JPH0374179A - 振動波モータ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動波モータの改良に関する。

〔従来の技術〕

振動波モータは、圧電セラミック板等の電気機械変換素
子に周波数電圧を印加したときに生ずる弾性体の回転楕
円振動を移動体を介して回転運動又は−次元運動として
得るもので、低速回転時にも高いトルクが得られる利点
があるうえ、電磁型モータに比べて巻線を必要としない
ことから構造が簡単で小型化し易い。

この種の振動波モータは、第１Ｏ図の動作原理で示すよ
うに、振動体としての金属製弾性体１に圧電セラくソク
板３を貼付け、この圧電セラミック板３には交互に異な
る極性で厚み方向分極処理された２つの分極グループ３
ａ、３ｂが空間的にλ／４ずれて形成されており１弾性
体１を一方の駆動電極とし、対向面には各分極部分に駆
動電極（いずれも図示せず）を形成して構成されている
。

そして１弾性体１側を共通電極とし、交流電源５から一
方の分極グループ３ａには周波数電圧Ｖ（Ｖ＝ＶＯｓ　
ｉ　ｎωＬ〕を、他方の分極グループ３ｂには移相器７
を介してλ／４位相のずれた周波数電圧Ｖ’　　（Ｖ’
　　＝ＶＯｓ　ｊｎ　（ωｔ±π／２）〕を印加するこ
とにより、弾性体１の表面には進行波が生しる。

すなわち、圧電セラミック板３ａだけが単独で周波数電
圧（Ｖ＝ＶＯｓ　ｉ　ｎωｔ〕により振動した場合は、
第１０図（ａ）のような定在波による振動が起り、圧電
セラミック板３ｂだけが単独で周波数電圧（Ｖ’　　＝
ＶＯｓ　ｔ　ｎ　（ωｔ−ｇ／２））により振動した場
合は、同図（ｂ）に示すような定在波による振動が起き
るヶ 位相のずれた２つの周波数電圧を同時に各々の圧電セラ
ミック板３の各分極グループ３ａ、３ｂに印加すると振
動波は進行性となる。ｔ−２ｎπ／ωでは第１０図（ｃ
）に、１＝π／２ω＋２ｎπ／ωでは同図（ｄ）に、１
＝π／ω＋２ｎπ／ωでは同図（ｆ）に、ｔ＝３π／２
ω＋２ｎ＊／ωでは同図（ｆ）のようになり、振動波は
ｇ方向に進行する。

このような進行性の振動波は縦波と横波を伴っており、
第１１図に示すように振動体１上面の質点Ａについて着
目すると、これは縦振幅Ｕと横振幅Ｗで反時計方向の回
転楕円運動をし、この弾性体１に移動体８を圧接させる
と、移動体８が弾性体ｌの頂点（質点Ａ）に接触すると
ともに、頂点における質点Ａ、Ａ’、、、の楕円運動の
縦振幅Ｕの成分によって駆動され、移動体８が矢符Ｘ方
向に移動するや 第１１図中の移相器７によって位相のずれ符号を変えれ
ば振動波は環Ｘ方向に進行し、移動体８は逆向きに移動
する。

従来、この種の振動波モータを駆動するには。

上述したように圧電セラミック板３に互いに位相の異な
る周波数電圧を印加する必要があるが、絶縁被覆された
リードワイヤーを用いて給電すると。

振動波モータ本体内部から外部へリードワイヤーを導出
するスペースが必要であるうえリードワイヤーの整理保
持も必要で、しかもそのリードワイヤーが振動波モータ
ケース等で狭まれて短絡され易い。

そのため、導電パターンを形成した薄い可撓性プリント
基板を用いて圧電セラミック板３に給電することが行わ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このように可撓性プリント基板によって
周波数電圧を振動波モータに供給する構成では、その供
給する周波数電圧が例えば４０ＫＨｚと言った周波数信
号であるうえ、狭い領域に僅かの間隔で平行に形成され
た導電パターンによって周波数電圧が供給されるから、
可撓性プリント基板部分で導電パターン間の周波数信号
が漏洩して互いの周波数電圧に容易に影響し、特に、可
撓性プリント基板を湾曲させたり変位すると弾性体ｌか
ら可聴音がノイズとして発音されることがあり、振動波
モータの品質を保つ観点から改善する必要がある。

本発明はこのような従来の欠点を解決するためになされ
たもので、振動波上〜りにおける弾性体等からのノイズ
の発生を抑えることの容易な振動波モータの提供を目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明は、導電性弾性
体に対して相対的に移動する移動体をその弾性体に当接
させ、圧電セラミック板に形成した駆動電極を介して互
いに異なる位・相の第１および第２の周波数信号の印加
によって振動して前記弾性体に進行性振動波を発生させ
て移動体を移動させる圧電振動体を、その移動体との当
接面と反対側にてその弾性体に貼付け、複数の導電パタ
ーンを有する偏平な可撓性配線基板にて駆動回路からそ
の駆動電極に少なくとも第１および第２の周波数信号を
印加する振動波モータであり、その導電バクーンをシー
ルドするシールド部材をその可撓性配線基板に形成して
構成されている。

そＬ７て１本発明はその可撓性配線基板の両端部を上記
圧電振動体および駆動回路に重ね合わせ。

上記シールド部材を少なくとも上記圧電振動体および駆
動回路との重ね合わせ部の間に形成したり。

上記可撓性配線基板の互いに隣合う導電パターン間にシ
ールドパターンとして形成して構成可能である。

さらに２本発明は上記可撓性配線基板の途中部分に上記
シールド部材の接続電極を形成してもよい。

〔作　用〕

このような手段を備えた本発明では、駆動回路から第１
および第２の周波数信号が可撓性配線基板の導電パター
ンを介して圧電振動体に印加されるが、その導電パター
ンがシールド部材によってシールドされるから、導電パ
ターン部分においてそれら第１および第２の周波数信号
が互いに影響し合うことが少なくなる。

さらに、シールド部材の外部への接続電極を上記可撓性
配線基板の途中部分に形成する構成では。

短い距離でシールド部材が接地されてシールド部材のシ
ールド効果が向上する。

〔実　施　例〕

以Ｆ本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第４図は本発明に係る振動波モータの一実施例を示す半
断面図である。

図において、金属製の基台９の中央部には貫通孔が形成
され、その貫通孔にはラジアル型ベアリング１１が固定
されており、ベアリング１１を囲むように環状の凹部１
３が形成されている（第７図参考）。

基台９には金属製の円盤状弾性体１５が載置され２図示
しないねじによって基台９に固定されている。弾性体１
５の振動に支障のないように固定されていることは言う
までもない。

この弾性体１５はその片端面側（第４図中上側）に一体
内に突出する凸部１７を有し、第７図に示すように、こ
の凸部１７には放射状方向の切込み１９が形成されて凸
部１７が周方向に多数に分割されている。

弾性体１５の他方の端面（第４図中下側）には。

凸部１７と重合う位置に圧電振動板２１が貼付けられて
いる。

この圧電振動板２１は、第５図および第６図に示すよう
に、第１の分極グループＡとこれにλ／４ずれた第２の
分極グループＢを有するリング板状の圧電セラミソク板
２３と、この一方の面に形成された全面駆動電極（隠れ
て見えない）と、その対向面に形成された駆動電極２５
．２７を有して形成され、前面駆動電極を弾性体１５に
当接するようにして弾性体１５に貼付けられている。

第１の分極グループＡおよび第２の電極グループＢは交
互に方向を異ならせて厚み方向に分極されており、各分
極領域はλ／２となっている。

第５図中符号十は例えば紙面の表面から裏面方向へ、符
号−はその反対方向の分極を示しており。

駆動電極２５．２７の間には共通電極２９とセンサー電
極３１が形成されている。

圧電セラミック板２３の駆動電極２５，２７゜共通電極
２９およびセンサー電極３１には、可撓性プリント基板
３３が接続されて外部に導出されている。

この可撓性プリント基板３３は、第１図および第２図に
示すように、細長い導出片３５の一端に長方形の重合わ
せ片３７を他端に円弧状の重合わせ片３９を一体的に形
成した絶縁性の基板シート４１と、それら重合わせ片３
７に形成された接続電極４３ａ〜４３ｄ並びに重合わせ
片３９に形成された接続電極４５１〜４５Ｃと、これら
接続電極４３ａ〜４３ｄ、４５ａ〜４５ｃを結ぶように
導出片３５に形成された平行線状の導電パターン４７ａ
〜４７ｄから形成されている。第２図中４１ａは絶縁層
である。

重合わせ片３９が圧電振動板２１の駆動電極２５．’２
７．共通電極２９およびセンサー電極３１に重ねるよう
にしてそれらの電極に接続電極４５ａ〜４５ｃが接続さ
れている。

なお、導電パターン４７ｄは２例えばベアリング１１に
当接するように延びるものであるが、その先端の接続電
極はセンサー電極３１への接続電極とともにその図示を
省略した。

可撓性プリント基板３３の片面には、第３図に示すよう
に、基板シート４１と同形状の基板シート４９の片面全
体にシールド電極板５１を形威した可撓性シールド基板
５３が止着されている。

なお、可撓性シールド基板５３は、第４図における可撓
性プリント基板３３の下側に位置するように止着されて
いる。

第４図および第７図において、基台９にはカップ状の金
属製のケース５５が被せられており、ケース５５の中央
部が凸状に突出して、突部内側に配置された軸受５７と
、この軸受５７とケース５５にて外輪を支持したスラス
ト型のベアリング５９が固定されている。

基台９に固定されたベアリング１１とケース５５１１１
Ｊに固定されたベアリング５９にはシャフト６１が同転
自在に軸支されており、ヘアリング１１側から一端が突
出している。

ベアリング１１．５９の間にあってシャフト６１には移
動体としての円盤状回転体６３が固定され、シャフト６
１に取付けられたフランジ６５によって皿ばね６７が回
転体６３の周縁部を弾性体１５の凸部１７に圧接してい
る。

このように構成された本発明の振動波モータは。

上述した第１０図に示したように、互いに９０”位相の
異なる例えば４０　Ｋ　Ｈｚの２種類の交流周波数電圧
（Ｖ−Ｖｇ　ｓ　ｉ　ｎωｔ）と（ｖ’　　＝ｖＯｓｉ
ｎ（ωｔ±π／２））を駆動電極２５．２７に加え゛ζ
全面電極との間に印加することにより。

弾性体１５の凸部１７部分には円周方向に進行する進行
性振動波が生しる。

そのため、凸部１７に圧接された回転体６３が周方向に
回転されるから１回転力がシャフト６１へ伝えられる。

しかも、駆動信号を供給する可撓性プリント基板３３に
あっては、可撓性シールド基板５３によって導電パター
ン４７ａ〜４７ｄがシールドされ。

導電パターン４７２〜４７ｄ相互間の不要な信号の跳び
込みが抑えられて各駆動信号に影響し難くなり１弾性体
１５等から不要なノイズ音の発生を抑えろことができる
。

ところで、上述した実施例においては、可撓性プリント
基板３３の片面全体に可撓性シールド基板５３を重ね合
わせてシールド効果を達成する構成であったが１本発明
はこれに限定されない。

例えば第８図に示すように、第１図と同様な可撓性プリ
ント基板３３の導電パターン４７ａ〜４７ｄ側において
、それら導電パターン４７２〜４７ｄの間にて導電性の
シールドパターン６９を可撓性プリント基板３３自体に
形成すれば薄型化が確保される。

さらに、第９図に示すように可撓性プリント基板３３の
両面側に可撓性シールド基板５３を重ねて形成すれば、
−層シールド効果の向上が期待可能である。

要は、可撓性プリント基板３３にシールド部材を形成す
れば本発明の目的達成が可能であるが。

少なくとも重合わせ片３７と３９間の導出片３５部分に
形成すればよい。

また、第３図に示した可撓性シールド基板５３のシール
ド電極板５１は、振動波モータを用いる電子機器の適当
な接地箇所に接続する必要があるが、同図に示すように
、シールド電極板５１についての接続電極７１を導出片
３５部分に形威することにより、短い距離でシールド電
極板５１を接地することが可能である。

さらに２本発明では、可撓性プリント基板３３の重合わ
せ片３９の形状を任意に形成可能であり。

例えば圧電振動板２１の形状に合わせて環状に形威し、
圧電振動板２１に重合わせる構成も可能である。

なお、上述した振動波モータの構成は一例であり、従来
公知の振動波モータにおいて実施可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、駆動回路から第１および
第２の周波数信号を圧電振動体に供給する可撓性配線基
板の導電パターンがシールド部材によってシールドされ
るから、それら第１および第２の周波数信号が導電パタ
ーン部分で互いに影響し合うことが少なくなり、可撓性
配線基板を曲げる等しても弾性体等からのノイズの発生
が抑えられ１品質が向上する。

さらに、シールド部材の接続電極を上記可撓性配線基板
の途中部分に形成する構成では、短い距離でシールド部
材が接地されてシールド部材のシールド効果が向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る振動波モータの要部
を示す平面図および断面図、第３図は第２図に示すシー
ルド部材の平面図、第４図は本発明の振動波モータの半
断面図、第５図および第６図は第４図の圧電振動体を説
明する図、第７図は第４図の振動波モータについての分
解斜視図、第８図および第９図は本発明の他の実施例を
示す要部平面図および断面図、第１０図および第１１図
は振動波モータの動作を説明する図である。 １．１５・・・・・・・・・弾性体 ３．２３・・・・・・・・・圧電セラミソク板５・・・
・・・・・・・・・・・・・・・交流電源７・・・・・
・・・・・・・・・・・・・移相器８・・・・・・・・
・・・・・・・・・・移動体９・・・・・・・・・・・
・・・・・・・基台１１．５９・・・・・・・・・ベア
リング２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・圧電
振動体（圧電振動板）２５．２７・・・・・・・・・駆
動電極３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・可撓
性配線基板（可撓性プリント基板） ３５・・・・・・・・・・・・・・・・・・導出片３７
．３９・・・・・・・・・重合わせ片４１．４９・・・
・・・・・・基板シート４３　ａ〜４３　ｄ、　　４５
　ａ　〜４５　ｄ・・−接続電極４７ａ〜４７ｄ・・・
導電パターン ５１・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールド電
極板５３・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
ド部材（可撓性シールド基板） ５５・・・・・・・・・・・・・・・・・・ケース６１
・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト６３・
・・・・・・・・・・・・・・・・・移動体（＠転体）
６９・・・・・・・・・・・・・・・シールドパターン
７１・・・・・・・・・・・・・・・・・・接続電極第
７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性弾性体と、 この導電性弾性体に当接されこれと相対的に移動する移
   動体と、 この移動体との当接面と反対側にて前記導電性弾性体に
   貼付けられてなり、圧電セラミック板に形成した駆動電
   極を介して互いに異なる位相の第１および第２の周波数
   信号の印加によって振動して前記導電性弾性体に進行性
   振動波を発生させて前記移動体を移動させる圧電振動体
   と、 この圧電振動体の前記駆動電極に駆動回路から少なくと
   も前記第１および第２の周波数信号を印加する複数の導
   電パターンを有する偏平な可撓性配線基板と、 この可撓性配線基板に形成され前記導電パターンをシー
   ルドするシールド部材と、 を具備してなることを特徴とする振動波モータ。
2. （２）前記可撓性配線基板は前記圧電振動体および駆動
   回路に重ね合わさられ、前記シールド部材が少なくとも
   前記圧電振動体および駆動回路との重ね合わせ部の間に
   形成されてなる請求項１記載の振動波モータ。
3. （３）前記シールド部材が前記可撓性配線基板の互いに
   隣合う導電パターン間に形成されたシールドパターンで
   ある請求項１もしくは２記載の振動波モータ。
4. （４）前記シールド部材が前記可撓性配線基板の途中部
   分で接続電極を有する請求項２もしくは３記載の振動波
   モータ。