JPH0332373A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH0332373A JPH0332373A JP1162938A JP16293889A JPH0332373A JP H0332373 A JPH0332373 A JP H0332373A JP 1162938 A JP1162938 A JP 1162938A JP 16293889 A JP16293889 A JP 16293889A JP H0332373 A JPH0332373 A JP H0332373A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- vibrating body
- ultrasonic motor
- comb teeth
- electrode patterns
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- Granted
Links
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 claims description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
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- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/166—Motors with disc stator
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明
本発明は圧電素子と圧電素子を接着した振動体とでたわ
み進行波を発生させ、このたわみ進行波による変位を振
動体の周方向に凹凸となるように設Ｕた＜シ幽で拡大し
て、振動体に圧接された移動体を摩Ｉ？駆動する超音波
モータにおいて、圧電素子の一方向の面には周方向に４
の倍数で等間隔に分割された扇形電極パターンを設ｉノ
、この電極パターンの数と（し歯の閉曲の数を互いに素
とすることにより圧電素子と振動体の接着の位置による
１生能のばらつきをなくし、均一化した性能の得られる
超音波モータを提供できるようにしたものである。 〔従来の技１ネｉ〕 従来の超音波モータは、片方の面乙こは圧電素子を接着
し、反対の面には周方向に凹凸となるようなくし歯を設
置ノた振動体と、振動体のくし歯」二面に圧接された移
動体とから成り立っていた。このような超音波モータは
、圧電素子に電気信号を加えて振動体にたわめ進行波を
発生させ、この横力向振＋ｊ】を利用して移動体を回転
さ−０るものであり、くし歯は振動体のたわみ進行波に
影響を与えずに大きな振巾を取り出す役割を持っていた
。 〔考案が解決しようとする課題〕 このような超音波モータは、振動体に設置Ｊたくし歯に
より効率を高めているが、くし歯と圧電素子の電極パタ
ーンとの相互の位置関係により、効率が変化するという
課題を有していた。例えば第４図において振動体１には
くし歯１ａが設けられ凸部を斜線で示しである。圧電素
７−２の裏面には周方向に１２等分された電極パターン
２ａ〜２ｄを設け、隣接する２つの電極パターン２ａ、
２ｂの領域を正方向に分極し、次に隣接する２つの
電極パターン２Ｃ０２ｄの領域を９＋、方向に分極しで
ある。各電極パターン２ａ〜２ｄに取り付けられたリー
ド線５１よ、ひとつおきに２ａ及び２ｃのグループ５ａ
と２ｂ及び２ｄのグループ５ｂに束ねられ、リ−ド線５
１と５ｂには時間的に９０°位相の異なる信号を加える
。これにより振動体Ｉに番よたわみ進行波が発生ずるが
、進行波といえどもり−ド＆＊５ａのグループの定在波
とリ−ド線５１のグループの定在波の合成によるもので
ある。この様子を第５図で説明すると、電極パターン２
ａと２０のグループにより発生ずる定在波をＡで示し、
ＷｔＰｉバクーン２１〕と２ｄのグループにより発生ず
る定在波をＢで示しである。振動体１のくし歯の数は２
４個で＜シ南の凸部１ｅの中心と電極パターン２ａ〜２
ｄの中心とが一致するよ・うな関係で接着されている。 この場合には屈曲の最大点Ｃ（１２箇所）の位置と凸部
が重べるため、曲げ剛性が大きくたわみが小さい。これ
ζこ対し第６図及び第７図に示すように、くし歯の四部
１ｒの中心と電極パターン２ａ〜２ｄの中心とが一致す
るよ・うに接着されていると、屈曲の最大点Ｃ（１２箇
所）が四部と重なるために、曲げ剛性が小さくなり大き
くたわむことになる。このように振動体１と圧電素子２
の接着の位置のばらつきにより、超音波モータの効率が
大きく変化するという課題を有していた。 〔課題を解決するための手段〕 」１記課題を解決するため↓こ、本発明では圧電素子の
一方の面に４の倍数で等間隔に分割された扇形電極パタ
ーンを設けるとともに、この電極パターンの数とくし歯
の凹凸の数を互いに素とするよう↓こした。 〔作用〕 Ｊ−記のような措或にすれば、振動体のくし尚の四部又
は凸部の中心と圧電素子の電極パターンの中心とが全周
にわたって一致することがなく、ひと歯ごとに少しずつ
ずれていくため、ひとつのｆｉｌ（高肉では定在波の強
さが場合により変化することはあるが、合成された結果
としての進行波は平均化されたものとなり、接着位置の
ズレによる部品間のばらつきはなくなる。 〔実施例） 以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
１図は本発明による超音波モータの断面図で振動体１に
は圧電素子２が接着され、反幻側にばくし歯１ａが設け
られている。移動体３は加圧ばね４で振動体１に圧接さ
れている。リード線５は圧電素子２の裏面の電極にハン
ダ付すされている。ここでリード線５からｒＦ圧電素子
２電気信号を加えると、振動体１にたわみ進行波が発生
して、移動体３を同転さ・０るものである。第２図は圧
電素子２の電極と振動体１のくし歯１ａの位置関係を示
す図で、振動体１にはくし歯１ａが設けられ、凸部壱斜
線で示しである。圧電素子２の裏１ｆｉｉ Ｌこは周方
向に１２等分された電極パターン２ａ〜２ｄを設ｉ−１
．隣接する２つの電柵パターン２ａ２ｂの領域を正方向
に分極し、次に隣接する２つの電極パターン２ｃ、２ｄ
の領域を負方向に分極しである。各電極パターン２ａ〜
２ｄに取り（＝ｊけられたり−ドｖＡ５は、ひとつおき
に２ａ及び２Ｃのグループ５ａと２ｂ及び２ｄのグルー
プ５ｂに束ねられ、リード線５ａと５ｂには時間的に９
０゜位相の異なる信号を加える。これにより振動体１に
はたわみ進行波が発生ずるが、進行波といえどもリード
線５ａのグループの定在波とリード線５ｂのグループの
定在波の合成によるものである。 この様子を第３図で説明すると、電極パターン２ａと２
ｃのグループ番こより発生ずる定在波を八で示し、電極
パターン２ｂと２ｄのグループにより発生ずる定在波を
Ｂで示しである。振動体１のくし歯の数は２５個で例え
ば電極パターン２ａの中のひとつ（２ａで示す部分）の
中心と＜シ由の中の凸部１ｂの中心を−・致させ゛るよ
うに接着された場合を考えると、最大屈面点Ｃ１は凸部
１ｂと一致するが、Ｃ２は■／１２ビソチ分中心がずれ
Ｃ３では２／１２．Ｃ４では３／１２というようにずれ
Ｃ７でば凹部１ｃと一致し、さらにＣ８では１／１２ピ
ソチずれるというように、最大屈曲点での曲げ剛性が円
周方向で少しずつ変化している。圧電素子２と振動体１
の接着位置を少しずらすと上記位置関係は少し異なるが
、ｌ／１２ピ、チずれると凸部Ｉｄと点Ｃ２が一致する
ため第２図と同し状態にもどることになる。このように
圧電素子２の接着をラング１１に行なっても、１／１２
ビノチことのズレしか起らず、しかもこれは定在波のば
らつきであり、全体を合成した結果としての進行波し１
これが平均化された形となるため、特性にはほとんど変
化が出ないことになる。なお実施例では電極パターン数
に、くし歯の数２５の場合を示したが、互いに素であれ
ば全く同様の効果が得られる。 〔発明の効果〕 本発明は以上説明したように、圧電素子は円周方向に４
のイＢ数で等間隔に分割した扇形電極バクンを設け、電
極パターンの数と振動体のくし歯の数を互いに素とする
ことにより、超音波モータの効率が圧電素子の接着位置
のちがいにより影響されることがなくなり、部品間のバ
ラツキの少ない均一な性能が得られるという効果を有す
る。
み進行波を発生させ、このたわみ進行波による変位を振
動体の周方向に凹凸となるように設Ｕた＜シ幽で拡大し
て、振動体に圧接された移動体を摩Ｉ？駆動する超音波
モータにおいて、圧電素子の一方向の面には周方向に４
の倍数で等間隔に分割された扇形電極パターンを設ｉノ
、この電極パターンの数と（し歯の閉曲の数を互いに素
とすることにより圧電素子と振動体の接着の位置による
１生能のばらつきをなくし、均一化した性能の得られる
超音波モータを提供できるようにしたものである。 〔従来の技１ネｉ〕 従来の超音波モータは、片方の面乙こは圧電素子を接着
し、反対の面には周方向に凹凸となるようなくし歯を設
置ノた振動体と、振動体のくし歯」二面に圧接された移
動体とから成り立っていた。このような超音波モータは
、圧電素子に電気信号を加えて振動体にたわめ進行波を
発生させ、この横力向振＋ｊ】を利用して移動体を回転
さ−０るものであり、くし歯は振動体のたわみ進行波に
影響を与えずに大きな振巾を取り出す役割を持っていた
。 〔考案が解決しようとする課題〕 このような超音波モータは、振動体に設置Ｊたくし歯に
より効率を高めているが、くし歯と圧電素子の電極パタ
ーンとの相互の位置関係により、効率が変化するという
課題を有していた。例えば第４図において振動体１には
くし歯１ａが設けられ凸部を斜線で示しである。圧電素
７−２の裏面には周方向に１２等分された電極パターン
２ａ〜２ｄを設け、隣接する２つの電極パターン２ａ、
２ｂの領域を正方向に分極し、次に隣接する２つの
電極パターン２Ｃ０２ｄの領域を９＋、方向に分極しで
ある。各電極パターン２ａ〜２ｄに取り付けられたリー
ド線５１よ、ひとつおきに２ａ及び２ｃのグループ５ａ
と２ｂ及び２ｄのグループ５ｂに束ねられ、リ−ド線５
１と５ｂには時間的に９０°位相の異なる信号を加える
。これにより振動体Ｉに番よたわみ進行波が発生ずるが
、進行波といえどもり−ド＆＊５ａのグループの定在波
とリ−ド線５１のグループの定在波の合成によるもので
ある。この様子を第５図で説明すると、電極パターン２
ａと２０のグループにより発生ずる定在波をＡで示し、
ＷｔＰｉバクーン２１〕と２ｄのグループにより発生ず
る定在波をＢで示しである。振動体１のくし歯の数は２
４個で＜シ南の凸部１ｅの中心と電極パターン２ａ〜２
ｄの中心とが一致するよ・うな関係で接着されている。 この場合には屈曲の最大点Ｃ（１２箇所）の位置と凸部
が重べるため、曲げ剛性が大きくたわみが小さい。これ
ζこ対し第６図及び第７図に示すように、くし歯の四部
１ｒの中心と電極パターン２ａ〜２ｄの中心とが一致す
るよ・うに接着されていると、屈曲の最大点Ｃ（１２箇
所）が四部と重なるために、曲げ剛性が小さくなり大き
くたわむことになる。このように振動体１と圧電素子２
の接着の位置のばらつきにより、超音波モータの効率が
大きく変化するという課題を有していた。 〔課題を解決するための手段〕 」１記課題を解決するため↓こ、本発明では圧電素子の
一方の面に４の倍数で等間隔に分割された扇形電極パタ
ーンを設けるとともに、この電極パターンの数とくし歯
の凹凸の数を互いに素とするよう↓こした。 〔作用〕 Ｊ−記のような措或にすれば、振動体のくし尚の四部又
は凸部の中心と圧電素子の電極パターンの中心とが全周
にわたって一致することがなく、ひと歯ごとに少しずつ
ずれていくため、ひとつのｆｉｌ（高肉では定在波の強
さが場合により変化することはあるが、合成された結果
としての進行波は平均化されたものとなり、接着位置の
ズレによる部品間のばらつきはなくなる。 〔実施例） 以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
１図は本発明による超音波モータの断面図で振動体１に
は圧電素子２が接着され、反幻側にばくし歯１ａが設け
られている。移動体３は加圧ばね４で振動体１に圧接さ
れている。リード線５は圧電素子２の裏面の電極にハン
ダ付すされている。ここでリード線５からｒＦ圧電素子
２電気信号を加えると、振動体１にたわみ進行波が発生
して、移動体３を同転さ・０るものである。第２図は圧
電素子２の電極と振動体１のくし歯１ａの位置関係を示
す図で、振動体１にはくし歯１ａが設けられ、凸部壱斜
線で示しである。圧電素子２の裏１ｆｉｉ Ｌこは周方
向に１２等分された電極パターン２ａ〜２ｄを設ｉ−１
．隣接する２つの電柵パターン２ａ２ｂの領域を正方向
に分極し、次に隣接する２つの電極パターン２ｃ、２ｄ
の領域を負方向に分極しである。各電極パターン２ａ〜
２ｄに取り（＝ｊけられたり−ドｖＡ５は、ひとつおき
に２ａ及び２Ｃのグループ５ａと２ｂ及び２ｄのグルー
プ５ｂに束ねられ、リード線５ａと５ｂには時間的に９
０゜位相の異なる信号を加える。これにより振動体１に
はたわみ進行波が発生ずるが、進行波といえどもリード
線５ａのグループの定在波とリード線５ｂのグループの
定在波の合成によるものである。 この様子を第３図で説明すると、電極パターン２ａと２
ｃのグループ番こより発生ずる定在波を八で示し、電極
パターン２ｂと２ｄのグループにより発生ずる定在波を
Ｂで示しである。振動体１のくし歯の数は２５個で例え
ば電極パターン２ａの中のひとつ（２ａで示す部分）の
中心と＜シ由の中の凸部１ｂの中心を−・致させ゛るよ
うに接着された場合を考えると、最大屈面点Ｃ１は凸部
１ｂと一致するが、Ｃ２は■／１２ビソチ分中心がずれ
Ｃ３では２／１２．Ｃ４では３／１２というようにずれ
Ｃ７でば凹部１ｃと一致し、さらにＣ８では１／１２ピ
ソチずれるというように、最大屈曲点での曲げ剛性が円
周方向で少しずつ変化している。圧電素子２と振動体１
の接着位置を少しずらすと上記位置関係は少し異なるが
、ｌ／１２ピ、チずれると凸部Ｉｄと点Ｃ２が一致する
ため第２図と同し状態にもどることになる。このように
圧電素子２の接着をラング１１に行なっても、１／１２
ビノチことのズレしか起らず、しかもこれは定在波のば
らつきであり、全体を合成した結果としての進行波し１
これが平均化された形となるため、特性にはほとんど変
化が出ないことになる。なお実施例では電極パターン数
に、くし歯の数２５の場合を示したが、互いに素であれ
ば全く同様の効果が得られる。 〔発明の効果〕 本発明は以上説明したように、圧電素子は円周方向に４
のイＢ数で等間隔に分割した扇形電極バクンを設け、電
極パターンの数と振動体のくし歯の数を互いに素とする
ことにより、超音波モータの効率が圧電素子の接着位置
のちがいにより影響されることがなくなり、部品間のバ
ラツキの少ない均一な性能が得られるという効果を有す
る。
第１図は本発明による超音波モータの断面図、第２図は
本発明による電極とくし歯の位置関係を示す図、第３図
は本発明による定在波のたわみ状態を示す図、第４図〜
第７図は電極とくし歯の位置関係により発生ずる効率の
変化を説明する図である。 ■・・・振動体 ・圧電素子 ・移動体 ・加圧ばね ・ リート線
本発明による電極とくし歯の位置関係を示す図、第３図
は本発明による定在波のたわみ状態を示す図、第４図〜
第７図は電極とくし歯の位置関係により発生ずる効率の
変化を説明する図である。 ■・・・振動体 ・圧電素子 ・移動体 ・加圧ばね ・ リート線
Claims (1)
- 圧電素子と、片面には前記圧電素子を接着し反対の面に
は周方向に凹凸となるようなくし歯部を設けた振動体と
、前記振動体のくし歯上面に圧接された移動体とから成
り、前記圧電素子の伸縮運動を利用したたわみ進行波に
より移動体を摩擦駆動させる超音波モータにおいて、前
記圧電素子の一方の面には周方向に４の倍数で等間隔に
分割された扇形電極パターンを設け、該電極パターンの
数と前記振動体のくし歯の凹凸の数が互いに素であるこ
とを特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162938A JPH072029B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 超音波モータ |
| US07/539,723 US5025186A (en) | 1989-06-26 | 1990-06-15 | Ultrasonic motor |
| EP19900306844 EP0405854A3 (en) | 1989-06-26 | 1990-06-22 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162938A JPH072029B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 超音波モータ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8005132A Division JPH08228493A (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 超音波モータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332373A true JPH0332373A (ja) | 1991-02-12 |
| JPH072029B2 JPH072029B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=15764101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162938A Expired - Fee Related JPH072029B2 (ja) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | 超音波モータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5025186A (ja) |
| EP (1) | EP0405854A3 (ja) |
| JP (1) | JPH072029B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08228493A (ja) * | 1996-01-16 | 1996-09-03 | Seiko Instr Inc | 超音波モータの製造方法 |
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| JPH0421374A (ja) * | 1990-05-15 | 1992-01-24 | Canon Inc | 振動波モータ及びプリンタ |
| US5610468A (en) * | 1990-10-22 | 1997-03-11 | Seiko Epson Corporation | Ultrasonic step motor |
| EP0495665B1 (en) * | 1991-01-17 | 1999-04-14 | Seiko Epson Corporation | Ultrasonic stepping motor |
| WO1992020141A1 (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-12 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor |
| JP3016617B2 (ja) * | 1991-05-08 | 2000-03-06 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
| US5457351A (en) * | 1991-10-31 | 1995-10-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
| JP2725134B2 (ja) * | 1992-07-24 | 1998-03-09 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器 |
| JPH06269183A (ja) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Nikon Corp | 超音波モータ |
| JPH07115782A (ja) * | 1993-10-13 | 1995-05-02 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
| JPH099651A (ja) * | 1995-06-15 | 1997-01-10 | Nikon Corp | 超音波アクチュエータ |
| JPH11191970A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Asmo Co Ltd | 超音波モータ |
| JP2001045774A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-16 | Canon Inc | 電気−機械エネルギー変換素子を振動源とする振動体、この振動体を駆動源とする振動波駆動装置、振動波駆動装置を有する装置およびこの振動体を搬送源とする搬送装置 |
| JP4086536B2 (ja) * | 2002-04-18 | 2008-05-14 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置及びその駆動回路 |
| JP4483275B2 (ja) * | 2003-02-05 | 2010-06-16 | 株式会社デンソー | 積層型圧電素子及びその製造方法 |
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| CN102037638B (zh) * | 2008-05-27 | 2013-10-16 | 株式会社村田制作所 | 超声波电动机 |
| WO2010061508A1 (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動子及び超音波モータ |
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