JPH0332377A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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Publication number
JPH0332377A
JPH0332377A JP1166059A JP16605989A JPH0332377A JP H0332377 A JPH0332377 A JP H0332377A JP 1166059 A JP1166059 A JP 1166059A JP 16605989 A JP16605989 A JP 16605989A JP H0332377 A JPH0332377 A JP H0332377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
liquid crystal
ferroelectric liquid
rotor
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1166059A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuma Takahashi
高橋 琢磨
Hajime Oda
織田 肇
Takashi Kogo
向後 孝志
Toshiya Tamura
俊哉 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seikosha KK filed Critical Seikosha KK
Priority to JP1166059A priority Critical patent/JPH0332377A/en
Publication of JPH0332377A publication Critical patent/JPH0332377A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To easily assemble and to reduce a weight by employing a ferroelectric liquid crystal panel, and generating a traveling elastic wave by patterning of an electrode. CONSTITUTION:An ultrasonic motor is composed of a cylindrical stator 1, and a cylindrical rotor 2 press-fitted oppositely to the inner periphery of the stator 1 into the stator 1, and driven by a drive signal supply unit 7. A flexible ferroelectric liquid crystal panel 3 formed in a cylindrical shape is provided on the inner periphery of the stator 1. The panel 3 is formed of a pair of elastic substrates 3a-3b, sealing materials 4a-4b, and a ferroelectric liquid crystal 5. Further, rectangular electrodes 3c-3d and a common electrode 3e are provided on the substrates 3a-3b.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、強誘電性液晶を用いた超音波モータに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ultrasonic motor using ferroelectric liquid crystal.

(従来の技術) ロータとステータとを備え、両者のうち少なくとも一方
は複数の電歪索子で駆動される少なくとも1つの振動子
を含み、この電歪素子の引出しリード線は駆動電源に接
続され、ロータとステータはトルクを伝達するため振動
子の表面上の少なくとも一点において互いに押し合い、
電歪素子に加える超音波電気エネルギを機械振動エネル
ギに変換させ、この機械振動エネルギをロータの一方向
運動に変換する超音波モータが、すでに特開昭52−2
9192号公報等によって開示されている。
(Prior Art) Comprising a rotor and a stator, at least one of the two includes at least one vibrator driven by a plurality of electrostrictive cables, and a lead wire of the electrostrictive element is connected to a drive power source. , the rotor and stator press against each other at at least one point on the surface of the vibrator to transmit torque;
An ultrasonic motor that converts ultrasonic electrical energy applied to an electrostrictive element into mechanical vibration energy and converts this mechanical vibration energy into unidirectional movement of a rotor has already been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-2.
This is disclosed in Publication No. 9192 and the like.

この原理を応用したものの1つとして、円筒状の弾性振
動子からなるステータとこのステータの内周あるいは外
周のうち一方の面に対接する円筒状のロータとから構成
される超音波モータがある。
As one application of this principle, there is an ultrasonic motor that is composed of a stator made of a cylindrical elastic vibrator and a cylindrical rotor that is in contact with one of the inner or outer periphery of the stator.

このように構成された超音波モータにあっては、相対向
する2つの円筒同士を加圧接触させる必要がある。この
ためロータを分割し、この分割した箇所にバネを介在さ
せるなどの方法によって、口夕をステータに対しその径
方向に圧接させている。
In the ultrasonic motor configured in this way, it is necessary to bring the two opposing cylinders into pressure contact with each other. For this reason, the rotor is brought into pressure contact with the stator in the radial direction by, for example, dividing the rotor and interposing a spring between the divided parts.

(解決しようとする課題) 電歪素子の振動振幅は、実際には1〜10μm程度と微
小であるため、ステータとロータとの隙間がこの振動振
幅より大きい場合には、そのエネルギ変換効率が悪いも
のとなり、したがってロータとステータの高い寸法精度
が要求されることになる。また、ロータを分割し、この
分割した箇所にバネを介在させてステータとロータとを
加圧接触させれば、トルクがバネの加圧力によって変動
するために、均一な品質特性が得難いものとなる。
(Problem to be solved) The vibration amplitude of an electrostrictive element is actually minute, about 1 to 10 μm, so if the gap between the stator and rotor is larger than this vibration amplitude, the energy conversion efficiency will be poor. Therefore, high dimensional accuracy of the rotor and stator is required. Furthermore, if the rotor is divided and a spring is interposed between the divided parts to bring the stator and rotor into pressurized contact, the torque will vary depending on the pressure applied by the springs, making it difficult to obtain uniform quality characteristics. .

さらに、円筒状のステータの内周面(あるいは外周面)
に電歪素子を貼付する必要があるため、この電歪索子を
その曲面に合せて円弧状に銭形したり、あるいは円弧状
に歪みを与えるなどした後貼付する必要があった。
Furthermore, the inner peripheral surface (or outer peripheral surface) of the cylindrical stator
Since it is necessary to attach an electrostrictive element to the cable, it is necessary to shape the electrostrictive cable into an arc shape to match the curved surface of the cable, or to apply distortion to the arc shape before attaching it.

本発明の目的は、バネなどの機械的構造を用いることな
く構成でき、製造が容易であり、軽量化および小型化が
可能な超音波モータを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that can be configured without using mechanical structures such as springs, is easy to manufacture, and can be made lighter and smaller.

(課題を解決するための手段) −に記1]的を達成するために、本発明の超音波モタは
、円筒状のステータとこのステータの内周あるいは外周
のうち一方の而に対接する円筒状のロータとの対向面に
、短冊形の電極群を有する1対の拭板とこの側基板間に
封止されている強誘電性液晶とからなるフレキシブルな
強誘電性液晶パネルが設けである。そして強誘電性液晶
の電歪効果に基づいて進行?li M、波を発生させる
ための駆動信号供給装置が電極群に接続されている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the object described in (1), the ultrasonic motor of the present invention has a cylindrical stator and a cylindrical cylinder facing either the inner periphery or the outer periphery of the stator. A flexible ferroelectric liquid crystal panel consisting of a pair of wipe plates having a group of rectangular electrodes and a ferroelectric liquid crystal sealed between the substrates on this side is provided on the surface facing the rotor. . And progress based on the electrostrictive effect of ferroelectric liquid crystals? li M, a drive signal supply device for generating waves is connected to the electrode group.

(実施例) 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に示すように、ステータ1は円筒状であり、この
ステータ1の内周面に対接する円筒状のロータ2が圧入
される。ステータ1の内周面には、円筒状に形成された
フレキシブルな強誘電性液晶パネル3が設けである。
As shown in FIG. 1, the stator 1 has a cylindrical shape, and a cylindrical rotor 2 that is in contact with the inner peripheral surface of the stator 1 is press-fitted. A flexible ferroelectric liquid crystal panel 3 formed in a cylindrical shape is provided on the inner peripheral surface of the stator 1 .

強誘電性液晶パネル3の構成は、第1図および第2図に
示すように、ポリエステルシートなどの1対の弾性基板
3a、3bを所定の間隙をもって対向位置させ、この両
越板3a、3bの外周縁を、エポキシ接着剤などのシー
ル+44a、4bによってシールし、内部に強誘電性液
晶5を封止したちのである。内側の引1性双板3aの外
周面には、短冊形をなす複数の電極群3c・・・および
3d・・・が形成してあり、外側の弾性基板3bの内周
面には、電極群3c、3dに対向する共通電極3eが形
成してある。電極群3c、3dは、短冊形の電極の長平
方向が軸方向に揃い、その幅方向が円筒の円周方向に整
列するものである(第3図参照)。電極n’f3c、3
dおよび共通電極3eには、リード線などの接続手段6
を介して駆動信号供給装置7から駆動信号が供給される
。駆動信号が供給されると、強誘電性液晶5の電歪効果
に基づき弾性基板3aが屈曲し、ステータ1の内周面に
、その円周方向にそって一方向の進行弾性波が発生する
As shown in FIGS. 1 and 2, the structure of the ferroelectric liquid crystal panel 3 is such that a pair of elastic substrates 3a, 3b such as polyester sheets are placed facing each other with a predetermined gap between them. The outer periphery of the liquid crystal 5 is sealed with seals 44a and 4b made of epoxy adhesive, etc., and the ferroelectric liquid crystal 5 is sealed inside. A plurality of rectangular electrode groups 3c... and 3d... are formed on the outer peripheral surface of the inner elastic double plate 3a, and electrodes are formed on the inner peripheral surface of the outer elastic substrate 3b. A common electrode 3e facing the groups 3c and 3d is formed. In the electrode groups 3c and 3d, the elongated direction of the rectangular electrodes is aligned in the axial direction, and the width direction thereof is aligned in the circumferential direction of the cylinder (see FIG. 3). Electrode n'f3c, 3
d and the common electrode 3e are connected to a connecting means 6 such as a lead wire.
A drive signal is supplied from the drive signal supply device 7 via. When a drive signal is supplied, the elastic substrate 3a bends based on the electrostrictive effect of the ferroelectric liquid crystal 5, and a unidirectional traveling elastic wave is generated along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the stator 1. .

第2図により詳述すると、電極群3c、3dには、電源
7aからの一端出力を、90度位相器7bおよび極性反
転器7c、7cを介して、その駆動信号としてπ/2(
rad)ずつ位相を進ませた交流電圧を印加する。共通
電極3eには、電源7aからの交流電圧の他端出力が接
続されている。 隣合う電極3c、3dは印加電圧の4
分の3波長ずらして配置してあり、電極XT3c・・・
と3d・・・は相互に時間的位相がπ/2(rad)異
なる電圧が印加されることにより、両方に発生した波か
相互に干渉を起こし、合成されて弾性進行波となる。こ
れにより強誘電性液晶5の電歪効果によって基板3aが
屈曲し、この電歪効果による基板3aの屈曲により、ス
テータ1の内周面にはその円周方向にそって進行弾性波
が発生することになる。このためにステータ1内に圧入
されたロータ2は、その円周方向に回転することになる
To explain in detail with reference to FIG. 2, one end output from the power source 7a is applied to the electrode groups 3c and 3d via a 90-degree phase shifter 7b and polarity inverters 7c and 7c as a drive signal of π/2 (
An AC voltage whose phase is advanced by rad) is applied. The other end output of the AC voltage from the power source 7a is connected to the common electrode 3e. Adjacent electrodes 3c and 3d have an applied voltage of 4
The electrodes XT3c...
and 3d... are applied with voltages having different temporal phases by π/2 (rad), so that the waves generated in both interfere with each other and are combined to form an elastic traveling wave. As a result, the substrate 3a is bent due to the electrostrictive effect of the ferroelectric liquid crystal 5, and due to the bending of the substrate 3a due to this electrostrictive effect, an elastic wave traveling along the circumferential direction is generated on the inner peripheral surface of the stator 1. It turns out. For this reason, the rotor 2 press-fitted into the stator 1 rotates in its circumferential direction.

第4図は本発明の第2の実施例を示すものであって、こ
の実施例では、弾性基板31a、3Lbの対向面にそれ
ぞれ電極群31c・・・、31d・・・を設けである構
成である。この例では、電極群31C・・・は電極群3
1dに対して電極幅の2分の1だけずらして同ピツチで
形成してある。そして電極?!T 31 c・・・、3
1d・・・に供給される駆動信号は、その隣合う電極に
位相か逆、すなわちπ(rad)ずつ位相の異なった交
流電圧が加えられる一方、電極群31d・・・に対して
は、電極群31c・・・に対してπ/2(rad)たけ
位相をずらした交流電性が加えられる。このような電極
群および駆動信号によって、第1の実施例と同様にロー
タを一方向に回転駆動することかできる。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, and in this embodiment, electrode groups 31c..., 31d... are provided on opposing surfaces of elastic substrates 31a, 3Lb, respectively. It is. In this example, the electrode group 31C... is the electrode group 3
They are formed at the same pitch and shifted by one half of the electrode width relative to 1d. And electrodes? ! T 31 c..., 3
The driving signals supplied to the electrode groups 31d... are applied with alternating current voltages having opposite phases, that is, phases different by π (rad), to the adjacent electrodes, while the electrodes of the electrode group 31d... An alternating current current whose phase is shifted by π/2 (rad) is applied to the group 31c. With such an electrode group and drive signal, the rotor can be rotationally driven in one direction as in the first embodiment.

第5図は本発明の第3の実施例を示すものであって、6
111性基板32aの一方向り下に電極群32C・・・
232d・・・を設は−Cある構成である。なお、図示
しないが、弾性基板32a外周に対向する弾性基板に共
通電極が設けである構成は、第1の実施例に同じである
。この例では、電極群32c・・は電極H’f 32 
d・・・に対して電極幅の2分のまたけずらして同ピツ
チで形成してある。そして電極群32c・・・、32d
・・・に供給される駆動信号は、第1および第2の実施
例と同様であり、ロータを一方向に回転駆動することが
できる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which 6
Electrode group 32C...
232d... is set to -C. Although not shown, the configuration in which a common electrode is provided on the elastic substrate facing the outer periphery of the elastic substrate 32a is the same as in the first embodiment. In this example, the electrode group 32c... is the electrode H'f 32
d... are formed at the same pitch and shifted by half the electrode width. And electrode groups 32c..., 32d
The drive signals supplied to ... are the same as those in the first and second embodiments, and can drive the rotor to rotate in one direction.

なお本実施例では、ステータの内周にロータを配置する
構成を説明したが、ステータの外周に強誘電性液晶パネ
ルを設け、その外周に筒形ロータを配置する構成として
もよい。
In this embodiment, the rotor is disposed on the inner periphery of the stator, but a ferroelectric liquid crystal panel may be provided on the outer periphery of the stator, and a cylindrical rotor may be disposed on the outer periphery of the stator.

(効果) 以上のように本発明の超音波モータによれば、進行弾性
波を電極のパターンニングによって生成できるため、従
来のように肌性振動子に電歪素子を所定の間隔をもって
貼付する繁雑な作業が不要である。また強誘電性液晶パ
ネルをフレキシブルとしたため、ロータとステータとを
両者の圧入によってのみ結合でき、従来のようにバネな
どの機械的構造を用いてロータとステータとを加圧接触
させる必要がなく、製造組立が容易で軽量化および小型
化が達成できる。
(Effects) As described above, according to the ultrasonic motor of the present invention, traveling elastic waves can be generated by patterning the electrodes. No additional work is required. In addition, since the ferroelectric liquid crystal panel is flexible, the rotor and stator can be connected only by press-fitting them together, eliminating the need to pressurize the rotor and stator into contact using mechanical structures such as springs as in the past. Manufacturing and assembly are easy, and weight and size reductions can be achieved.

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

第1図は一部断面斜視図、第2図は第1の実施例の断面
平面図、第3図は第1の実施例の電極配列を示す斜視図
、第4図は第2の実施例の電極配列を示す斜視図、第5
図は第3の実施例の電極配列を示す斜視図である。 1・・・ステータ、 2・・・ロータ、 3・・・強誘電性液晶パネル、 3a、 3b、 31a 、 31b 、 32a3c
  3d、 3e、 31c 、 31d 。 5・・・強誘電性液晶、 7・・・駆動信号供給装置。 ・弾性基板、 32c    32d  ・・ 電極、
FIG. 1 is a partially sectional perspective view, FIG. 2 is a sectional plan view of the first embodiment, FIG. 3 is a perspective view showing the electrode arrangement of the first embodiment, and FIG. 4 is a second embodiment. 5th perspective view showing the electrode arrangement of
The figure is a perspective view showing the electrode arrangement of the third embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Stator, 2... Rotor, 3... Ferroelectric liquid crystal panel, 3a, 3b, 31a, 31b, 32a3c
3d, 3e, 31c, 31d. 5... Ferroelectric liquid crystal, 7... Drive signal supply device.・Elastic substrate, 32c 32d... Electrode,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 円筒状のステータと、 上記ステータの内周あるいは外周のうち一方の面に対接
する円筒状のロータと を具備し、 上記ステータの上記ロータとの対向面には、短冊形の電
極群を有する一対の弾性基板とこの両基板間に封止され
ている強誘電性液晶とからなるフレキシブルな強誘電性
液晶パネルが設けてあり、上記強誘電性液晶の電歪効果
に基づき進行弾性波を発生させる駆動信号供給装置が上
記電極群に接続してある ことを特徴とする超音波モータ。
[Claims] The stator includes a cylindrical stator, and a cylindrical rotor that is in contact with either the inner or outer periphery of the stator, and the stator has a rectangular rotor on the surface that faces the rotor. A flexible ferroelectric liquid crystal panel is provided, consisting of a pair of elastic substrates having electrode groups and a ferroelectric liquid crystal sealed between the two substrates. An ultrasonic motor characterized in that a drive signal supply device for generating traveling elastic waves is connected to the electrode group.
JP1166059A 1989-06-28 1989-06-28 Ultrasonic motor Pending JPH0332377A (en)

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JP (1) JPH0332377A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5618201A (en) * 1994-06-14 1997-04-08 Yazaki Corporation Connector having engagement detecting device
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