上に振動ノードラインを作ろうとし、圧
電素子3a、3bのみでは図1(b)に示すB1−B2
のノードラインを作ろうとする。実際の振動は、この両
者が同時に起こるので合成されたノードラインはC1−
C2となり、両者の中間位置よりも上面の圧電素子の勢
力が強い分だけA1−A2ライン寄りに発生する。
Next, the operation will be described. In FIG. 1, the bending state of the divided pattern of the piezoelectric element at the time of vibration is indicated by a circle and a triangle. In other words, when the half area on the side of the circle is bent upward, the other half of the area is bent downward, and the pattern is shown by a D1-D2 cross section in FIG.
(C). Now, the first piezoelectric elements 2a, 2b
When the second piezoelectric elements 3a and 3b are arranged in parallel to bend and resonate, only the piezoelectric elements 2a and 2b attempt to form a vibration node line on the line A1-A2 shown in FIG. , 3b alone, B1-B2 shown in FIG.
Try to make a node line of Since the actual vibration occurs at the same time, the combined node line is C1-
C2 is generated near the A1-A2 line by an amount corresponding to the strength of the piezoelectric element on the upper surface being stronger than the intermediate position between the two.

【0009】図2は、この間の駆動子5aの動きを示
し、同図(a)はノードラインがA1−A2の場合、図
(b)は圧電素子3a、3bが加担してノードラインが
C1−C2になった場合である。すなわち、図(a)に
おける駆動子5aは基板1の振動で単に左右に首振りを
させられるだけであるが、図(b)にいたるとノードラ
インがC1−C2になるため、上下方向にДy、水平方
向へДxと、同時に変位する。このとき、駆動子5aに
当接しているロータ(図示しない)は右方への力を受
け、図1(a)でみると左回転になる。また、このとき
もう一方の駆動子5bは下に下がる方向になるためロー
タから遠ざかる姿勢になる。したがって次の半サイクル
では、今度は逆になり、駆動子5bが働き駆動子5aが
休むことになり、かくして交互にロータを左回転させ
る。
FIG. 2 shows the movement of the driver 5a during this period. FIG. 2 (a) shows the case where the node lines are A1-A2, and FIG. 2 (b) shows the case where the piezoelectric elements 3a and 3b are involved and the node line is C1. -C2. That is, the driver element 5a is only brought into the swing just to the left and right vibration of the substrate 1 in Fig. (A), when leading to FIG (b) Nodora
Since in is C1-C2, the vertical direction is y, the horizontal direction
It is displaced simultaneously with Дx in the direction. At this time, the rotor (not shown) in contact with the driver 5a receives a rightward force, and rotates leftward as viewed in FIG. Also, at this time, the other driver 5b is in a direction of descending, so that it is in a posture of moving away from the rotor. Thus, in the next half cycle, the reverse is now true, with the driver 5b working and the driver 5a resting, thus alternately rotating the rotor counterclockwise.

【0010】次に、逆回転させるには、下側の圧電素子
を図1(b)の第二の圧電素子4a、4b側に切替えれ
ばノードラインは駆動子5aの反対側に発生するので、
図2(b)における駆動子5aが反対の傾きとなり、ロ
ータの右回転が達成されるのである。駆動子5bについ
ても同様である。以上のようにして、ロータの回転方向
の切替えは第二の圧電素子の切替えで行うことができ、
かつ、屈曲動作を加勢して目的を達成することができる
ので効率がよい。
Next, for reverse rotation, if the lower piezoelectric element is switched to the second piezoelectric elements 4a and 4b in FIG. 1B, the node line is generated on the opposite side of the driver 5a. ,
The driver 5a in FIG. 2B has the opposite inclination, and the clockwise rotation of the rotor is achieved. The same applies to the driver 5b. As described above, switching of the rotation direction of the rotor can be performed by switching of the second piezoelectric element,
In addition, since the object can be achieved by energizing the bending operation, the efficiency is high.

【0011】(実施例2)図1の構成のものは、基板1
を用いないで圧電素材の表面に配置され分極印刷された
圧電素子だけで円板状に構成することもできる。とく
に、小形で低コスト化の要求には、図1の1/2分割方
式と同じで上下面の圧電素子を直接互いに接着するのが
よい。図3はこのときの等価回路図で、符号は図1のも
のに対応している。上下面の圧電素子は電気的には互い
に切離して、切替えスイッチSW1,SW2は2連の両
切りスイッチになる。圧電素子の製造は、通常、長い棒
状の磁器を分極処理後に輪切りにしてから電極処理を施
すようにする。素材のQMはそのまま圧電素子構造体の
QMになるので大きい値のものを選択して振動ロスと発
熱を押さえる必要がある。
(Embodiment 2) The structure shown in FIG.
The disk-shaped member can be formed only by the piezoelectric element which is disposed on the surface of the piezoelectric material and is polarization printed without using the piezoelectric element. In particular, in order to reduce the size and cost, it is preferable that the piezoelectric elements on the upper and lower surfaces are directly bonded to each other as in the case of the half-split system in FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram at this time, and reference numerals correspond to those in FIG. The piezoelectric elements on the upper and lower surfaces are electrically separated from each other, and the change-over switches SW1 and SW2 are two double-sided switches. In the manufacture of a piezoelectric element, usually, a long bar-shaped porcelain is sliced after the polarization treatment, and then the electrode treatment is performed. Since the QM of the material becomes the QM of the piezoelectric element structure as it is, it is necessary to select a large value and suppress vibration loss and heat generation.

【0012】(実施例3)図4は1/4分割時の実施例
である。前記第一の圧電素子と極性を異にして、切替系
の4対の第二の圧電素子7a、7b、7c基板1の上面
には主振動系の2対の第一の圧電素子6a、6b、6
c、6d、下面には、7dと8a、8b、8c、8dが
配置されている。第一の圧電素子の境界部位には駆動子
9a、9b、9c、9dが結合されている。図(b)に
示す分極極性は、第一の圧電素子との並列により同図
(c)のような屈曲モードが生じるように配置する。駆
動子9a、9bと9b、9cはそれぞれ一方が働くとき
他方は休むことになり、図1のときと同様に交互にな
る。分極を同極にして直列に使用することもできる。駆
動子は2個でも良い。
(Embodiment 3) FIG. 4 shows an embodiment at the time of 1/4 division. The polarity of the first piezoelectric element is different from that of the first piezoelectric element. Two pairs of first piezoelectric elements 6a, 6b of the main vibration system are provided on the upper surface of the four pairs of second piezoelectric elements 7a, 7b, 7c of the switching system. , 6
7d and 8a, 8b, 8c and 8d are arranged on the lower surfaces c and 6d. Drivers 9a, 9b, 9c, 9d are connected to the boundary portion of the first piezoelectric element. The polarization polarity shown in FIG. 2B is arranged such that a bending mode as shown in FIG. Drivers 9a, 9b and 9b, 9c, when one works, the other rests, and alternates as in FIG. Polarization can be used in series with the same polarity. The number of drivers may be two.

【0013】(実施例4)さらにパワーアップをするた
めに直径を大きくしてゆくにつれて分割数を増やしてゆ
くこともできる。図5に示した1/6分割では、6個の
駆動子を結合することができる。また、図示しないが、
1/8分割では駆動子を8個としてそれぞれ1個置きの
二組が交互に働いて蹴り出しを行ってロータを任意の方
向に回転させる。この発明の振動モードでは、共振周波
数は円板の仕上がり厚みに比例し、直径の2乗にほぼ反
比例する。中心穴の影響はほとんど受けない。
(Embodiment 4) In order to further increase the power, the number of divisions can be increased as the diameter is increased. In the 1/6 division shown in FIG. 5, six drivers can be connected. Although not shown,
In the 1/8 split, every other two sets of eight drivers are alternately operated to kick out and rotate the rotor in an arbitrary direction. In the vibration mode of the present invention, the resonance frequency is proportional to the finished thickness of the disk and substantially inversely proportional to the square of the diameter. The center hole is hardly affected.

【0014】(実施例5)図6は圧電素子を1枚で1/
2分割形を構成したもので、基板1の上面にのみ、主振
動系の広角の第一の圧電素子10a、10b、切替系は
狭角の第二の圧電素子11a、11bと12a、12b
が設けられている。いま、第二の圧電素子11a、11
bを第一の圧電素子10a、10bに並列に加担させる
と、ノードラインが偏りロータは右回転となり、圧電素
子12a、12b側では左回転になる。5a、5bは駆
動子である。この実施例の場合、圧電素子の素材が1枚
で足りるので低コストで軽負荷用に適している。基板1
の下面には直接加工物などをとりつけられる利点もあ
る。
(Embodiment 5) FIG. 6 shows that one piezoelectric element is 1 /
A wide-angle first piezoelectric element 10a, 10b of the main vibration system, and a narrow-angle second piezoelectric element 11a, 11b and 12a, 12b of the main vibration system are provided only on the upper surface of the substrate 1.
Is provided. Now, the second piezoelectric elements 11a, 11
When b is applied to the first piezoelectric elements 10a and 10b in parallel, the node lines are deviated and the rotor rotates clockwise, and the piezoelectric elements 12a and 12b rotate counterclockwise. 5a and 5b are drivers. In the case of this embodiment, since only one piezoelectric element material is required, it is suitable for low cost and light load. Substrate 1
There is also an advantage that a workpiece or the like can be directly attached to the lower surface of the device.

【0015】(実施例6)この発明は、圧電素子構体の
形状を円環状(ドーナツ状)や円筒状にしても良い。図
7に円筒1/2分割の場合を示す。図において、主振動
系の第一の圧電素子13a、13bに対して、切替系の
第二の圧電素子14a、14bと15a、15bが円筒
状の基板16の外側面と内側面にそれぞれ配設されてい
る。圧電素子の電極は図示を省略している。駆動子17
a、17bは円筒内側に対向にして設けられている。動
作は全く同様で、円板が放射状のエリアの上下振動だっ
たのに対して、円筒の場合は円筒の長さ方向全体のエリ
アがさらに外側に曲がるか内側に曲がるかの違いにな
る。円筒形曲面基板への圧電素子の装着は、スパッタリ
ング手法か水熱法による。外周面にのみ積層してゆく構
造でも良い。駆動子の設置場所も内外周面を問わず、ま
た長さの制約もないので設計の自由度は大きい。円環状
は、円板の中心穴が大きくなったと考えられ、動作挙動
は円板に準じる。
(Embodiment 6) In the present invention, the shape of the piezoelectric element structure may be annular (donut-like) or cylindrical. FIG. 7 shows a case of a cylinder half-split. In the figure, second piezoelectric elements 14a, 14b and 15a, 15b of a switching system are disposed on the outer surface and inner surface of a cylindrical substrate 16 with respect to the first piezoelectric elements 13a, 13b of the main vibration system. Have been. The electrodes of the piezoelectric element are not shown. Driver 17
a and 17b are provided inside the cylinder so as to face each other. The operation is exactly the same, in which the disk is vibrated up and down in a radial area, whereas in the case of a cylinder, the difference is whether the entire area in the length direction of the cylinder bends further outward or inward. The mounting of the piezoelectric element on the cylindrical curved substrate is performed by a sputtering method or a hydrothermal method. A structure in which the layers are laminated only on the outer peripheral surface may be used. The location of the driver is not limited to the inner and outer peripheral surfaces, and there is no restriction on the length. In the ring shape, it is considered that the center hole of the disk is enlarged, and the operation behavior is similar to that of the disk.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明は、駆動子に推力を発生させる第一の圧電素子と、こ
の第一の圧電素子の主振動に加担して振動する切替系の
第二の圧電素子を設け、第二の圧電素子の切替えにより
主振動のノードラインを駆動子の両側のいずれかに変位
させるようにしたので、無駄な振動成分に費やすロスが
無く、ロータの回転方向の切替えがで、きる。さらに、
高効率で量産性の良い低コストな、しかも、薄形で各種
のサイズのものが容易に得られる等の効果がある。
As is apparent from the above description, the present invention relates to a first piezoelectric element for generating a thrust on a driver and a switching system for vibrating by adding to the main vibration of the first piezoelectric element. Since the second piezoelectric element is provided and the node line of the main vibration is displaced to one of the two sides of the driver by switching the second piezoelectric element, there is no loss that is wasted on unnecessary vibration components, and the rotation of the rotor is reduced. The direction can be switched. further,
There are effects such as high efficiency, low cost with good mass productivity, and thin and various sizes can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例1の(a)上面図、(b)下
面図、(c)波形図である。
FIG. 1A is a top view, FIG. 1B is a bottom view, and FIG. 1C is a waveform chart of Embodiment 1 of the present invention.

【図2】この発明の実施例1の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例2の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例3の(a)上面図、(b)下
面図、(c)波形図である。
4A is a top view, FIG. 4B is a bottom view, and FIG. 4C is a waveform chart of Embodiment 3 of the present invention.

【図5】この発明の実施例4の(a)上面図、(b)波
形図である。
5 (a) is a top view and FIG. 5 (b) is a waveform chart of Embodiment 4 of the present invention.

【図6】この発明の実施例5の上面図である。FIG. 6 is a top view of a fifth embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例6の正面図である。FIG. 7 is a front view of a sixth embodiment of the present invention.

【図8】従来の超音波モータの(a)上面図、(b)側
断面図である。
8A is a top view and FIG. 8B is a side sectional view of a conventional ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2a、2b 第一の圧電素子 3a、3b,4a、4b 第二の圧電素子 5a、5b 駆動子 6a、6b、6c、6d 第一の圧電素子 7a、7b、7c、7d 第二の圧電素子 8a、8b、8c、8d 第二の圧電素子 9a、9b、9c、9d 駆動子 10a、10b 第一の圧電素子 11a、11b、12a、12b 第二の圧電素子 13a、13b 第一の圧電素子 14a、14b、15a、15b 第二の圧電素子 16 基板 17a、17b 駆動子 1 Substrate 2a, 2b First piezoelectric element 3a, 3b, 4a, 4b Second piezoelectric element 5a, 5b Driver 6a, 6b, 6c, 6d First piezoelectric element 7a, 7b, 7c, 7d Second piezoelectric element Element 8a, 8b, 8c, 8d Second piezoelectric element 9a, 9b, 9c, 9d Driver 10a, 10b First piezoelectric element 11a, 11b, 12a, 12b Second piezoelectric element 13a, 13b First piezoelectric element 14a, 14b, 15a, 15b Second piezoelectric element 16 Substrate 17a, 17b Driver

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】円板上の基板または圧電素材の上面に配置
され分極印刷された主振動系を形成する少なくとも1組
の第一の圧電素子と、この第一の圧電素子の各1個に対
応して基板または圧電素材の下面に配置され前記第一の
圧電素子と極性を異にして分極印刷された2個ずつ配置
された切替系の第二の圧電素子と、前記第一の圧電素子
の境界線上に結合されロータを回転駆動する駆動子とを
備え、前記の第一の圧電素子と、いずれか一方の第二の
圧電素子とを並列にして屈曲振動させた時に、第一の圧
電素子によって生じるノードラインと、第二の圧電素子
によって生じるノードラインとの合力によるノードライ
ンを主振動系のノードラインとして発生させ、前記第一
の圧電素子の振動に加担して振動する前記第二の圧電素
子を選択切替えることにより前記主振動系のノードライ
ンを前記駆動子の両側のいずれかに偏らせて前記ロータ
の回転方向を切替える超音波モータ。
1. A substrate on a disk or an upper surface of a piezoelectric material
At least one pair forming a polarized and printed main vibration system
Pair of the first piezoelectric element and one of the first piezoelectric elements.
Correspondingly placed on the lower surface of the substrate or piezoelectric material
Arranged two by polarization printing with different polarity from the piezoelectric element
Switched second piezoelectric element and the first piezoelectric element
And a driving element coupled to the boundary of
Comprising, the first piezoelectric element, one of the second
When bending vibration is performed with the piezoelectric element in parallel, the first pressure
Node line generated by the piezoelectric element and the second piezoelectric element
Node line due to the resultant force with the node line
Is generated as a node line of the main vibration system.
The second piezoelectric element vibrating in addition to the vibration of the piezoelectric element
Node switching of the main vibration system
The rotor to either side of the driver,
Ultrasonic motor that switches the rotation direction of the motor.
【請求項2】円板状、円環状および円筒状のいずれかを
形成する圧電素材の表面の対角上に配置され分極印刷さ
れた主振動系の偶数個の第一の圧電素子と、この第一の
圧電素子のそれぞれに対応する鋏角上に配設された各2
個ずつの切替系の第二の圧電素子と、前記第一の圧電素
子に結合されロータを回転駆動する駆動子とを備え、前
記の第一の圧電素子と、いずれか一方の第二の圧電素子
とを並列にして屈曲振動させた時に、第一の圧電素子に
よって生じるノードラインと、第二の圧電素子によって
生じるノードラインとの合力によるノードラインを主振
動系のノードラインとして発生させ、前記第一の圧電素
子の振動に加担して振動する前記第二の圧電素子を選択
切替えることにより前記主振動系のノードラインを前記
駆動子の両側のいずれかに偏らせて前記ロータの回転方
向を切替える超音波モータ。
2. The method according to claim 1, wherein the disk-shaped, annular or cylindrical shape is selected.
Polarized printed on the diagonal of the surface of the piezoelectric material to be formed
Even number of first piezoelectric elements of the main vibration system
Each 2 placed on the scissors corner corresponding to each of the piezoelectric elements
A second piezoelectric element for each switching system, and the first piezoelectric element;
A driving element coupled to the driving element to rotationally drive the rotor.
The first piezoelectric element described above and one of the second piezoelectric elements
And in parallel bending vibration, the first piezoelectric element
The resulting node line and the second piezoelectric element
Maintain the node line due to the resultant force with the resulting node line
The first piezoelectric element is generated as a dynamic system node line.
Select the second piezoelectric element that vibrates in addition to the vibration of the child
By switching, the node line of the main vibration system is
Rotating the rotor by biasing it to either side of the driver
Ultrasonic motor that switches direction.
【請求項3】円板状、円環状および円筒状いずれかの弾
性体でなる基板と、この基板の対角上に配置され分極印
刷された主振動系の偶数個の第一の圧電素子と、この第
一の 圧電素子のそれぞれに対応する鋏角上に配設された
各2個ずつ前記基板に装着支持された切替系の第二の圧
電素子と、前記第一の圧電素子に結合されロータを回転
駆動する駆動子とを備え、前記の第一の圧電素子と、い
ずれか一方の第二の圧電素子とを並列にして屈曲振動さ
せた時に、第一の圧電素子によって生じるノードライン
と、第二の圧電素子によって生じるノードラインとの合
力によるノードラインを主振動系のノードラインとして
発生させ、前記第一の圧電素子の振動に加担して振動す
る前記第二の圧電素子を選択切替えることにより前記主
振動系のノードラインを前記駆動子の両側のいずれかに
偏らせて前記ロータの回転方向を切替える超音波モー
タ。
3. A disc-shaped, annular or cylindrical bullet
And a polarization mark placed on the diagonal of this substrate
An even number of the first piezoelectric elements of the main vibration system
It is arranged on the scissors corner corresponding to each of the one piezoelectric element
The second pressure of the switching system mounted and supported on the substrate by two each.
Rotating the rotor coupled to the piezoelectric element and the first piezoelectric element.
A driving element for driving, the first piezoelectric element,
One of the two piezoelectric elements is placed in parallel with
Caused by the first piezoelectric element
And the node line generated by the second piezoelectric element
Node line by force as node line of main vibration system
And vibrates together with the vibration of the first piezoelectric element.
By selectively switching the second piezoelectric element,
Place the node line of the vibration system on either side of the driver
An ultrasonic motor that switches the rotation direction of the rotor by biasing
Ta.
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