JPH033679A - Ultrasonic motor apparatus - Google Patents

Ultrasonic motor apparatus

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JPH033679A
JPH033679A JP1137984A JP13798489A JPH033679A JP H033679 A JPH033679 A JP H033679A JP 1137984 A JP1137984 A JP 1137984A JP 13798489 A JP13798489 A JP 13798489A JP H033679 A JPH033679 A JP H033679A
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vibration
vibrator
ultrasonic motor
longitudinal
electrodes
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Application number
JP1137984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Iijima
飯島 保
Kazuhide Sano
佐野 一秀
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Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Nisca Corp
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify an apparatus and the like by applying an alternating current to either one of a pair of vibrators. CONSTITUTION:An ultrasonic motor is composed of a platelike piezoelectric vibrator 10, electrodes 11a and 12a attached to one side faces of the vibrator 10, a movable extraction unit 20, a switch mechanism 14, and a single-phase power source 15. the vibrator 10 is so formed as to have a length and a thickness that a longitudinal wave generated by applying a voltage to the electrodes 11a, 12a coincides with a resonance frequency of a bending wave generated therewith. The electrodes 11a, 12a are selectively excited to forward or reversely turn the moving direction of the unit 20.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 「本発明は超音波モータ装置に関し、特に、単相電源に
より駆動制御される超音波モータ装置に関する。」 〔従来の技術〕 従来、超音波振動を利用した超音波モータ装置としては
、弾性振動体に発生する振動の種類から分類すると、定
在波を用いる定在波型超音波モータ装置と進行波を用い
る進行波型超音波モータ装置との二つのタイプに大別さ
れる。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] "The present invention relates to an ultrasonic motor device, and particularly relates to an ultrasonic motor device that is driven and controlled by a single-phase power source." [Prior Art] Conventionally, ultrasonic motor devices Ultrasonic motor devices that use vibration can be classified based on the type of vibration generated in an elastic vibrating body: standing wave type ultrasonic motor devices that use standing waves, and traveling wave type ultrasonic motor devices that use traveling waves. It is roughly divided into two types.

上記のもののうち定在波型超音波モータ装置としては、
単相電源により単一の屈曲定在波を弾性振動体に励振し
、運動抽出体を介してこの定在波の節に向かう駆動力を
利用する平板状の超音波モータ装置が知られている(例
えば、本願と同一出願人の出願にかかる特願昭62−1
37395号参照)。
Among the above, standing wave type ultrasonic motor devices include:
A flat plate-shaped ultrasonic motor device is known that excites a single bending standing wave in an elastic vibrating body using a single-phase power supply and utilizes the driving force directed toward the nodes of this standing wave via a motion extractor. (For example, Japanese Patent Application No. 62-1 filed by the same applicant as the present application)
37395).

また、弾性振動体に縦振動(弾性振動体の長さ方向への
広がり振動)と弾性振動体のある一面に垂直な振動成分
をもつ固有振動との、二つの独立した振動モードを、夫
々側の電源(二相電源)で励振することにより、弾性振
動体の表面に楕円運動を生起し、この楕円運動を運動抽
出体に伝達し、駆動力として利用する平板状の超音波モ
ータ装置が知られている。この二相電源により駆動され
るタイプの平板状の超音波モータ装置は、時間的な位相
差をつけて二つの振動モードを励振することによって、
弾性振動体の表面に生起される楕円運動の回転方向を切
り換えることにより、運動抽出体の運動方向を正逆転切
り換えすることができる。
In addition, the elastic vibrator has two independent vibration modes on each side: longitudinal vibration (vibration spread in the length direction of the elastic vibrator) and natural vibration with a vibration component perpendicular to one surface of the elastic vibrator. A flat-plate ultrasonic motor device is known that generates elliptical motion on the surface of an elastic vibrating body by exciting it with a power source (two-phase power source), transmits this elliptical motion to a motion extracting body, and uses it as driving force. It is being This type of flat ultrasonic motor device driven by a two-phase power source excites two vibration modes with a temporal phase difference.
By switching the rotational direction of the elliptical motion generated on the surface of the elastic vibrating body, the direction of motion of the motion extracting body can be switched between forward and reverse directions.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の技術で述べたもののうち、単相電源により発生さ
れる単一の屈曲定在波を用いた平板状の超音波モータ装
置にあっては、構造は極めて簡潔であるが、同一の周波
数では弾性振動体に接触した運動抽出体の運動方向を逆
転できないという制御上の問題点を有していた。
Among the conventional technologies, the planar ultrasonic motor device using a single bending standing wave generated by a single-phase power supply has an extremely simple structure, but at the same frequency, This method has a control problem in that the direction of motion of the motion extractor that is in contact with the elastic vibrator cannot be reversed.

また、二相電源駆動の平板状の超音波モータ装置は、2
種類の独立した振動モードを使用するため、夫々の振動
モードに対して励振源が必要となり、単相電源により駆
動される超音波モータ装置と比較すると、超音波モータ
装置本体および電源ともに複雑にならざるを得ないとい
う問題点を有していた。
In addition, a flat ultrasonic motor device driven by a two-phase power supply has two
Since different types of independent vibration modes are used, an excitation source is required for each vibration mode, and compared to an ultrasonic motor device driven by a single-phase power source, both the ultrasonic motor device itself and the power source are less complex. There was a problem that it was unavoidable.

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、単相
電源の駆動により、運動抽出体の運動方向をコントロー
ルするとともに、超音波モータ装置本体および電源の構
造を簡潔にした超音波モータ装置を提供しようとするも
のである。
The present invention has been made in view of these problems of the conventional technology, and its purpose is to control the direction of motion of a motion extractor by driving a single-phase power source, and to generate ultrasonic waves. The present invention aims to provide an ultrasonic motor device in which the structure of the motor device main body and the power source are simplified.

即ち、単相電源により駆動される超音波モータ装置の簡
潔さと、二相電源により駆動される超音波モータ装置の
ような正逆転可能な制御性を兼ね備えてなる板状の超音
波モータ装置を、実現することを目的としている。
That is, a plate-shaped ultrasonic motor device that has the simplicity of an ultrasonic motor device driven by a single-phase power source and the controllability that allows forward and reverse rotation like an ultrasonic motor device driven by a two-phase power source, The aim is to achieve this goal.

〔間苅点を解決するための手段〕[Means to resolve the issue]

「上記目的を達成するために、本発明における超音波モ
ータ装置は、 板状の圧電振動子とこの弾性振動体の一方の面に一定波
長の縦波及び屈曲波を発生させる一対の電極子と、 当該圧電振動の一方の面に縦波および屈曲波の各々の共
振周波数が一致する長さ厚さをもって形成され電極子が
縦波の節に対応した位置に設けられ、少なくとも一つの
運動抽出体とを有してなるものである。」 〔作用〕 板状の弾性振動体の一縦振動(広がり方向振動)の共振
周波数と、弾性振動体の面に垂直方向の振動成分(屈曲
振動)をもつ固有振動モードの共振周波数とが一致して
いる場合、縦振動を励振すると、弾性振動体の面に垂直
方向の振動成分をもつ固有振動も励振され、これら二つ
の振動が結合することが一般に知られている。
“In order to achieve the above object, the ultrasonic motor device of the present invention includes a plate-shaped piezoelectric vibrator and a pair of electrode elements that generate longitudinal waves and bending waves of a certain wavelength on one surface of this elastic vibrator. , one surface of the piezoelectric vibration is formed with a length and thickness that match the resonance frequencies of the longitudinal wave and the bending wave, and the electrode element is provided at a position corresponding to the node of the longitudinal wave, and at least one motion extractor is provided. [Operation] The resonant frequency of one longitudinal vibration (vibration in the spreading direction) of a plate-shaped elastic vibrator and the vibration component in the vertical direction (bending vibration) on the surface of the elastic vibrator. When the resonance frequency of the natural vibration mode of the elastic vibration body matches the resonance frequency, when longitudinal vibration is excited, the natural vibration with a vibration component perpendicular to the surface of the elastic vibrator is also excited, and these two vibrations are generally coupled. Are known.

即ち、板状の弾性振動体が理想的な平面な場合には、縦
振動と、この縦振動に対し垂直方向の振動成分をもつ固
有振動モードという、互いに独立な振動モード間に右い
ては結合を生じない。しかしながら、現実の弾性振動体
は縦振動に水平な面に関して非対称性を有しており、こ
の非対称性により、縦振動を励振すれば、縦振動に対し
垂直方向の振動成分をもつ固有振動が励振され、これら
は容易に結合するものであることが知られている。
In other words, when a plate-shaped elastic vibrating body is an ideal plane, there is a coupling between mutually independent vibration modes: longitudinal vibration and a natural vibration mode with a vibration component perpendicular to the longitudinal vibration. does not occur. However, an actual elastic vibrating body has an asymmetry with respect to a plane horizontal to longitudinal vibration, and due to this asymmetry, when longitudinal vibration is excited, a natural vibration with a vibration component in a direction perpendicular to the longitudinal vibration is excited. It is known that these compounds bond easily.

本発明による超音波モータ装置は、上記作用を利用した
ものであり、一対の電極のうちいずれか一方に交番電流
を印加することにより、圧電振動子の非対称性を制御す
るとともに、圧電振動子に縦振動を励振する。この縦振
動により、屈曲振動が励振され、これら二つの振動が結
合されることにより、圧電振動子の表面に楕円運動が生
起される。この楕円運動が、運動抽出体に伝達され、運
動抽出体が一定方向に駆動される。
The ultrasonic motor device according to the present invention utilizes the above-mentioned effect, and by applying an alternating current to either one of the pair of electrodes, it controls the asymmetry of the piezoelectric vibrator and also controls the piezoelectric vibrator. Excite longitudinal vibration. This longitudinal vibration excites bending vibration, and by combining these two vibrations, elliptical motion is generated on the surface of the piezoelectric vibrator. This elliptical motion is transmitted to the motion extractor, and the motion extractor is driven in a fixed direction.

一対の電極のうち、いずれか一方に選択的に交番電流を
印加することにより、圧電振動子に発生する縦振動と屈
曲振動との結合の位相が変化し、運動抽出体の駆動方向
のコントロールが行われる。
By selectively applying an alternating current to either one of the pair of electrodes, the phase of the coupling between the longitudinal vibration and bending vibration generated in the piezoelectric vibrator changes, and the driving direction of the motion extractor can be controlled. It will be done.

即ち、板状の圧電振動子の励振位置を切り換えることに
よって、縦振動と屈曲振動との結合位相に180度の位
相差を生じさせ、圧電振動子表面に生じる楕円運動の回
転方向を正逆転するように切り換えることができる。
That is, by switching the excitation position of the plate-shaped piezoelectric vibrator, a 180 degree phase difference is created in the combined phase of longitudinal vibration and bending vibration, and the direction of rotation of the elliptical motion generated on the surface of the piezoelectric vibrator is reversed. You can switch as follows.

〔本発明の原理〕[Principle of the present invention]

単なる屈曲振動の場合、第9図に示すように、両端を開
放とすれば振動の節は板状の振動体10の中心に関し対
称に分布し、各点にはすぐ近くの節に向かう矢印方向の
駆動力が発生する。従って駆動力は中心に関し対称に分
布し、励振源の位置には無関係となる。
In the case of simple bending vibration, as shown in FIG. 9, if both ends are open, the nodes of vibration are distributed symmetrically with respect to the center of the plate-shaped vibrating body 10, and each point has a direction of the arrow pointing to the nearby node. The driving force is generated. The driving force is therefore distributed symmetrically about the center and is independent of the position of the excitation source.

一方、縦振動と屈曲振動とが結合した振動の場合、振動
体の両端を開放とすると屈曲振動は中心に関し対称と考
えられるから、縦振動が対称な場合と非対称の場合の二
通りが考えられる。
On the other hand, in the case of a combination of longitudinal vibration and bending vibration, if both ends of the vibrating body are open, the bending vibration is considered to be symmetrical with respect to the center, so two cases are possible: a case where the longitudinal vibration is symmetrical and a case where it is asymmetrical. .

第9図において、X方向(広がり方向)の変位をx、X
方向(面に直角方向)の変位をYとすると上記二つの場
合はそれぞれ次式のように表される。
In Figure 9, the displacement in the X direction (spreading direction) is x,
If the displacement in the direction (direction perpendicular to the surface) is Y, the above two cases are expressed as the following equations.

(1) X=a cos(klx) cos(Wt)、
  Y=b cos(k2x) 5in(Wt+d)(
2) X=a cos(klx) cos(Wt)、 
 Y=b cos(k2x) 5in(Wt+d)(k
l:縦波の波数 k2:屈曲波の波数 W:角周波数)
(1)式の縦波が対称な場合、板状振動体上Xの点と−
Xの点とは同方向回転の楕円振動を行うことがわかる。
(1) X=a cos(klx) cos(Wt),
Y=b cos(k2x) 5in(Wt+d)(
2) X=a cos(klx) cos(Wt),
Y=b cos(k2x) 5in(Wt+d)(k
l: Wave number of longitudinal wave k2: Wave number of bending wave W: Angular frequency)
If the longitudinal wave in equation (1) is symmetrical, the point X on the plate-like vibrating body and -
It can be seen that it performs elliptical vibration rotating in the same direction as the point X.

即ち、上記の単なる屈曲振動の場合と異なり、Xの点と
−Xの点とに同方向の駆動力を発生することが可能であ
る。
That is, unlike the case of simple bending vibration described above, it is possible to generate a driving force in the same direction at the point X and the point -X.

(2)式の縦振動が非対称な場合、平板上Xの点と一×
の点とは逆回りの楕円振動を行い、駆動力は逆向きとな
る。
If the longitudinal vibration in equation (2) is asymmetric, then the point X on the flat plate and the point
It performs elliptical vibration in the opposite direction to the point , and the driving force is in the opposite direction.

また(1)式、(2)式とも各点は楕円振動なので、板
状振動体100表と裏とは互いに逆向きの駆動力となり
、この点も単なる屈曲振動の場合と異なる所である。
In addition, since each point in equations (1) and (2) is an elliptical vibration, the driving forces on the front and back sides of the plate-shaped vibrating body 100 are opposite to each other, which is also different from the case of simple bending vibration.

以上の事柄から、単相電源により駆動される正逆転可能
な超音波モータ装置を次の様に構成することができる。
In view of the above, an ultrasonic motor device driven by a single-phase power source and capable of forward and reverse rotation can be configured as follows.

■ Xと−Xの点の駆動力が同方向の場合(第10図(
a)) 縦波が振動体10に1波長のっているとして、その励振
には例えば第10図(a)のように縦波の節の位置に励
振源A、 Bを配置する。
■ When the driving forces at points X and -X are in the same direction (Fig. 10 (
a)) Assuming that a longitudinal wave has one wavelength on the vibrating body 10, excitation sources A and B are placed at nodes of the longitudinal wave, for example, as shown in FIG. 10(a).

励振源Aによって第10図(a)の駆動力が得られたと
する。次に励振源Bによる励振の場合を考えると、これ
は励振源Aの励振の場合を中心線Oに関し180°回転
させた場合にほかならず、励振源Bの励振によって第1
0図(a)とは逆向きの駆動力が得られることがわかる
Assume that the driving force shown in FIG. 10(a) is obtained by the excitation source A. Next, considering the case of excitation by excitation source B, this is nothing but a case in which the excitation of excitation source A is rotated by 180 degrees with respect to the center line O, and the excitation of excitation source B causes the first
It can be seen that a driving force in the opposite direction to that in Figure 0 (a) can be obtained.

即ち振動体10の長さが縦波の波長の整数倍のとき、振
動体10の同一面上中心対称の位置に縦波の励振源を設
置すれば、それらを片方ずつ選択的に駆動することによ
り振動体に発生する縦振動と屈曲振動との結合位相をコ
ントロールして、駆動力の正逆転のコントロールができ
ることになる。
That is, when the length of the vibrating body 10 is an integral multiple of the wavelength of the longitudinal wave, if the longitudinal wave excitation sources are installed at centrally symmetrical positions on the same plane of the vibrating body 10, they can be selectively driven one by one. By controlling the combined phase of the longitudinal vibration and bending vibration generated in the vibrating body, it is possible to control the forward and reverse directions of the driving force.

■ Xと−Xの点の駆動力が逆方向のときく第10図ら
)) この場合は第10図(b)に示すような構成で正逆転の
コントロールが可能となる。即ち、縦波が振動体10に
1.5波長のっているとして、その励振には例えば第1
0図(b)のように中心線0より左側に発生する縦波の
節の位置に励振源Aを配置し、励振源Aと対向する面で
中心線Oより右側に発生する縦波の節の位置に励振源B
を配置する。励振源Aによって第10図(社)の駆動力
が得られたとする。次に励振源Bによる励振の場合を考
えると、これは励振源Aの励振の場合と縦波の位相は同
相だが、屈曲波成分の位相が180°異なるため、励振
源Bの励振によって第10図(b)とは逆向きの駆動力
が得られる。
(2) The driving forces at the points X and -X are in opposite directions (Fig. 10, etc.) In this case, forward and reverse control is possible with the configuration shown in Fig. 10 (b). That is, assuming that a longitudinal wave has a wavelength of 1.5 on the vibrating body 10, its excitation requires, for example, the first
As shown in Figure 0 (b), the excitation source A is placed at the node of the longitudinal wave that occurs to the left of the center line 0, and the node of the longitudinal wave that occurs to the right of the center line O on the surface facing the excitation source A is placed. Excitation source B is located at
Place. It is assumed that the driving force shown in FIG. 10 is obtained by the excitation source A. Next, considering the case of excitation by excitation source B, the phase of the longitudinal wave is the same as in the case of excitation by excitation source A, but the phase of the bending wave component is different by 180 degrees. A driving force in the opposite direction to that shown in FIG. 6(b) is obtained.

つまり、振動体10の長さが縦波の波長の(n+1.A
)倍(n:任意の正の整数)のときには、振動体100
対向する面に夫々縦波の励振源を設置すれば、それらを
片方ずつ選択的に駆動することにより、振動体に発生す
る縦振動と屈曲振動との結合位相をコントロールして、
駆動力の正逆転のコントロールができることになる。
In other words, the length of the vibrating body 10 is the wavelength of the longitudinal wave (n+1.A
) times (n: any positive integer), the vibrating body 100
By installing longitudinal wave excitation sources on each of the opposing surfaces, by selectively driving them one by one, the coupling phase of the longitudinal vibration and bending vibration generated in the vibrating body can be controlled.
This means that the forward and reverse directions of the driving force can be controlled.

ここにおいて、縦振動に結合させる面に直角な振動成分
をもった振動モードを屈曲振動とすると、縦波1波長に
屈曲波を結合させるためには板状の振動体の寸法を次式
のようにとれば良い。
Here, if we assume that the vibration mode with a vibration component perpendicular to the plane to be coupled to the longitudinal vibration is bending vibration, then in order to couple the bending wave to one wavelength of the longitudinal wave, the dimensions of the plate-shaped vibrating body should be calculated as follows: Just take it.

即ち、 t;板の厚さ l;板の長さ αは、 5in(α/2)cosh(α/2) +cos(cr
/2)sinh(cr/2) =0の根であり、小さい
方から対称屈曲振動の共振モードの次数に 対応している。
That is, t; plate thickness l; plate length α is 5 inches (α/2) cosh (α/2) + cos (cr
/2) sinh(cr/2) = root of 0, which corresponds to the order of the resonance mode of symmetrical bending vibration from the smallest order.

共振周波数f、は、 で与えられる。The resonant frequency f is is given by

本発明は上記■によるところのものであり、第1図に示
すように圧電振動子10の長手軸中点に関して対称な位
置に発生する縦波の節の位置の同一面に夫々、圧電セラ
ミック等によりなる励振源たる電極11a(第1の電極
)および電極12a(第2の電極)を接着すれば良い。
The present invention is based on the above item (1), and as shown in FIG. 1, piezoelectric ceramics, etc. The electrode 11a (first electrode) and the electrode 12a (second electrode), which are excitation sources, may be bonded together.

圧電振動子10の同一面に設けられた各電極11aおよ
び12aのいずれか一方を励振することにより、圧電振
動子10の非対称性を制御し、これにより、各電極11
aおよび12aによって発生する屈曲波は位相が180
°異なるようになる。
By exciting either one of the electrodes 11a and 12a provided on the same surface of the piezoelectric vibrator 10, the asymmetry of the piezoelectric vibrator 10 is controlled.
The bending waves generated by a and 12a have a phase of 180
° Become different.

つまり、電極11aを励振すると、この部分の非対称性
により、わずかに屈曲振動成分が生じてくる。−たび屈
曲振動成分が生ずれば、圧電振動子10は非対称なもの
と考えられ、縦振動と屈曲振動との結合が生ずる。
That is, when the electrode 11a is excited, a slight bending vibration component is generated due to the asymmetry of this part. - If a bending vibration component occurs each time, the piezoelectric vibrator 10 is considered to be asymmetrical, and a combination of longitudinal vibration and bending vibration occurs.

また、電極12aを励振した場合を考えると、縦波の位
相は同相だが、屈曲波成分の生ずる状況は電極11aを
励振した場合より位相が180°異なっている。従って
、縦振動と屈曲振動との結合は電極11aの励振時に対
し180°位相が異なるものとなり、楕円運動の方向は
逆転する。つまり、第1図の場合は縦波1波長としてい
るため、電極11a。
Further, considering the case where the electrode 12a is excited, the longitudinal waves have the same phase, but the situation in which the bending wave component occurs is 180° different in phase than when the electrode 11a is excited. Therefore, the combination of the longitudinal vibration and the bending vibration has a phase different by 180° from that when the electrode 11a is excited, and the direction of the elliptical motion is reversed. That is, in the case of FIG. 1, since the longitudinal wave has one wavelength, the electrode 11a.

12aによって同相の縦波(同一方向の変形に対し同相
の縦波)が発生するが、結合する屈曲波の位相が180
°異なるものである。
12a generates in-phase longitudinal waves (in-phase longitudinal waves for deformation in the same direction), but the phase of the coupled bending wave is 180
°They are different.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に基づいて本発明による超音波モータ装置を
詳細に説明する。
Hereinafter, the ultrasonic motor device according to the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図右よび第2図は、本発明による超音波モータ装置
の一実施例を示し、板状の圧電セラミックスよりなる圧
電振動子10の一方の面には、電極11a(以下第1の
電極)および電極12a(以下第2の電極)が添設され
ている。電極11aには、線路13aの一端が接続され
ており、また電極12aには線路13bの一端が接続さ
れている。
The right side of FIG. 1 and FIG. 2 show an embodiment of an ultrasonic motor device according to the present invention, in which an electrode 11a (hereinafter, a first electrode ) and an electrode 12a (hereinafter referred to as a second electrode) are attached. One end of a line 13a is connected to the electrode 11a, and one end of a line 13b is connected to the electrode 12a.

これら線路13a、13bの他端はスイッチ機構14の
端子14a、14Cに夫々に接続されている。路線13
Cは、その一端が圧電振動子10に接続されるとともに
、他端が単相電源15に接続されている。
The other ends of these lines 13a and 13b are connected to terminals 14a and 14C of the switch mechanism 14, respectively. Route 13
C has one end connected to the piezoelectric vibrator 10 and the other end connected to the single-phase power supply 15.

単相電源15は線路13dにより、スイッチ機構14の
スイッチ14Cに接続されている。
The single-phase power supply 15 is connected to a switch 14C of the switch mechanism 14 by a line 13d.

また、電極11a、12aが設けられている側の圧電振
動子10の表面に運動抽出体20が配設されている。
Further, a motion extractor 20 is disposed on the surface of the piezoelectric vibrator 10 on the side where the electrodes 11a and 12a are provided.

圧電振動子10は、各電極11aおよび12aに電圧を
付加することによって発生する縦波と、この縦波によっ
て生じる屈曲波の共振周波数が一致する長さ及び厚さを
有するように形成されている。
The piezoelectric vibrator 10 is formed to have a length and thickness such that the resonance frequency of a longitudinal wave generated by applying a voltage to each electrode 11a and 12a and a bending wave generated by this longitudinal wave match. .

第1の電極(lla)および第2の電極(12a ’)
は圧電振動子の長手軸中央部を挟んで配設されている。
First electrode (lla) and second electrode (12a')
are arranged across the center of the longitudinal axis of the piezoelectric vibrator.

単相電源15は、スイッチ14cの切り換えにより、第
1電極11aあるいは第2電極12aに特定の周波数の
交番電流を印加するものであって、これにより、圧電振
動子10に、所定波長の縦波と屈曲波を発生させるもの
である。
The single-phase power supply 15 applies an alternating current of a specific frequency to the first electrode 11a or the second electrode 12a by switching the switch 14c. This generates bending waves.

運動抽出体20は、圧電振動子10上で任意の手段によ
り位置決めされ、かつ振動体10に任意の手段により加
圧された、任意の方向に回転自在のローラ状体とされて
いる。
The motion extracting body 20 is a roller-shaped body that is positioned on the piezoelectric vibrator 10 by any means, pressurizes the vibrating body 10 by any means, and is rotatable in any direction.

以上の構成において、その作用を説明すると、第1図は
、1波長の縦波と、2波長の屈曲波とが発生される場合
を示しており、スイッチ14を切り換えて電極11aあ
るいは電極12aを励振することによってこれらの励振
により同相の縦波(同一方向の変形に対し、同相の縦波
)が発生することになるが、電極11a、12aのどち
らを励振するかによって、結合する屈曲波の位相が18
0°異なるものとなる。このため、電極113.12a
を選択的に励振することにより、圧電振動子10表面に
生起される楕円振動の運動方向が変化し、運動抽出体2
0へ取り出される運動の方向性を第1図及び第2図上実
線矢印及び破線矢印で示すように正逆転することが可能
となる。
To explain the operation of the above configuration, FIG. 1 shows a case where a longitudinal wave of one wavelength and a bending wave of two wavelengths are generated. These excitations will generate in-phase longitudinal waves (in-phase longitudinal waves for deformation in the same direction), but depending on which of the electrodes 11a and 12a is excited, the effect of the combined bending wave will be phase is 18
The difference will be 0°. For this reason, electrode 113.12a
By selectively exciting the piezoelectric vibrator 10, the direction of motion of the elliptical vibration generated on the surface of the piezoelectric vibrator 10 changes, and the motion extractor 2
The direction of the motion taken out to zero can be reversed forward or reverse as shown by solid line arrows and broken line arrows in FIGS. 1 and 2.

他の実施例として、一対の電極に限定されるものではな
く、複数の電極列であってもよい。例えば二対の電極を
示すものが第3図である。第1図の符号と重複する部分
は省略するが、第1電極(lla、 1lb)および第
2電極(12a、 12b)を振動板中央に対して対称
の位置に交互に配設したものである。
As another example, the present invention is not limited to a pair of electrodes, but may include a plurality of electrode rows. For example, FIG. 3 shows two pairs of electrodes. The parts that overlap with the numbers in Figure 1 are omitted, but the first electrode (lla, 1lb) and the second electrode (12a, 12b) are arranged alternately at symmetrical positions with respect to the center of the diaphragm. .

このように電極11a  (llb) あるいは12a
  (12b)のどちらかを選択的に励振することによ
り、圧電振動子10表面に生起される楕円振動の運動方
向が変化し、運動抽出体20へ取り出される運動の方向
を正逆転することができる。
In this way, the electrode 11a (llb) or 12a
By selectively exciting either one of (12b), the direction of motion of the elliptical vibration generated on the surface of the piezoelectric vibrator 10 changes, and the direction of the motion taken out to the motion extractor 20 can be reversed. .

従って、運動抽出体20上にカード状体、紙葉類等の搬
送物を接触させれば、スイッチ14Cの切り換えにより
、搬送物を任意の方向に移送できる。
Therefore, if an object to be transported, such as a card-like object or paper sheet, is brought into contact with the movement extractor 20, the object can be transported in any direction by switching the switch 14C.

第4図及び第5図は本発明の他の応用例を示すものであ
り、第4図は第1図の振動板10の裏面に紙葉類30を
間に介してローラー31を使用した場合を示している。
4 and 5 show other application examples of the present invention, and FIG. 4 shows a case where a roller 31 is used on the back side of the diaphragm 10 of FIG. 1 with a paper sheet 30 interposed therebetween. It shows.

さらに第5図は、前記第4図のローラーの代わりに凸状
の運動抽出体32を使用し、この運動抽出体32に接触
するように移動板33を配設したものを示す。
Furthermore, FIG. 5 shows a device in which a convex motion extractor 32 is used in place of the roller shown in FIG. 4, and a moving plate 33 is disposed so as to be in contact with this motion extractor 32.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it produces the effects described below.

振動子に加える電流が単相でよく振動子の駆動回路が簡
単な超音波モータ装置を提供することができる。
It is possible to provide an ultrasonic motor device in which the current applied to the vibrator is single-phase and the vibrator drive circuit is simple.

また一対の電極のうちいずれか一方に特定周波数の交番
電流を切り替えて印加することにより、運動抽出体の運
動方向を制御することができる。
Furthermore, by switching and applying an alternating current of a specific frequency to either one of the pair of electrodes, the direction of motion of the motion extracting body can be controlled.

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

第1図は本発明の一実施例を示す概略側面図、第2図は
第1図に示すものの斜視図、第3図は他の実施例を示す
概略側面図、第4図及び第5図は本発明の応用例を示す
概略側面図、第6図は屈曲波による駆動方向を示す説明
図、第7図−は縦振動と屈曲振動との結合振動による駆
動方向を示す説明図。 10・・・振動体 12a、12b ・・・振動子 15・・・単相電源 31・・・ローラー
FIG. 1 is a schematic side view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of what is shown in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic side view showing another embodiment, and FIGS. 4 and 5 6 is a schematic side view showing an application example of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the driving direction by bending waves, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the driving direction by combined vibration of longitudinal vibration and bending vibration. 10... Vibrating body 12a, 12b... Vibrator 15... Single phase power supply 31... Roller

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)厚さ方向に分極された板状の圧電振動子と、特定
周波数の交番電流の印加によって当該振動子に一定波長
の縦波および屈曲波を発生させる電極子と、 当該屈曲波の振動方向に垂直な前記振動子の少なくとも
一方の面に接触している運動抽出体とを有し、 前記振動子は前記縦波および前記屈曲波の各々の共振周
波数が一致する長さおよび厚さをもって形成され、 前記電極子は前記振動子の対向面の一方に配設された共
通電極と、前記面の他方に配設された少なくとも一対の
電極からなり、 当該一対の電極は前記振動子の長手軸中点に関して対称
な位置に発生する前記縦波の節に対応した位置に設けら
れた ことを特徴とする超音波モータ装置。
(1) A plate-shaped piezoelectric vibrator polarized in the thickness direction, an electrode element that generates a longitudinal wave and a bending wave of a certain wavelength in the vibrator by applying an alternating current of a specific frequency, and vibration of the bending wave. a motion extractor in contact with at least one surface of the vibrator perpendicular to the direction; The electrode element includes a common electrode disposed on one of the opposing surfaces of the vibrator, and at least a pair of electrodes disposed on the other surface of the vibrator, the pair of electrodes extending along the longitudinal axis of the vibrator. An ultrasonic motor device characterized in that the ultrasonic motor device is provided at a position corresponding to a node of the longitudinal wave generated at a symmetrical position with respect to an axial midpoint.
(2)前記一対の電極のうちのいずれか一方に前記特定
周波数の交番電流を切り替えて印加するスイッチング手
段を備えたことを特徴とする請求項1記載の超音波モー
タ装置。
(2) The ultrasonic motor device according to claim 1, further comprising switching means for switching and applying the alternating current of the specific frequency to either one of the pair of electrodes.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62225181A (en) * 1986-03-25 1987-10-03 Canon Inc Oscillatory wave motor
JPH02151283A (en) * 1988-11-30 1990-06-11 Rion Co Ltd Ultrasonic linear motor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62225181A (en) * 1986-03-25 1987-10-03 Canon Inc Oscillatory wave motor
JPH02151283A (en) * 1988-11-30 1990-06-11 Rion Co Ltd Ultrasonic linear motor

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