JPH0260473A - 超音波モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、圧電素子を利用した超音波モータに関づる。

（従来の技術） 圧電素子を用いた超音波モータの研究、開発が行われて
いるが、その原理、構造も様々である。例えば、弾性進
行波を利用し回転運動を行う超音波モータは、第５図に
そのステータ部の分解斜視図を示すように、弾性体リン
グ３１に複数個の圧電索子３２を取り付け、この圧電素
子３２を位相の異なる信号て・順次駆動づるど、弾性体
リング３１には柘円運動を行う弾性進行波が発生し、こ
の弾性進行波によって弾性体リング３１に加圧接触させ
たロータ３３を回転さけるものである。

このＪ：うな構成からなる超音波モータでは、弾ｆ１波
を用いるためにイれを伝搬させるリング又はレールが必
要で、ＨＱ　Ｆｉｌの自由度が限定されでいた。また、
圧電素子を共振で用いるために温度、　Ｉ＋、’１間等
により不安定なものどなるので、回路にて複雑な制御を
必要としており、また、ステータ部の固定方法に難産が
あった。

〈発明が解決しようとづる課題） この発明では、弾性進行波を用いずに定在波を用いるこ
とによって、設訓の自由度の高い安定で出ノｊ効率の高
い超音波モータを提供するものである。

［発明の構成］ （課題を解決づるための手段） この発明になる超音波モータは、第１の圧電索子を駆動
体をはさんで多角状、環状に配置行シ、第２の圧電素子
をこの多角状、環状面とは直角の関係となるＪ、うに駆
動体に固定し一〇なるものである。

（作　用） この発明になる超音波モータは、弾性進行波を用いずに
定在波を用い（超音波し一夕を構成づるので、設計の自
由度が高く、非共振モードでｂ駆動でき、安定で高出力
のものが得られ、駆動回路も小形で簡易なものとするこ
とができる。

（実施例） 実　　施　　例　　１ 第１図に本実施例の超音波モータのステータ部の斜視図
を示づ−が、第１の圧電素子２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを
駆動体１ではさむように連結し固定り゛る。第１の圧電
素子２ａ、２ｂ、２ｃ。

２ｄが成づ而ど直角の関係となるように各駆動体１に第
２の圧電索子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを固定し、この第
２の圧電素子３ａ、３ｂ。

３ｃ、３ｄのｂう一方の端面はそれぞれベース４に固定
されている。このようにしてステータ部を構成し、駆動
体１に］二］−タ（図示け一ヂ）を加圧接触させて超音
波ｔ−りができる。ここで、第１の圧電素子の２ａ、２
Ｇを Ｖ＋　−ＶＯｓｌｎ　ω１： 第１のＬ［型素子の２ｂ、２ｄを Ｖ２　＝　−ＶＯＳｌｎ　（ｔ）　ｔ　。

第２の圧電素子の３ａ、３ｃを Ｖ３　　＝　　Ｖ　　ｏ　ｃｏｓ　　ω　１：第２の圧
電素子の３ｂ、３ｄを Ｖ４＝−ＶＯｃｏｓωｔ でそれぞれ駆動づると、駆動体１は円運動を行う。この
駆動体１トにロータ（図示ｌ！ず）を加圧接触させれば
ロータは回転する１゜ マタ、Ｖ３　＝Ｖ＋　、Ｖ４　＝Ｖ２と１−るど駆動体
１は斜め方向の運動を行い、上に加１Ｆ接触している（
］−夕は回転する。

実　　施　　例　　２ 第２図に他の実施例と’＋Ｚる超８波モータの側面図を
示すが、駆動体１１をはさ／υで第１の圧電索子１２ａ
、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを−Ｌ十に配置し、これら上
下の駆動体１１で第２の什電索子１３ａ、１３ｂ、１３
ｃを固定Ｊる。

このにうにしてステータ部を構成し、Ｄ−夕１５を設置
づる。このロータ１５は、例えばイの断面図を第３図に
示すように、切り欠き部１６がありポル１へ１７て・連
結されて駆動体１１に加圧接触されている。この切り欠
き部１Ｇは、フランジ１８が上下方向に弾性を右するよ
うに設りられたものであり、また、ロータは一体のもの
ぐもＪ：い。

このような構成からなる超音波モータにおいて、駆動体
１１は任意の形状でよく、ロータとの接触部が段差を有
してい１ｃす、細分化されていたり、勾配を右していて
もＪ：＜、圧電素子の分極方向を任意に設定することに
より同一信号で駆動づることもできる。また、以上の例
では圧電素子に積層型のレジミック圧電素子を用いＩこ
が、１１板のものでも、柱状のものでも、ぞの他の形状
・材質から＜７る圧電体ｒｂよい。

実　　施　　例　　３ 第４図に半環状の駆動体２１と圧電索子２２と（パ構成
した超音波モータの平面図を示す。この駆動体２１には
凸部２３が設（プられており、その凸部２３の下面部に
第２の圧電素子がそれぞれ配置Ｎされているものであり
、この構成からなる超音波モータは、＋ｉｆ記実施例１
及び実施例２と同様の作用効果を奏する。

［発明の効果１ この発明になる超音波−し−夕によれば、弾性進行波を
用いずに定在波を用いるために設８４の自由度の高い、
安定で高出力のモータが実現でき、非共振モードでも駆
動できるために駆動回路ら小形でシンプルなものどなる
。

まｌこ、第１の圧電素子を駆動体ではさみ、隣り合う圧
電素子は互いに逆の動ぎをするために内部応力もなく機
械的強度が極めて向」ニし、更に第２の圧電素子の固定
方法も自由であるため、ロスのない高効率なものとなっ
Ｉ〔。

【図面の簡単な説明】

第１図へ一第４図は本発明の実施例を示し、第１図は超
名波し−９のスデータ部の斜視図、第２図は他の実施例
に係る超音波モータの側面図、第３図は第２図で用いた
ロータの側断面図、第４図（ま仙の実施例になる超音波
モータの平面図、第５図は従来の超合波ｔ−夕を承り分
解斜視図である。 １・・・・・・駆動体 ２ａ、２ｂ、２Ｃ，２ｄ・・・・・・第１の圧電素子３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・・・・第２の圧電素子４・
・・・・・ベース １１・・・・・・駆動体 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｃＪ−−−−−−第１の
圧電素子 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ・・・・・・第２の圧電素子１
５５・・・・・・］］−タ ２１・・・・・・駆動体 ２２・・・・・・圧電素子 特　　許　　出　　願　　人 マル」ン電子株式会社 Ｑつ ボルト ロ タの側断面図 第　　３　　図 圧電素子 他の実施例の超音波モータの平面同 第　　４　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　駆動体をはさんで第１の圧電素子を多角状又は
   環状に配置し、この多角状又は環状面と直角の関係とな
   るように前記駆動体に第２の圧電素子を配置してなる超
   音波モータ。