JP6140507B2 - Ultrasonic motor - Google Patents

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

Description

本発明は、進行波型超音波モーターに関する。具体的には進行波型超音波モーターのステータを構成する圧電体の改良技術に関する。   The present invention relates to a traveling wave type ultrasonic motor. Specifically, the present invention relates to a technology for improving a piezoelectric body constituting a stator of a traveling wave type ultrasonic motor.

周知のごとく、進行波形超音波モーター(以下、超音波モーター)は、円環状の圧電体に弾性体を貼着したステータに円周方向の進行波を発生させて、その進行波を摩擦力を介してロータに伝達することでロータを回転させている。そして、電磁石を用いたモーターと比べ、低速で高トルク、高速応答性、停止時におけるトルクの保持、静粛性、磁気ノイズが発生しない、などの特徴を有している。   As is well known, a traveling wave ultrasonic motor (hereinafter referred to as an ultrasonic motor) generates a traveling wave in a circumferential direction on a stator having an annular piezoelectric body and an elastic body, and generates a frictional force. The rotor is rotated by transmitting to the rotor. Compared with a motor using an electromagnet, it has characteristics such as low speed, high torque, high speed response, retention of torque during stoppage, quietness, and no magnetic noise.

図1は、超音波モーターの基本構成を示す図であり、この図では、ステータを構成する円環状の圧電体1の分極極性と電極の配置を平面図によって示している。以下では、この図に示した圧電体の面をおもて面とし、このおもて面側を上方とする。なお、ステータを構成する弾性体は、この圧電体1の裏面側に貼着されることになる。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an ultrasonic motor. In this drawing, the polarization polarity of an annular piezoelectric body 1 constituting the stator and the arrangement of electrodes are shown by a plan view. In the following, the surface of the piezoelectric body shown in this figure is a front surface, and the front surface side is an upper side. The elastic body constituting the stator is attached to the back side of the piezoelectric body 1.

圧電体1は円環状に一体成形された圧電セラミックスからなり、ここでは円環の中心角がθ1となる二つの領域(A相領域10a、B相領域10b)に区分されている例を示した。各相の領域(10a、10b)の上面には個別の電極(以下、駆動用電極)が形成されており、圧電体1の裏面には、A相とB相に共通の接地電極が形成されている。弾性体が導電性である場合は、その弾性体自体が接地電極となる。   The piezoelectric body 1 is made of piezoelectric ceramics integrally formed in an annular shape, and here, an example in which the piezoelectric body 1 is divided into two regions (A-phase region 10a and B-phase region 10b) in which the central angle of the ring is θ1 is shown. . Individual electrodes (hereinafter referred to as drive electrodes) are formed on the upper surface of each phase region (10a, 10b), and a common ground electrode is formed on the back surface of the piezoelectric body 1 for the A phase and the B phase. ing. When the elastic body is conductive, the elastic body itself becomes a ground electrode.

A相とB相の領域(10a、10b)はさらに複数の領域(以下、分極領域:11a、12a、11b、12b)に区分されて、各分極領域(11a、12a、11b、12b)は圧電体1の厚み方向(紙面の法線方向)に分極処理されている。そして、A相とB相の各領域(10a、10b)では、隣接する分極領域(11a−12a、11b−12b)の分極極性の方向が逆方向となっている。以下では、図の紙面おもて面側から裏面に向かう分極極性を「+」、その逆方向を「−」で表すこととし、さらに、例えば、A相領域10aに属するとともに分極極性が+となる分極領域11aであれば、この領域を「A+」と標記することとする。すなわち圧電体1には、「A+」「A−」「B+」「B−」の4種類の分極領域が存在することになる。   The A phase and B phase regions (10a, 10b) are further divided into a plurality of regions (hereinafter, polarization regions: 11a, 12a, 11b, 12b), and each polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) is piezoelectric. The body 1 is polarized in the thickness direction (the normal direction of the paper). And in each area | region (10a, 10b) of A phase and B phase, the direction of the polarization polarity of an adjacent polarization area | region (11a-12a, 11b-12b) is a reverse direction. In the following, the polarization polarity from the front side to the back side of the drawing is represented by “+”, and the opposite direction is represented by “−”. Further, for example, the polarization polarity belongs to the A phase region 10a and the polarization polarity is +. This polarization region 11a is designated as “A +”. That is, the piezoelectric body 1 has four types of polarization regions “A +”, “A−”, “B +”, and “B−”.

ここで、4種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)に区分された圧電体1に対し、A相領域10aとB相領域10bのいずれかの領域に形成されている駆動用電極と接地電極間に高周波電圧からなる駆動信号を印加したとする。A相とB相の領域(10a、10b)では、隣り合う分極領域(11a−12a、11b−12b)の分極極性が逆であることから、各分極領域(11a、12a、11b、12b)は、駆動信号の1/2波長(1/2λ)分に相当することになる。そして、各分極領域(11a、12a、11b、12b)は、駆動信号が印加されると円周方向に屈曲振動を起こし、駆動信号の周波数がこの圧電体1を含んで構成されるステータの固有振動数に等しければ、ステータが共振して定在波が発生する。   Here, with respect to the piezoelectric body 1 divided into four types of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b), driving electrodes formed in any one of the A-phase region 10a and the B-phase region 10b It is assumed that a drive signal composed of a high frequency voltage is applied between the ground electrodes. In the A-phase and B-phase regions (10a, 10b), the polarization polarities of the adjacent polarization regions (11a-12a, 11b-12b) are opposite, so each polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) This corresponds to 1/2 wavelength (1 / 2λ) of the drive signal. Each polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) undergoes bending vibration in the circumferential direction when a drive signal is applied, and the frequency of the drive signal includes the piezoelectric body 1 and is inherent to the stator. If it is equal to the frequency, the stator resonates and a standing wave is generated.

この定在波を利用して円周方向に進行波を発生させるためには、周知のごとく、円周上で隣接する一対の+極と−極に対応する分極領域(11a−12a、11b−12b)に対応する円弧が1波長(λ)分に対応していることを利用し、A相領域10aとB相領域10bを1/4λ分ずらすとともに、圧電体1においてA相領域10aとB相領域10bの各領域に相互に時間的位相が90°異なる高周波電圧を印加する。それによって、A相領域10aとB相領域10bの双方に発生した定在波が相互干渉を起こし進行波が発生する。   In order to generate a traveling wave in the circumferential direction using this standing wave, as is well known, polarization regions (11a-12a, 11b-) corresponding to a pair of + pole and −pole adjacent on the circumference are known. 12b), the A-phase region 10a and the B-phase region 10b are shifted by 1 / 4λ using the fact that the arc corresponding to 12b) corresponds to one wavelength (λ). A high frequency voltage having a temporal phase difference of 90 ° is applied to each region of the phase region 10b. As a result, standing waves generated in both the A-phase region 10a and the B-phase region 10b cause mutual interference to generate traveling waves.

なお、A相領域10aとB相領域10bが相対的に1/4λ分ずれていることから、一般的には、分極領域(11a、12a、11b、12b)を円環状の圧電体1の全領域に亘って隙間無く配置しないようにしている。具体的には、図1に示したように、円周の二箇所に駆動用電極が形成されていない間隙部分(13、14)を設けている。一方の間隙部分13は、1/4λ分の中心角θ2に相当する領域であり、他方の間隙14は、3/4λ分の中心角θ3(=3×θ2)に相当する。また、多くの超音波モーターでは、この間隙(13、14)に接地用電極を形成し、圧電体1の裏面に形成されている接地電極と接続している。それによって、分極領域(11a、12a、11b、12b)に対応して形成されている駆動用電極からの配線と、接地用電極からの配線の双方をおもて面から引き出せるようにしている。あるいは、駆動用信号による圧電体1の振動状態を検出するために、当該間隙14の中央に分極領域(11a、12a、11b、12b)と同じ形状の「フィードバック電極」などと呼ばれる電極を設ける場合もある。この場合、超音波モーターは、そのフィードバック電極と接地電極間に発生した電圧信号の検出結果に基づいて駆動用信号を制御するように構成されている。   Since the A-phase region 10a and the B-phase region 10b are relatively shifted by 1 / 4λ, generally, the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are all disposed in the annular piezoelectric body 1. It is arranged so that there is no gap across the area. Specifically, as shown in FIG. 1, gap portions (13, 14) where drive electrodes are not formed are provided at two locations on the circumference. One gap portion 13 is a region corresponding to a central angle θ2 corresponding to ¼λ, and the other gap 14 corresponds to a central angle θ3 (= 3 × θ2) corresponding to 3 / 4λ. In many ultrasonic motors, a grounding electrode is formed in the gap (13, 14) and connected to the grounding electrode formed on the back surface of the piezoelectric body 1. Thereby, both the wiring from the driving electrode and the wiring from the grounding electrode formed corresponding to the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) can be drawn from the front surface. Alternatively, in order to detect the vibration state of the piezoelectric body 1 by the driving signal, an electrode called a “feedback electrode” having the same shape as the polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) is provided in the center of the gap 14 There is also. In this case, the ultrasonic motor is configured to control the driving signal based on the detection result of the voltage signal generated between the feedback electrode and the ground electrode.

なお、超音波モーターの基本的な構造や原理については以下の非特許文献1や2に記載されている。また以下の特許文献1には、図1に示した圧電体1における3/4λ分の間隙部分14を二分割して3/8λ分に相当する領域を二つ設け、この二つの領域にA相とB相の分極領域を追加して、圧電体のより広い領域を振動させるようにしている。また特許文献2には、A相領域とB相領域をそれぞれ2分割するとともに、それらの領域を間隙を介して等角度間隔で円周上に交互に配置した超音波モーターについて記載されている。   The basic structure and principle of the ultrasonic motor are described in Non-Patent Documents 1 and 2 below. Further, in Patent Document 1 below, the gap portion 14 corresponding to 3 / 4λ in the piezoelectric body 1 shown in FIG. 1 is divided into two regions corresponding to 3 / 8λ, and two regions corresponding to 3 / 8λ are provided. A polarization region of the phase and the B phase is added to oscillate a wider region of the piezoelectric body. Patent Document 2 describes an ultrasonic motor in which an A-phase region and a B-phase region are each divided into two, and these regions are alternately arranged on the circumference at equiangular intervals through a gap.

特許第2694142号公報Japanese Patent No. 2694142 特開2000−333477号公報JP 2000-333477 A

新和商事株式会社、”超音波モーターカタログ”、[online]、[平成25年2月20日検索]、インターネット<URL:http://www.shinwa-syoji.com/others/img/motor.pdf>Shinwa Shoji Co., Ltd., “Ultrasonic Motor Catalog”, [online], [Search February 20, 2013], Internet <URL: http://www.shinwa-syoji.com/others/img/motor. pdf> 公益社団法人日本セラミックス協会、”セラミックスアーカイブズ「超音波モーター」”、[online]、[平成25年2月20日検索]、インターネット<URL:http://www.ceramic.or.jp/museum/contents/pdf/2007_6_02.pdf>The Ceramic Society of Japan, “Ceramics Archives“ Ultrasonic Motor ””, [online], [Search February 20, 2013], Internet <URL: http://www.ceramic.or.jp/museum/ contents / pdf / 2007_6_02.pdf>

周知のごとく、超音波モーターの性能を評価するための指標として「振幅」と「位相」がある。振幅はトルクの性能を評価する際の指標であり、位相は超音波モーターの共振性能を評価する際の指標である。そして、超音波モーターは共振現象を利用して駆動している以上、モーターの直径を小さくすると振幅が小さくなりトルク性能が劣化するという原理的な問題がある。すなわち、トルク特性を維持したまま小型化を達成することが難しい。一方、位相は圧電体を構成する圧電材料の圧電定数や機械品質係数に依存している。   As is well known, there are “amplitude” and “phase” as indices for evaluating the performance of an ultrasonic motor. The amplitude is an index for evaluating the performance of torque, and the phase is an index for evaluating the resonance performance of the ultrasonic motor. Since the ultrasonic motor is driven using the resonance phenomenon, there is a principle problem that when the motor diameter is reduced, the amplitude is reduced and the torque performance is deteriorated. That is, it is difficult to achieve downsizing while maintaining the torque characteristics. On the other hand, the phase depends on the piezoelectric constant and mechanical quality factor of the piezoelectric material constituting the piezoelectric body.

ところで、超音波モーターの主要部である円環状の圧電体を形成する圧電材料としてはPbTiO−PbZrO(以下、PZT)系セラミックスがよく知られている。PZTは、電気機械結合係数や圧電定数などの圧電特性に優れ、このPZTは、超音波モーターに限らず、センサーやフィルターなどの圧電素子に広く使用されている。その一方で、近年の環境問題に対する配慮から工業製品の「鉛フリー」化が求められている。そして、PZTにはその鉛が含まれていることから、今後は、圧電材料も鉛(Pb)が含まれているPZTから鉛を含まない他の圧電材料に置換していく必要がある。 By the way, PbTiO 3 —PbZrO 3 (hereinafter referred to as “PZT”) ceramics are well known as a piezoelectric material forming an annular piezoelectric body that is a main part of an ultrasonic motor. PZT is excellent in piezoelectric characteristics such as an electromechanical coupling coefficient and a piezoelectric constant, and this PZT is widely used not only for ultrasonic motors but also for piezoelectric elements such as sensors and filters. On the other hand, there is a demand for “lead-free” industrial products in consideration of recent environmental problems. Since PZT contains lead, it is necessary to replace PZT containing lead (Pb) with another piezoelectric material not containing lead in the future.

鉛を含まない圧電材料(非鉛圧電材料)としては、例えば、一般式KNa(1−x)NbOで表される化合物やチタン酸バリウム(BaTiO)系の圧電材料などがよく知られている。しかし、現時点においてはPZTに代替するほどの圧電特性(比誘電率、圧電定数、機械品質係数など)を備えた非鉛圧電材料が存在しない。とくに、圧電定数や機械品質係数が不十分であり、位相が低くなる傾向がある。したがって、図1に示したような従来の構成や構造では十分な共振特性が得られない。もちろん、圧電体を構成する材料がどのようなものであっても、超音波モーターの共振性能を向上させることには大きな意義がある。
したがって本発明の目的は、トルク性能と共振性能に優れ、小型で環境問題にも対応可能な超音波モーターを提供することにある。
As the piezoelectric material (lead-free piezoelectric material) containing no lead, for example, the general formula K x Na (1-x) NbO 3 compounds and barium titanate expressed by (Ba n TiO 3) based piezoelectric material well known. However, at present, there is no lead-free piezoelectric material having piezoelectric characteristics (relative permittivity, piezoelectric constant, mechanical quality factor, etc.) that can replace PZT. In particular, the piezoelectric constant and mechanical quality factor are insufficient, and the phase tends to be low. Therefore, sufficient resonance characteristics cannot be obtained with the conventional configuration and structure shown in FIG. Of course, whatever the material constituting the piezoelectric body is, it is very significant to improve the resonance performance of the ultrasonic motor.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that is excellent in torque performance and resonance performance, is small and can cope with environmental problems.

上記目的を達成するための本発明は、分極極性が逆となる+分極領域と−分極領域が円環を形成するように配置されてなる圧電体を備えた超音波モーターであって、
前記+分極領域および−分極領域の表面に、位相が互いに90゜ずれたA相とB相の高周波信号が印加されるA相電極とB相電極のいずれかが形成されて、前記+と−の分極領域が、A相+領域とA相−領域とB相+領域とB相−領域の4種類の分極領域のいずれかに区分され、
前記A相+領域と前記A相−領域は、前記円環の中心角が1/2波長分の角度に対応する分極領域を有して交互に分極極性が逆となるように円環状にn(但し、nは2以上の自然数)波長分配置されてなるA相の分極パターンから、当該パターンを構成する1/2波長分の分極領域、および当該分極領域を2等分する1/4波長分の領域から合計n/2波長分の領域が選択されて配置され、
前記B相+領域と前記B相−領域は、前記A相の分極パターンを1/4波長に対応する角度で回転させたB相の分極パターンから、前記A相+領域と前記A相−領域の双方に重複しない位置にある分極領域から選択されて配置され、
前記4種類の分極領域の内、少なくとも一種類の分極領域が1/2波長分に対応する角度で前記円環の中心に対して点対称となる位置に配置されている、
ことを特徴とする超音波モーターとしている。
The present invention for achieving the above object is an ultrasonic motor comprising a piezoelectric body in which a + polarization region and a -polarization region having opposite polarities are arranged so as to form a ring,
Either the A phase electrode or the B phase electrode to which the high frequency signals of the A phase and the B phase are shifted from each other by 90 ° is formed on the surfaces of the + polarization region and the − polarization region, and the + and − The polarization region is divided into any of four types of polarization regions of A phase + region, A phase-region, B phase + region, and B phase-region,
The A phase + region and the A phase-region have a polarization region in which the center angle of the ring corresponds to an angle corresponding to ½ wavelength, and n in a ring shape so that the polarization polarity is alternately reversed. (Where n is a natural number equal to or greater than 2), from the A-phase polarization pattern arranged for the wavelength, a 1/2 wavelength polarization region constituting the pattern , and a 1/4 wavelength that divides the polarization region into two equal parts A region for a total of n / 2 wavelengths is selected and arranged from the region of minutes,
The B phase + region and the B phase − region are obtained by rotating the A phase polarization pattern at an angle corresponding to a quarter wavelength from the B phase polarization pattern, and the A phase + region and the A phase − region. Is selected and arranged from the polarization region in a position that does not overlap with both,
Of the four types of polarization regions, at least one type of polarization region is disposed at a point-symmetrical position with respect to the center of the ring at an angle corresponding to a half wavelength .
The ultrasonic motor is characterized by this.

そして、前記A相あるいは前記B相の一方の相に属する+分極領域と−分極領域のいずれか一つの特定の分極領域が円環上に90゜の等角度間隔ごとに4箇所に1/2波長分の角度で配置され、
前記A相あるいは前記B相の他方の相に属する+分極領域と−分極領域が、1/4波長分の角度で、前記特定の分極領域が配置されていない領域に前記円環上に90゜の等角度間隔で配置されている、
ことを特徴とする超音波モーターとすることもできる。
And one specific polarization region belonging to one phase of the A phase or the B phase is ½ at four positions at equal angular intervals of 90 ° on the ring. Arranged at an angle of wavelength,
The + polarization region and the -polarization region belonging to the other phase of the A phase or the B phase are at an angle of ¼ wavelength and 90 ° on the ring in a region where the specific polarization region is not arranged. Are arranged at equiangular intervals,
It can also be set as the ultrasonic motor characterized by this.

あるいは、前記A相あるいは前記B相の一方の相に属する+分極領域と−分極領域が、それぞれ1/2波長分に対応する角度で前記円環の中心に対して点対称となる位置に2箇所に配置され、
前記A相あるいは前記B相の他方の相に属する+分極領域と−分極領域の一方の分極領域が1/2波長分に対応する角度で2箇所に回転対称となる位置に配置されている、
ことを特徴とする超音波モーターとすることもできる。
さらに、前記A相あるいは前記B相の一方の相に属する+分極領域と−分極領域が互いに隣接していることを特徴とする超音波モーターとしてもよい。
そして、前記1/4波長分の角度が22.5゜であることを特徴とする超音波モーターとすることもできる。
Alternatively, the + polarization region and the -polarization region belonging to one phase of the A phase or the B phase are 2 in positions that are point-symmetric with respect to the center of the ring at an angle corresponding to ½ wavelength. Placed in place,
One polarization region of the + polarization region and the-polarization region belonging to the other phase of the A phase or the B phase is disposed at two rotationally symmetric positions at an angle corresponding to ½ wavelength.
It can also be set as the ultrasonic motor characterized by this.
Furthermore, the ultrasonic motor may be characterized in that a + polarization region and a -polarization region belonging to one of the A phase and the B phase are adjacent to each other.
In addition, an ultrasonic motor characterized in that the angle corresponding to the 1/4 wavelength is 22.5 ° can be provided.

本発明によれば、トルク特性と共振特性に優れた超音波モーターを提供することができる。それによって、超音波モーターの小型化を達成することができる。また、非鉛圧電材料の利用を可能にして環境に優しい超音波モーターを提供することも期待できる。   According to the present invention, an ultrasonic motor excellent in torque characteristics and resonance characteristics can be provided. Thereby, the miniaturization of the ultrasonic motor can be achieved. It can also be expected to provide an environmentally friendly ultrasonic motor that enables the use of lead-free piezoelectric materials.

従来の超音波モーターのステータを構成する圧電体の分極領域の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material which comprises the stator of the conventional ultrasonic motor. 超音波モーターにおける圧電体の分極領域の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material in an ultrasonic motor. 本発明の比較例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on the comparative example of this invention. 本発明の実施例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on the Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on 1st Example of this invention. 第1の実施例に係る超音波モーターの位相特性と振幅特性を示す図である。It is a figure which shows the phase characteristic and amplitude characteristic of the ultrasonic motor which concern on a 1st Example. 第1の実施例に係る超音波モーターにおける圧電体の複素インピーダンス特性を示す図である。It is a figure which shows the complex impedance characteristic of the piezoelectric material in the ultrasonic motor which concerns on a 1st Example. 本発明の第2の実施例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on the 4th Example of this invention. 第2〜第4の実施例に係る超音波モーターの位相特性と振幅特性を示す図である。It is a figure which shows the phase characteristic and amplitude characteristic of the ultrasonic motor which concern on a 2nd-4th Example. 超音波モーターにおける圧電体の分極領域のその他の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material in an ultrasonic motor. 本発明の第2比較例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on the 2nd comparative example of this invention. 本発明の第5の実施例に係る超音波モーターの圧電体の分極領域の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the polarization area | region of the piezoelectric material of the ultrasonic motor which concerns on the 5th Example of this invention. 第5の実施例に係る超音波モーターの位相特性と振幅特性を示す図である。It is a figure which shows the phase characteristic and amplitude characteristic of the ultrasonic motor which concern on a 5th Example.

===本発明の技術思想===
本発明の対象となる進行波型超音波モーターの駆動原理は、上述したように、A相とB相の駆動信号のそれぞれによって駆動される円環状の圧電体を互いに1/4λ分ずらして配置することで、位相がずれた二つの定在波を干渉させて進行波を発生させることにある。図2に、超音波モーターの圧電体1における分極極性と駆動用電極の配置についての概念を示した。図2(A)はA相とB相の一方(ここではA相とする)の駆動信号によって駆動させる仮想的な圧電体1aの分極領域(11a、12a)の配置状態(以下、A相分極パターン1aともいう)を示しており、(B)は他方の相(B相)の駆動信号によって駆動させる仮想的な圧電体1bの分極領域(11b、12b)の配置状態(以下、B相分極パターン1bともいう)を示している。なお、図中では上記4種類の分極領域である、A+領域11a、A−領域12a、B+領域11b、B−領域12bを異なるハッチングで示した。
=== Technical thought of the present invention ===
As described above, the traveling principle of the traveling wave ultrasonic motor that is the subject of the present invention is such that the annular piezoelectric bodies driven by the A-phase and B-phase drive signals are shifted from each other by ¼λ. By doing so, two standing waves whose phases are shifted are caused to interfere with each other to generate a traveling wave. FIG. 2 shows the concept of the polarization polarity and the arrangement of the driving electrodes in the piezoelectric body 1 of the ultrasonic motor. FIG. 2A shows an arrangement state (hereinafter referred to as A phase polarization) of the polarization region (11a, 12a) of the virtual piezoelectric body 1a driven by a drive signal of one of the A phase and the B phase (here, A phase). (B) is an arrangement state of the polarization regions (11b, 12b) of the virtual piezoelectric body 1b driven by the drive signal of the other phase (B phase) (hereinafter referred to as B phase polarization). Also referred to as pattern 1b). In the figure, the A + region 11a, the A− region 12a, the B + region 11b, and the B− region 12b, which are the above four types of polarization regions, are indicated by different hatchings.

図2の(A)と(B)に示したA相とB相の分極パターン(1a、1b)では、分極領域(11a、12a、11b、12b)が等角度(=α)間隔で配置されている。ここでは、1/2λ分に相当する中心角が45゜に設定されている例を示した。また、隣接する分極領域(11a−12a、11b−12b)ではその分極極性が逆になっている。   In the A-phase and B-phase polarization patterns (1a, 1b) shown in FIGS. 2A and 2B, the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are arranged at equiangular (= α) intervals. ing. Here, an example is shown in which the central angle corresponding to 1 / 2λ is set to 45 °. Moreover, the polarization polarity is reversed in adjacent polarization regions (11a-12a, 11b-12b).

つぎに、A相分極パターンの圧電体1aとB相分極パターンの圧電体1bに互いに位相が90゜ずれた高周波信号を印加して、それぞれの圧電体(1a、1b)に定在波を発生させ、さらにその定在波を合成して進行波を発生させる。そのためには、図2の(A)と(B)に示したように、一方の相の分極パターン(1a、1b)を他方の相の分極パターン(1b、1a)に対して1/4λに相当する22.5゜だけ回転させた状態となるようにずらせばよい。なお実際の超音波モーターでは、ステータを構成する圧電体が一体成形された円環状の一つの圧電セラミックスであるので、A相分極パターン1aとB相分極パターン1bから適宜な分極領域(11a、12a、11b、12b)を選択して一つの圧電体に円環上に配置することになる。そして、従来の超音波モーターでは円を二等分した一方の半円については、A相分極パターン1aにおける分極領域(11a、12a)の配置を採用し、他方の半円については、B相分極パターン1bにおける分極領域(11b、12b)の配置を採用し、それらの採用された分極領域(11a、12a、11b、12b)を円環状に配置して一つの圧電体としたものである。   Next, a high frequency signal having a phase difference of 90 ° is applied to the piezoelectric body 1a having the A phase polarization pattern and the piezoelectric body 1b having the B phase polarization pattern, thereby generating standing waves in the respective piezoelectric bodies (1a, 1b). In addition, a traveling wave is generated by synthesizing the standing wave. For this purpose, as shown in FIGS. 2A and 2B, the polarization pattern (1a, 1b) of one phase is reduced to ¼λ with respect to the polarization pattern (1b, 1a) of the other phase. What is necessary is just to shift so that it may be in the state rotated by the corresponding 22.5 degrees. In an actual ultrasonic motor, since the piezoelectric body constituting the stator is a single ring-shaped piezoelectric ceramic integrally formed, an appropriate polarization region (11a, 12a) is selected from the A-phase polarization pattern 1a and the B-phase polarization pattern 1b. , 11b, 12b) are selected and arranged on a ring in one piezoelectric body. In the conventional ultrasonic motor, the arrangement of the polarization regions (11a, 12a) in the A-phase polarization pattern 1a is adopted for one semicircle that bisects the circle, and the B-phase polarization is adopted for the other semicircle. The arrangement of the polarization regions (11b, 12b) in the pattern 1b is adopted, and the adopted polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are arranged in an annular shape to form one piezoelectric body.

図3は、図2(A)と(B)に示したA相とB相の分極パターン(1a、1b)に基づいて、従来の超音波モーターにおける圧電体100の分極領域(11a、12a、11b、12b)の配置を説明するための図である。図2(A)に示したA相分極パターン1aにおいて隣接し合う分極領域(11a−12a)の境界線の一つを延長した線分20に対して1/8λに対応する角度(ここでは11.25゜)だけずらした線分21で円を二等分したとき、一方の半円30aについてはA相分極パターン1aの分極領域(11a、12a)を採用し、他方の半円30bについては図2(B)に示したB相分極パターン1bの分極領域(11b、12b)を採用している。   FIG. 3 shows the polarization regions (11a, 12a, 11a, 12a, and 12b) of the piezoelectric body 100 in the conventional ultrasonic motor based on the A-phase and B-phase polarization patterns (1a, 1b) shown in FIGS. It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of 11b and 12b). In the A-phase polarization pattern 1a shown in FIG. 2A, an angle corresponding to 1 / 8λ (here 11) with respect to a line segment 20 obtained by extending one of the boundary lines of adjacent polarization regions (11a-12a). When the circle is bisected by the line segment 21 shifted by .25 °), the polarization region (11a, 12a) of the A-phase polarization pattern 1a is adopted for one semicircle 30a, and the other semicircle 30b is adopted. The polarization region (11b, 12b) of the B-phase polarization pattern 1b shown in FIG. 2 (B) is employed.

なお、A相とB相の分極パターン(1a、1b)に属する分極領域(11a、12a、11b、12b)の一部が円の二等分線21によって分断され、本来1/2λに対応する角度で配置されている分極領域(11a、12a、11b、12b)をそのまま配置することができない。ここに示した例では、二等分線21によってA相とB相の分極パターン(1a、1b)がともに分断された分極領域114については、その分極領域114を2分割して各相の分極領域(12a(114a)、12b(114b))に割り当てている。また、B相分極パターン1bの分極領域(図2(B)符号15b)のみが分断された箇所については、分断されたB相の分極領域15bに駆動用電極を形成せずに間隙113としている。いずれにしても、従来の圧電体100では、円環を二分割した一方の領域30aにA相の分極領域(11a、12a)のみが配置されたA相領域10aを形成し、他方の半円領域30bにB相の分極領域(11b、12b)のみが配置されたB相領域10bを形成している。そして、A相とB相に対応する振動は、円環を二分割した一方の領域(30a、30b)に形成されているそれぞれの相の領域(10a、10b)で発生させており、その一方の領域(10a、10b)で発生させた振動で他方の相の領域(10b、10a)や間隙113の領域を励振させることで定在波を円環の全周に亘って発生させていることになる。すなわち、円環の半分部分で発生させた振動を、遠い位置にある他方の半円の領域まで伝達させていることになる。   A part of the polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) belonging to the A-phase and B-phase polarization patterns (1a, 1b) is divided by a circular bisector 21 and originally corresponds to 1 / 2λ. Polarized regions (11a, 12a, 11b, 12b) arranged at an angle cannot be arranged as they are. In the example shown here, for the polarization region 114 in which the polarization patterns (1a, 1b) of the A phase and the B phase are both separated by the bisector 21, the polarization region 114 is divided into two parts and the polarization of each phase is divided. It is assigned to the area (12a (114a), 12b (114b)). Further, a portion where only the polarization region (reference numeral 15b in FIG. 2B) of the B-phase polarization pattern 1b is divided is formed as a gap 113 without forming a driving electrode in the divided B-phase polarization region 15b. . In any case, in the conventional piezoelectric body 100, the A-phase region 10a in which only the A-phase polarization region (11a, 12a) is arranged is formed in one region 30a obtained by dividing the ring into two, and the other semicircle is formed. A B-phase region 10b in which only the B-phase polarization regions (11b, 12b) are arranged in the region 30b is formed. The vibration corresponding to the A phase and the B phase is generated in each phase region (10a, 10b) formed in one region (30a, 30b) obtained by dividing the ring into two parts. A standing wave is generated over the entire circumference of the ring by exciting the other phase region (10b, 10a) and the region of the gap 113 by the vibration generated in the region (10a, 10b). become. That is, the vibration generated in the half part of the ring is transmitted to the other half-circle region at a distant position.

しかし、上述したように、非鉛系圧電材料などで圧電体を構成する場合など、位相特性が低い圧電材料からなる円環状の圧電体を用いると、その円環の半分の領域で発生させた振動によって圧電体全体を共振させることが難しくなる。また、円環の半分の領域でのみ振動を発生させているため、その振動の振幅が振動していない領域で減衰してしまう。すなわち、トルク特性の向上に限界がある。これは、圧電体のサイズを小さくするほど顕著になる。   However, as described above, when an annular piezoelectric body made of a piezoelectric material with low phase characteristics is used, such as when the piezoelectric body is composed of a lead-free piezoelectric material, etc., it is generated in a half region of the ring. It becomes difficult to resonate the entire piezoelectric body by vibration. Further, since vibration is generated only in a half region of the ring, the amplitude of the vibration is attenuated in a region where the vibration does not occur. That is, there is a limit to the improvement in torque characteristics. This becomes more prominent as the size of the piezoelectric body is reduced.

そこで本発明者は、A相に対応する分極領域(11a、12a)とB相に対応する分極領域(11b、12b)を、円環状の圧電体の半分の領域(30a、30b)ごとに分離して配置するのではなく、円環の全周に亘って分散配置すれば、個々の分極領域(11a、12a、11b、12b)で発生させた振動を遠い領域まで伝える必要が無く、振幅の減衰を低減させることができると考えた。また、圧電材料自体の位相性能が低くても円環の全周に亘って効率的に定在波を発生させることができると考えた。本発明は、このような考察に基づいて鋭意研究を重ねた結果なされたものである。   Therefore, the present inventor separated the polarization region (11a, 12a) corresponding to the A phase and the polarization region (11b, 12b) corresponding to the B phase for each half region (30a, 30b) of the annular piezoelectric body. Rather than disposing them, it is not necessary to transmit the vibrations generated in the individual polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) to far regions, if the dispersive arrangements are made over the entire circumference of the ring. We thought that attenuation could be reduced. Further, it was considered that a standing wave can be efficiently generated over the entire circumference of the ring even if the phase performance of the piezoelectric material itself is low. The present invention has been made as a result of intensive studies based on such considerations.

===本発明の実施例===
本発明の実施例に係る超音波モーターは、円環状の圧電体における分極極性と電極の配置に特徴を有して優れたトルク特性と共振特性を有している。概略的には、図2(A)と(B)に示したように、分極領域(11aと12a、11bと12b)が等角度間隔に区分されるとともに分極極性が交互に逆となるように円環状に配置された仮想的なA相分極パターン1aと、A相分極パターン1aに対して相対的に1/4λ分回転させたB相分極パターン1bとを重ね合わせたときに、A相の分極領域(11a、12b)とB相の分極領域(11b、2b)が重複する部分について、その一方の分極領域(11a、12a、11b、12b)を選択して実際の圧電体上に配置したものである。
=== Embodiment of the Invention ===
The ultrasonic motor according to the embodiment of the present invention is characterized by the polarization polarity and the electrode arrangement in the annular piezoelectric body, and has excellent torque characteristics and resonance characteristics. Schematically, as shown in FIGS. 2A and 2B, the polarization regions (11a and 12a, 11b and 12b) are divided at equal angular intervals and the polarization polarity is alternately reversed. When the virtual A-phase polarization pattern 1a arranged in an annular shape and the B-phase polarization pattern 1b rotated relative to the A-phase polarization pattern 1a by 1 / 4λ are superimposed, For the portion where the polarization region (11a, 12b) and the B-phase polarization region (11b, 2b) overlap, one of the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) is selected and disposed on the actual piezoelectric body. Is.

具体的には、A相の分極パターンとB相の分極パターンとを重ね合わせると、自ずと1/4λに相当する角度ごとにいずれか一方の分極領域が採用可能となる。図4に図2(A)と(B)に示したA相とB相の分極パターンを重ね合わせたときに1/4λの角度ごとに採用可能な分極領域を示した。この図に示したように、1/4λに相当する22.5゜の角度ごとに、A相とB相に属する分極領域の内、いずれかの分極領域が選択可能となる。本発明の技術思想は、A相とB相の分極領域(11a、12a、11b、12b)を円環状の圧電体の全周に亘って分散配置することにある。すなわち、図1や図3に示した圧電体(1、100)において設けられていた間隙(113、114)を無くすことで、円環の全ての領域で振動を発生させている。それによって、間隙(113、114)の部分についても他の領域での振動で励振させる必要がなくなり、圧電体の振動を効率よく利用できる。その上で、同じ種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)を円環状の圧電体の中心に対して回転対称となる位置、すなわち円環状の圧電体上に配置されているある特定の種類の分極領域を円環の中心周りに360°/m(但し、mは自然数)だけ回転させると、同じ種類の分極領域に重なるような位置に配置することで、円環を二等分して二つの領域に区分した際、そのどちらの領域にも同じ種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)を存在させ、さらには等角度間隔で回転対称となる位置で同期した振動を発生させることができる。それによって、安定した定在波を発生させることができる。   Specifically, when the A-phase polarization pattern and the B-phase polarization pattern are superimposed, one of the polarization regions can be employed for each angle corresponding to 1 / 4λ. FIG. 4 shows polarization regions that can be adopted for each angle of 1 / 4λ when the A and B phase polarization patterns shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B) are superimposed. As shown in this figure, one of the polarization regions belonging to the A phase and the B phase can be selected at an angle of 22.5 ° corresponding to 1 / 4λ. The technical idea of the present invention is to disperse the A-phase and B-phase polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) over the entire circumference of the annular piezoelectric body. That is, by eliminating the gaps (113, 114) provided in the piezoelectric bodies (1, 100) shown in FIGS. 1 and 3, vibrations are generated in all regions of the ring. As a result, it is not necessary to excite the gaps (113, 114) by vibrations in other regions, and the vibrations of the piezoelectric body can be used efficiently. In addition, the same kind of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are arranged in a rotationally symmetric position with respect to the center of the annular piezoelectric body, that is, on a specific shape disposed on the annular piezoelectric body. By rotating the polarization region of a kind by 360 ° / m around the center of the ring (where m is a natural number), the ring is divided into two equal parts by placing it at a position that overlaps the same kind of polarization region. When divided into two regions, the same type of polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) is present in both regions, and furthermore, synchronous vibrations are generated at rotationally symmetric positions at equiangular intervals. Can be made. Thereby, a stable standing wave can be generated.

したがって本発明の実施例に係る超音波モーターは、図2に示したA相分極パターン1aとB相分極パターン1bから選択した1/4λ分あるいは1/2λ分の分極領域が円環状に隙間無く配置されているとともに、上述した4種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)のうち、少なくとも一つの分極領域(11a、12a、11b、12b)が円環の中心Oに対して回転対称の位置に配置されている圧電体を備えていることを特徴としている。なお、回転対称となる位置に同じ種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)が配置されるようにするためには、A相分極パターン1aとB相分極パターン1bには、分極領域が、2λ以上あることが前提となる。   Therefore, in the ultrasonic motor according to the embodiment of the present invention, the polarization region corresponding to 1 / 4λ or 1 / 2λ selected from the A-phase polarization pattern 1a and the B-phase polarization pattern 1b shown in FIG. And at least one polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) of the four types of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) described above is rotationally symmetric with respect to the center O of the ring It is characterized by having a piezoelectric body arranged at the position. In order to arrange the same type of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) at rotationally symmetric positions, the A-phase polarization pattern 1a and the B-phase polarization pattern 1b have polarization regions. It is assumed that there are 2λ or more.

以下では、図2に示したように、1/2λに相当する角度を45゜(n=4)としたA相とB相の分極パターン(1a、1b)に基づく分極領域の配置の内、本発明の技術思想に基づく分極領域の配置の具体例を本発明の実施例として幾つか挙げる。   In the following, as shown in FIG. 2, among the arrangement of the polarization regions based on the polarization patterns (1a, 1b) of the A phase and the B phase where the angle corresponding to 1 / 2λ is 45 ° (n = 4), Some specific examples of the arrangement of the polarization regions based on the technical idea of the present invention will be given as examples of the present invention.

==第1の実施例===
<圧電体における分極領域の配置>
本発明の第1の実施例として、まず、4種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)の全てが均等に分散配置された圧電体を挙げる。図5に第1の実施例に係る圧電体101の分極領域(11a、12a、11b、12b)の配置状態を示した。この図に示したように、円環状の圧電体101の全周に亘り、各分極領域(11a、12a、11b、12b)が1/4λに相当する22.5゜の間隔で配置されている。具体的には、図2(A)に示したA相分極パターンについては1/4λに相当する22.5゜の角度ごとに分極領域(11b、12a)が選択されており、B相分極パターン1bについてはA相分極パターン1aから切り出した分極領域(11a、12a)と重ならない位置にある分極領域(11b、12b)が選択されている。そして、これら各相のパターン(1a、1b)から選択された分極領域(11a、12a、11b、12b)が一つの圧電体101上に配置されている。すなわち、各分極領域(11a、12a、11b、12b)が1/4λ分の角度(22.5゜)で等間隔に円環状に配置され、かつ隣接し合う分極領域(11a−11b、11a−12b、12a−11b、12a−12b)ではA相とB相の駆動用電極が交互に形成されている。それによって、全ての種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)が90゜ごとに4箇所に分散配置され、任意の一つの1/4λ分の分極領域(11a、12a、11b、12b)に着目すると、必ず円環の中心Oに対して回転対称となる位置に同じ分極領域(11a、12a、11b、12b)が配置されることになる。
== first embodiment ===
<Arrangement of polarization region in piezoelectric body>
As a first embodiment of the present invention, first, a piezoelectric body in which all of the four types of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are uniformly distributed is cited. FIG. 5 shows the arrangement state of the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) of the piezoelectric body 101 according to the first embodiment. As shown in this figure, the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are arranged at intervals of 22.5 ° corresponding to 1 / 4λ along the entire circumference of the annular piezoelectric body 101. . Specifically, for the A-phase polarization pattern shown in FIG. 2A, the polarization regions (11b, 12a) are selected for each angle of 22.5 ° corresponding to 1 / 4λ, and the B-phase polarization pattern is selected. For 1b, the polarization regions (11b, 12b) located at positions that do not overlap with the polarization regions (11a, 12a) cut out from the A-phase polarization pattern 1a are selected. Then, polarization regions (11 a, 12 a, 11 b, 12 b) selected from these phase patterns (1 a, 1 b) are arranged on one piezoelectric body 101. That is, each polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) is arranged in an annular shape at equal intervals at an angle of 1 / 4λ (22.5 °), and adjacent polarization regions (11a-11b, 11a- 12b, 12a-11b, 12a-12b), the A-phase and B-phase driving electrodes are alternately formed. As a result, all types of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are dispersed and arranged at four positions every 90 °, and any one quarter-λ polarization region (11a, 12a, 11b, 12b). When focusing on, the same polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) is always arranged at a position that is rotationally symmetric with respect to the center O of the ring.

<性能評価>
第1の実施例に係る超音波モーターの性能を評価するために、先に図4に示した圧電体100(以下、比較例とも言う)と図5に示した第1の実施例に係る圧電体(以下、第1実施例とも言う)101に高周波信号を印加し、特性を比較した。図6は、第1実施例101と比較例100の特性を示す図であり、図6(A)は、駆動信号の周波数に対する位相を示しており、(B)は駆動信号の周波数と圧電体(100、101)の厚さ方向の振幅との関係を示している。図6(A)に示した比較例100の位相特性曲線200と第1実施例101の位相特性曲線201において、共振周波数(約104.4KHz)の近傍における位相を見ると、第1実施例101は比較例100に対して位相が約30゜向上している。また(B)に示した比較例の振幅特性曲線210と第1の実施例101の位相特性曲線211とから、第1実施例101では振幅が約40%向上することが確認できる。
<Performance evaluation>
In order to evaluate the performance of the ultrasonic motor according to the first embodiment, the piezoelectric body 100 shown in FIG. 4 (hereinafter also referred to as a comparative example) and the piezoelectric device according to the first embodiment shown in FIG. A high frequency signal was applied to the body (hereinafter also referred to as the first embodiment) 101, and the characteristics were compared. 6A and 6B are diagrams showing the characteristics of the first embodiment 101 and the comparative example 100. FIG. 6A shows the phase with respect to the frequency of the drive signal, and FIG. 6B shows the frequency of the drive signal and the piezoelectric body. The relationship with the amplitude in the thickness direction of (100, 101) is shown. In the phase characteristic curve 200 of the comparative example 100 and the phase characteristic curve 201 of the first example 101 shown in FIG. 6A, the phase in the vicinity of the resonance frequency (about 104.4 KHz) is seen. The phase is improved by about 30 ° with respect to Comparative Example 100. Further, from the amplitude characteristic curve 210 of the comparative example and the phase characteristic curve 211 of the first example 101 shown in (B), it can be confirmed that the amplitude is improved by about 40% in the first example 101.

さらに、第1実施例101と比較例100の複素インピーダンス特性についても評価した。周知のごとく、圧電体の複素インピーダンスは、圧電素子を等価回路で表現した際の複素インピーダンスに相当する。したがって、圧電体は、共振周波数より低い周波数の駆動信号が印加されると、等価回路と同様に複素インピーダンスにおけるコイル成分が大きくなる。すなわち、印加電圧と発生電流の位相差が0゜以下となり、共振の影響が無い周波数では位相差が−90゜となる。そして、周波数が共振周波数に近づくのに伴って位相差が上昇し、理想的な圧電体では、共振周波数で駆動されたときにその位相差が0゜となる。   Furthermore, the complex impedance characteristics of the first example 101 and the comparative example 100 were also evaluated. As is well known, the complex impedance of the piezoelectric body corresponds to the complex impedance when the piezoelectric element is expressed by an equivalent circuit. Therefore, when a drive signal having a frequency lower than the resonance frequency is applied to the piezoelectric body, the coil component in the complex impedance becomes large as in the equivalent circuit. That is, the phase difference between the applied voltage and the generated current is 0 ° or less, and the phase difference is −90 ° at a frequency that is not affected by resonance. Then, as the frequency approaches the resonance frequency, the phase difference increases, and in an ideal piezoelectric body, the phase difference becomes 0 ° when driven at the resonance frequency.

一方、駆動周波数を共振周波数より大きくしていくと等価回路におけるコンデンサ成分の影響により、位相差が90゜に向かって増加していく。なお、駆動周波数が共振周波数より反共振周波数に近づくと位相差は再び−90゜に向かって減少していくため、位相差は、図5に示したようにある最大値を持つことになる。そして超音波モーターでは、この最大値が位相特性であり、指標の一つとなっている。   On the other hand, when the drive frequency is made higher than the resonance frequency, the phase difference increases toward 90 ° due to the influence of the capacitor component in the equivalent circuit. Note that when the drive frequency approaches the anti-resonance frequency from the resonance frequency, the phase difference decreases again toward -90 °, so that the phase difference has a certain maximum value as shown in FIG. In an ultrasonic motor, this maximum value is a phase characteristic and is one of the indices.

ここで、図7に第1実施例101と比較例100についてのインピーダンス特性を示した。当該図7に示したように、比較例101の複素インピーダンス特性曲線220では、共振周波数とは異なる65KHz近辺にピーク222が見られる。一方、第1実施例101の複素インピーダンス特性曲線221にはその65KHz近辺でのピークが消失している。また、第1実施例101では、共振周波数近辺で鋭いピーク223が現れており、図5に示した位相特性の評価結果と合致している。   Here, FIG. 7 shows the impedance characteristics of the first example 101 and the comparative example 100. As shown in FIG. 7, in the complex impedance characteristic curve 220 of the comparative example 101, a peak 222 is seen in the vicinity of 65 KHz, which is different from the resonance frequency. On the other hand, the complex impedance characteristic curve 221 of the first embodiment 101 has lost its peak around 65 kHz. Further, in the first embodiment 101, a sharp peak 223 appears in the vicinity of the resonance frequency, which matches the evaluation result of the phase characteristic shown in FIG.

===第2〜第5の実施例===
第1の実施例に係る圧電体101は、4種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)が全て均一に分散された状態で円環状に配置されており、言わば、理想的な配置であった。そして、図6と図7に示したように、第1の実施例に係る圧電体101を用いた超音波モーターは、比較例に係る圧電体100を用いた従来の超音波モーターに対して極めて優れた特性を有することになる。したがって、非鉛系の圧電材料を用いてこの第1の実施例の圧電体101を構成すれば、環境に優しく、かつPZTを用いた従来構成の超音波モーターに匹敵する性能を備えた超音波モーターが得られる可能性がある。
=== Second to fifth embodiments ===
The piezoelectric body 101 according to the first embodiment is arranged in an annular shape in a state where all of the four types of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are uniformly dispersed. there were. As shown in FIGS. 6 and 7, the ultrasonic motor using the piezoelectric body 101 according to the first embodiment is extremely different from the conventional ultrasonic motor using the piezoelectric body 100 according to the comparative example. It will have excellent properties. Therefore, if the piezoelectric body 101 of the first embodiment is configured using a lead-free piezoelectric material, the ultrasonic wave is friendly to the environment and has performance comparable to a conventional ultrasonic motor using PZT. A motor may be obtained.

しかし、本発明の技術思想は、円環状の圧電体を等角度で二等分して二つの領域に区分したときに、そのどちらの領域にも同じ種類の分極領域を存在させて、二等分された双方の領域で同期した振動を発生させることにある。   However, the technical idea of the present invention is that when an annular piezoelectric body is equally divided into two regions by dividing it into two regions, the same kind of polarization region exists in both regions, It is to generate a synchronized vibration in both divided areas.

ところで、従来の技術思想では、分極領域は、1/2λ分の領域を基本単位として設計することを前提としていたため、A相とB相が重なる領域(例えば図3、符号113、114)ができ、A相あるいはB相の分極領域を円環状の圧電体上に分散して配置することができなかった。一方、本発明の技術思想に基づく第1の実施例に係る圧電体101では、1/2λの半分の領域である1/4λに対応する分極領域を区画に際しての基本単位として採用しているのにも拘わらず、従来の技術思想に基づく比較例100よりも特性が向上している。言い換えれば、1/4λを基本単位とすることでA相とB相を分散配置することが可能となり、その分散配置による効果が1/4λを区画分けの基本単位とすることによる損失を遙かに上回ったということが確認できた。そこで以下では、このA相とB相の分極パターンを円環状の圧電体上に分散配置するという本発明の技術思想の有効性を検証するための具体例を第2〜第5の実施例として挙げる。   By the way, in the conventional technical idea, since the polarization region is assumed to be designed with a region corresponding to 1 / 2λ as a basic unit, there are regions where the A phase and the B phase overlap (for example, reference numerals 113 and 114 in FIG. 3). In other words, the polarization region of the A phase or the B phase cannot be dispersed and arranged on the annular piezoelectric body. On the other hand, in the piezoelectric body 101 according to the first embodiment based on the technical idea of the present invention, a polarization region corresponding to 1 / 4λ, which is a half region of 1 / 2λ, is adopted as a basic unit for partitioning. Nevertheless, the characteristics are improved as compared with the comparative example 100 based on the conventional technical idea. In other words, it becomes possible to disperse and arrange the A phase and the B phase by using 1 / 4λ as a basic unit, and the effect of the dispersive arrangement can reduce the loss by using 1 / 4λ as a basic unit of partitioning. We were able to confirm that it was over. Therefore, in the following, specific examples for verifying the effectiveness of the technical idea of the present invention in which the polarization patterns of the A phase and the B phase are dispersedly arranged on an annular piezoelectric body will be described as second to fifth embodiments. I will give you.

<第2の実施例>
図8に本発明の第2の実施例に係る圧電体102の分極領域(11a、12a、11b、12b)の配置を示した。第2の実施例における圧電体102は、1/2λ分のA−領域12aが2箇所に互いに円環の中心Oに対して回転対称となる位置に配置されている。すなわち、一つのA−領域12aが45゜の角度に相当し、45゜の角度分の領域を有する二つのA−領域12aが円環の中心Oに対して回転対称となる位置に配置されている。
<Second embodiment>
FIG. 8 shows the arrangement of the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) of the piezoelectric body 102 according to the second embodiment of the present invention. In the piezoelectric body 102 in the second embodiment, the A-regions 12a corresponding to ½λ are arranged at two positions that are rotationally symmetric with respect to the center O of the ring. That is, one A-region 12a corresponds to an angle of 45 °, and two A-regions 12a each having a region corresponding to an angle of 45 ° are arranged at positions that are rotationally symmetric with respect to the center O of the ring. Yes.

<第3の実施例>
図9は本発明の第3の実施例に係る圧電体103の分極領域(11a、11b、12b)を示す図である。この第3の実施例では、図2(A)に示したA相分極パターン1aに含まれるA+領域11aとA−領域12aが、1/4λ分の領域に分割されて、その1/4λに相当する角度22.5゜を占有すA+領域11aとA−領域12aが90゜の等角度間隔で配置されている。また、図2(B)に示したB相分極パターン1bからは、B+領域11bのみが4λ分選択されている。すなわち、B相分極パターン1b中の全てのB+領域11bが選択され、90゜の角度ごとに4箇所に均等配置されている。そしてB−領域12bは選択されていない。
<Third embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing the polarization regions (11a, 11b, 12b) of the piezoelectric body 103 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the A + region 11a and the A− region 12a included in the A-phase polarization pattern 1a shown in FIG. 2A are divided into 1 / 4λ regions, and the 1 / 4λ is obtained. The A + region 11a and the A- region 12a occupying the corresponding angle of 22.5 ° are arranged at equal angular intervals of 90 °. Further, from the B-phase polarization pattern 1b shown in FIG. 2B, only the B + region 11b is selected by 4λ. That is, all the B + regions 11b in the B-phase polarization pattern 1b are selected, and are equally arranged at four positions every 90 °. The B-region 12b is not selected.

<第4の実施例>
図10は本発明の第4の実施例に係る圧電体104の分極領域を示す図である。この第4の実施例では、図2(A)に示したA相分極パターン1aにおける1/2λ分のA+領域11aとA−領域12aがそれぞれ2箇所選択されて、その選択された2箇所ずつのA+領域11aとA−領域12aが回転対称となる位置に配置されている。また、図2(B)に示したB相分極パターン1bからは、1/2λ分のB+領域11bが2箇所に回転対称となる位置に配置されている。そして、残りの領域にB−領域12bが配置されている。
<Fourth embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing the polarization region of the piezoelectric body 104 according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, two A + regions 11a and A− regions 12a corresponding to ½λ in the A-phase polarization pattern 1a shown in FIG. 2A are selected, and each of the two selected locations is selected. The A + region 11a and the A- region 12a are arranged at positions that are rotationally symmetric. Further, from the B-phase polarization pattern 1b shown in FIG. 2B, the B + regions 11b corresponding to ½λ are arranged at two rotationally symmetric positions. The B-region 12b is disposed in the remaining region.

<第2〜第4の実施例の特性>
上記第2〜第4の実施例に係る圧電体(102〜105)について、位相特性と振幅特性を評価した。図11に第2、第3、および第4の実施例の圧電体(以下、第2実施例102、第3実施例103、および第4実施例104とも言う)の特性を示した。図11(A)は、駆動信号の周波数に対する位相を示しており、(B)は駆動信号の周波数に対する圧電体厚さ方向の振幅を示している。なお、図11(A)(B)には、先に図6(A)(B)に示した比較例100と第1実施例101の特性曲線(200、210、201、211)も示されている。
<Characteristics of the second to fourth embodiments>
The phase characteristics and amplitude characteristics of the piezoelectric bodies (102 to 105) according to the second to fourth examples were evaluated. FIG. 11 shows the characteristics of the piezoelectric bodies of the second, third, and fourth embodiments (hereinafter also referred to as the second embodiment 102, the third embodiment 103, and the fourth embodiment 104). FIG. 11A shows the phase with respect to the frequency of the drive signal, and FIG. 11B shows the amplitude in the piezoelectric thickness direction with respect to the frequency of the drive signal. 11A and 11B also show the characteristic curves (200, 210, 201, 211) of the comparative example 100 and the first example 101 previously shown in FIGS. 6A and 6B. ing.

図11(A)に示したように、第2〜第4実施例(102〜104)の位相特性曲線(202〜204)は、その形状がほとんど同じになっている。また(B)に示したように、振幅特性曲線(212〜214)についてもその形状がほぼ一致している。そして、図11(A)(B)から、第2〜第4実施例(102〜104)は、第1実施例101には劣るものの、比較例100に対して位相特性が約10゜向上し、振幅特性は約25%向上している。したがって、本発明の技術思想に基づく圧電体は、第1実施例101のような「理想的」な配置を除けば、ほとんど特性が同じとなり、しかも従来の超音波モーターに対応する比較例100よりも特性が向上することが立証できた。また、第1の実施例に係る圧電体101のように理想的な配置を備えた圧電体を備えた超音波モーターを除けば、本発明の技術思想に基づく圧電体を採用した超音波モーターは、ほぼ同様の特性を有することもわかった。   As shown in FIG. 11A, the phase characteristic curves (202 to 204) of the second to fourth embodiments (102 to 104) have almost the same shape. Further, as shown in (B), the shapes of the amplitude characteristic curves (212 to 214) are almost the same. 11A and 11B, the second to fourth examples (102 to 104) are inferior to the first example 101, but the phase characteristics are improved by about 10 ° with respect to the comparative example 100. The amplitude characteristic is improved by about 25%. Therefore, the piezoelectric body based on the technical idea of the present invention has almost the same characteristics except for the “ideal” arrangement as in the first embodiment 101, and moreover than the comparative example 100 corresponding to the conventional ultrasonic motor. It was also proved that the characteristics were improved. Further, except for an ultrasonic motor including a piezoelectric body having an ideal arrangement like the piezoelectric body 101 according to the first embodiment, an ultrasonic motor employing a piezoelectric body based on the technical idea of the present invention is It was also found to have almost the same characteristics.

<第5の実施例>
上記第1〜第5の実施例に係る圧電体(101〜104)は、1/2λに対応する角度が45゜であった。そのため、回転対称となる分極領域が実質的に点対称の位置に配置されていた。そこで、第5の実施例として、1/2λに対応する角度が60゜となる圧電体を挙げ、本発明が点対称を含む回転対称にまで及んでいることを確認する。
<Fifth embodiment>
The piezoelectric bodies (101 to 104) according to the first to fifth examples had an angle corresponding to 1 / 2λ of 45 °. Therefore, the rotationally symmetric polarization region is disposed at a substantially point-symmetrical position. Accordingly, as a fifth embodiment, a piezoelectric body having an angle corresponding to 1 / 2λ of 60 ° is cited, and it is confirmed that the present invention extends to rotational symmetry including point symmetry.

図12は、1/2λに対応する角度が60゜となる円環状の圧電体における分極極性と駆動用電極の配置についての概念を示した。この図12は、先に示した図2における1/2λの角度を45゜から60゜に変更しているだけで、その他は同様であり、図2(A)はA相分極パターン110aを示しており、A相に対応するA+領域11aとA−領域12aが60゜毎に交互に円環状に配置されている。(B)はB相分極パターン110bを示しており、同様に、B相に対応するB+領域11bとA−領域12bが60゜毎に交互に円環状に配置されている。そして、A相パターン110aとB相パターン110bは、位相が1/4λに相当する30゜の角度だけずれている。   FIG. 12 shows the concept of the polarization polarity and the arrangement of the drive electrodes in an annular piezoelectric body whose angle corresponding to 1 / 2λ is 60 °. This FIG. 12 is the same except that the angle of 1 / 2λ in FIG. 2 is changed from 45 ° to 60 °, and FIG. 2A shows the A-phase polarization pattern 110a. The A + regions 11a and the A− regions 12a corresponding to the A phase are alternately arranged in an annular shape every 60 °. (B) shows a B-phase polarization pattern 110b. Similarly, B + regions 11b and A− regions 12b corresponding to the B phase are alternately arranged in an annular shape every 60 °. The A phase pattern 110a and the B phase pattern 110b are shifted by an angle of 30 ° corresponding to 1 / 4λ.

図13は、図12(A)と(B)に示したA相とB相の分極パターン(201a、201b)に基づく従来の超音波モーターにおける圧電体110(以下、第2比較例110とも言う)の分極領域(11a、12a、11b、12b)の配置を説明するための図である。第2比較例110は、図3に示した従来の超音波モーターにおける圧電体100と同様に、円環を二分割した半分の領域(30a、30b)のそれぞれにA相領域10aとB相領域10bが配置されており、それぞれの相の領域(10a、10b)において、図12に示したA相パターン110aの分極領域(11a、12a)とB相パターン110bの分極領域(11b、12b)が配置されている。また、A相領域10aとB相領域10aとを分割する円の二等分線21によって図12に示したA相とB相の分極パターン(110a、110b)がともに分断された分極領域114については、その分極領域114を2分割して3/8λに対応する領域(115a、115b)に分割している。また、B相分極パターン110bの分極領域のみが分断された箇所については、間隙113としている。   FIG. 13 shows a piezoelectric body 110 (hereinafter also referred to as a second comparative example 110) in a conventional ultrasonic motor based on the A-phase and B-phase polarization patterns (201a, 201b) shown in FIGS. ) Is a diagram for explaining the arrangement of polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b). In the second comparative example 110, similarly to the piezoelectric body 100 in the conventional ultrasonic motor shown in FIG. 3, the A-phase region 10a and the B-phase region are respectively formed in the half regions (30a, 30b) obtained by dividing the ring into two. 10b is arranged, and in each phase region (10a, 10b), the polarization region (11a, 12a) of the A phase pattern 110a and the polarization region (11b, 12b) of the B phase pattern 110b shown in FIG. Has been placed. Further, the polarization region 114 in which the polarization patterns (110a, 110b) of the A phase and the B phase shown in FIG. 12 are separated by a bisector 21 of a circle dividing the A phase region 10a and the B phase region 10a. The polarization region 114 is divided into two regions (115a and 115b) corresponding to 3 / 8λ. A portion where only the polarization region of the B-phase polarization pattern 110b is divided is a gap 113.

図14は、第5の実施例に係る圧電体105(以下、第5実施例105とも言う)の分極領域(11a、12a、11b、12b)の配置状態を示している。第2比較例110と同様に、図12に示したA相とB相のパターン(110a、110b)に基づいているものの、円環状の圧電体105の全周に亘り、各分極領域(11a、12a、11b、12b)が1/4λに相当する30゜の間隔で配置されている。そして、特定の種類の分極領域(11a、12a、11b、12bのいずれか)に着目すると、その分極領域(11a、12a、11b、12bのいずれか)は、点対称の位置には配置されておらず、回転対称となる位置に配置されている。   FIG. 14 shows the arrangement state of the polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) of the piezoelectric body 105 (hereinafter also referred to as the fifth embodiment 105) according to the fifth embodiment. Similar to the second comparative example 110, although based on the A-phase and B-phase patterns (110a, 110b) shown in FIG. 12, each polarization region (11a, 12a, 11b, 12b) are arranged at intervals of 30 ° corresponding to 1 / 4λ. When focusing on a specific type of polarization region (any one of 11a, 12a, 11b, and 12b), the polarization region (any one of 11a, 12a, 11b, and 12b) is arranged at a point-symmetrical position. They are arranged at positions that are rotationally symmetric.

図15に、第5実施例105と第2比較例110の特性を比較して示した。図15(A)は、駆動信号の周波数に対する位相を示しており、(B)は駆動信号の周波数と圧電体(105、110)の厚さ方向の振幅との関係を示している。図15(A)に示した第2比較例110の位相特性曲線230と第5実施例105の位相特性曲線231において、共振周波数(約65.9KHz)の近傍における位相から、第5実施例105は第2比較例110に対して位相が約47゜向上していることがわかる。また(B)に示した第2比較例110の振幅特性曲線240と第5実施例105の位相特性曲線241とから、第5実施例105では振幅が約0.02μm、割合にして約40%向上することが確認された。   In FIG. 15, the characteristics of the fifth example 105 and the second comparative example 110 are compared and shown. FIG. 15A shows the phase with respect to the frequency of the drive signal, and FIG. 15B shows the relationship between the frequency of the drive signal and the amplitude in the thickness direction of the piezoelectric body (105, 110). In the phase characteristic curve 230 of the second comparative example 110 and the phase characteristic curve 231 of the fifth example 105 shown in FIG. 15A, from the phase in the vicinity of the resonance frequency (about 65.9 KHz), the fifth example 105 It can be seen that the phase is improved by about 47 ° with respect to the second comparative example 110. Further, from the amplitude characteristic curve 240 of the second comparative example 110 and the phase characteristic curve 241 of the fifth example 105 shown in (B), in the fifth example 105, the amplitude is about 0.02 μm, and the ratio is about 40%. It was confirmed to improve.

===その他の実施例===
上記第2〜第5実施例(102〜104)では、4種類の分極領域(11a、12a、11b、12b)の内、仮想的なA相分極パターン1aやB相分極パターン1bにおいて、所定の規則で回転対称となるように配置されている所定の分極領域が選択されて実際の圧電体上に配置されていたが、当然のことながら、所定の規則に従って配置するのであれば、選択する分極領域の種類はこれらの実施例に限らず、他の種類の分極領域でもよい。例えば、第2実施例102では、1/2λ分のA−領域12aが2箇所に互いに円環の中心Oに対して回転対称となる位置に配置されていたが、1/2λ分の他のいずれかの分極領域(12a、11b、12b)が2箇所に互いに円環の中心Oに対して回転対称となる位置に配置されていてもよい。
=== Other Embodiments ===
In the second to fifth embodiments (102 to 104), among the four types of polarization regions (11a, 12a, 11b, and 12b), the virtual A phase polarization pattern 1a and the B phase polarization pattern 1b The predetermined polarization region arranged so as to be rotationally symmetric by rule was selected and arranged on the actual piezoelectric body. Naturally, if it is arranged according to the predetermined rule, the polarization to be selected The type of region is not limited to these examples, and other types of polarization regions may be used. For example, in the second embodiment 102, the A-regions 12a corresponding to 1 / 2λ are arranged at two positions which are rotationally symmetric with respect to the center O of the ring, Any of the polarization regions (12a, 11b, 12b) may be disposed at two positions at positions that are rotationally symmetric with respect to the center O of the ring.

上記第1〜4実施例では円環における22.5゜の角度が1/4λに相当し、円環上に4λ分の分極領域(11a、12a、11b、12b)が配置されていた。また、第5実施例では30゜の角度が1/λに相当していた。もちろん、これらの例に限らず、nを2以上の自然数として、円環上にnλ分の分極領域(11a、12a、11b、12b)が配置されていれば同様の性能が得られることは容易に予想される。   In the first to fourth embodiments, the angle of 22.5 ° in the ring corresponds to ¼λ, and polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) for 4λ are arranged on the ring. In the fifth embodiment, an angle of 30 ° corresponds to 1 / λ. Of course, the present invention is not limited to these examples, and if n is a natural number of 2 or more and nλ polarization regions (11a, 12a, 11b, 12b) are arranged on the ring, it is easy to obtain the same performance. To be expected.

1,100,101〜105,110 圧電体、10a A相領域、10b B相領域、
11a,11b,12a,12b 分極領域
1, 100, 101 to 105, 110 Piezoelectric material, 10a A phase region, 10b B phase region,
11a, 11b, 12a, 12b Polarization region

Claims (5)

分極極性が逆となる+分極領域と−分極領域が円環を形成するように配置されてなる圧電体を備えた超音波モーターであって、
前記+分極領域および−分極領域の表面に、位相が互いに90゜ずれたA相とB相の高周波信号が印加されるA相電極とB相電極のいずれかが形成されて、前記+と−の分極領域が、A相+領域とA相−領域とB相+領域とB相−領域の4種類の分極領域のいずれかに区分され、
前記A相+領域と前記A相−領域は、前記円環の中心角が1/2波長分の角度に対応する分極領域を有して交互に分極極性が逆となるように円環状にn(但し、nは2以上の自然数)波長分配置されてなるA相の分極パターンから、当該パターンを構成する1/2波長分の分極領域、および当該分極領域を2等分する1/4波長分の領域から合計n/2波長分の領域が選択されて配置され、
前記B相+領域と前記B相−領域は、前記A相の分極パターンを1/4波長に対応する角度で回転させたB相の分極パターンから、前記A相+領域と前記A相−領域の双方に重複しない位置にある分極領域から選択されて配置され、
前記4種類の分極領域の内、少なくとも一種類の分極領域が1/2波長分に対応する角度で前記円環の中心に対して点対称となる位置に配置されている、
ことを特徴とする超音波モーター。
An ultrasonic motor including a piezoelectric body in which a + polarization region and a -polarization region having opposite polarities are arranged so as to form a ring,
Either the A phase electrode or the B phase electrode to which the high frequency signals of the A phase and the B phase are shifted from each other by 90 ° is formed on the surfaces of the + polarization region and the − polarization region, and the + and − The polarization region is divided into any of four types of polarization regions of A phase + region, A phase-region, B phase + region, and B phase-region,
The A phase + region and the A phase-region have a polarization region in which the center angle of the ring corresponds to an angle corresponding to ½ wavelength, and n in a ring shape so that the polarization polarity is alternately reversed. (Where n is a natural number equal to or greater than 2), from the A-phase polarization pattern arranged for the wavelength, a 1/2 wavelength polarization region constituting the pattern , and a 1/4 wavelength that divides the polarization region into two equal parts A region for a total of n / 2 wavelengths is selected and arranged from the region of minutes,
The B phase + region and the B phase − region are obtained by rotating the A phase polarization pattern at an angle corresponding to a quarter wavelength from the B phase polarization pattern, and the A phase + region and the A phase − region. Is selected and arranged from the polarization region in a position that does not overlap with both,
Of the four types of polarization regions, at least one type of polarization region is disposed at a point-symmetrical position with respect to the center of the ring at an angle corresponding to a half wavelength .
Ultrasonic motor characterized by that.
請求項1において、
前記A相あるいは前記B相の一方の相に属する+分極領域と−分極領域のいずれか一つの特定の分極領域が円環上に90゜の等角度間隔ごとに4箇所に1/2波長分の角度で配置され、
前記A相あるいは前記B相の他方の相に属する+分極領域と−分極領域が、1/4波長分の角度で、前記特定の分極領域が配置されていない領域に前記円環上に90゜の等角度間隔で配置されている、
ことを特徴とする超音波モーター。
In claim 1,
One specific polarization region belonging to one of the A phase and the B phase, ie, a + polarization region and a -polarization region, is divided into ½ wavelength at four locations at equal angular intervals of 90 ° on the ring. Is arranged at an angle of
The + polarization region and the -polarization region belonging to the other phase of the A phase or the B phase are at an angle of ¼ wavelength and 90 ° on the ring in a region where the specific polarization region is not arranged. Are arranged at equiangular intervals,
Ultrasonic motor characterized by that.
請求項1において、
前記A相あるいは前記B相の一方の相に属する+分極領域と−分極領域が、それぞれ1/2波長分に対応する角度で前記円環の中心に対して点対称となる位置に2箇所に配置され、
前記A相あるいは前記B相の他方の相に属する+分極領域と−分極領域の一方の分極領域が1/2波長分に対応する角度で2箇所に回転対称となる位置に配置されている、
ことを特徴とする超音波モーター。
In claim 1,
The + polarization region and the -polarization region belonging to one phase of the A phase or the B phase are located at two points symmetrical with respect to the center of the ring at an angle corresponding to ½ wavelength. Arranged,
One polarization region of the + polarization region and the-polarization region belonging to the other phase of the A phase or the B phase is disposed at two rotationally symmetric positions at an angle corresponding to ½ wavelength.
Ultrasonic motor characterized by that.
請求項3において、前記A相あるいは前記B相の一方の相に属する+分極領域と−分極領域が互いに隣接していることを特徴とする超音波モーター。 4. The ultrasonic motor according to claim 3, wherein a + polarization region and a -polarization region belonging to one of the A phase and the B phase are adjacent to each other. 請求項1〜4のいずれかにおいて、前記1/4波長分の角度が22.5゜であることを特徴とする超音波モーター。 5. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein an angle corresponding to the ¼ wavelength is 22.5 °.
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