JPH0393482A - 振動波駆動装置 - Google Patents

振動波駆動装置

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JPH0393482A
JPH0393482A JP1230597A JP23059789A JPH0393482A JP H0393482 A JPH0393482 A JP H0393482A JP 1230597 A JP1230597 A JP 1230597A JP 23059789 A JP23059789 A JP 23059789A JP H0393482 A JPH0393482 A JP H0393482A
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篤史 木村
Hiroyuki Seki
裕之 関
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/08Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves

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  • 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。

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、特に弾性体に接合される圧電
素子等の電気一機械エネルギ変換素子の電極パターンの
配置に関するものである.[従来の技術] 進行性振動波を利用した振動波モータの原理を、第7図
および第8図の概略図により説明する. 1は直線部と円弧部を有する長円形の弾性体であり、金
属などの弾性物質でできており、例えばプリンタのシー
ト搬送手段として使用する場合には直線部を使ってシー
トをリニア送りをするものである.2は直線部と円弧部
を有する電気一機械エネルギ変換素子であり、以下圧電
素子で代表する.3は下記に説明する例えばCu, N
i,八gなどでできている電極膜であり、印刷、蒸着法
などで圧電素子2の両面に着けられており、この場合、
電極Ig[3は圧電素子の裏面(弾性体と接合されてい
ない面)では図示のように切れ目3゛を有する電極パタ
ーンを形成しており、表面(弾性体と接合されている方
の面)では切れ目のない全面電極を形成している.ざら
社圧電素子2の上記裏面の電極パターン3について、第
8図で説明する。図示の例は全周で6波の定在波を二組
合成して進行波を作ろうとするものであって、電極3a
t ,3a2は駆動用の第1電極群を、また電極3b1
,3b,は駆動用の′s2電極群を構威し、第1電極群
3a..3a2および第2電極群3bl,31)2は各
々尾波長の長さを有し、かつ局波長のピッチで配列され
ており、そして第1電極群と第2電極群との間には馬波
長の奇数倍だけずれがあるように配列されている, 3
Gはアース用電極、35a,3Sbはそれぞれ第1電極
群、第2電極群の駆動による振動状態を検知するための
センサ電極である.なお、円弧部では放射状に電極の切
れ目を設けている。駆動用電極3al .3a2,3b
1 ,3bzに夫々対応する区画において圧電素子2は
厚み方向に分極されており、この場合、第1電極群3a
.と3a.どの区画では互いに逆向きに、また同様に第
2電極群3bl と3b,との区画では互いに逆向きに
分極されている。すなわち、第1電極群に同じ極性の電
圧を印加したとき、圧電素子2は電極3a,と3a.の
区画では伸縮が互いに逆になるように分極処理が施され
ており、また3@2電極群3b,と3b2の区画につい
ても同様である. そして、これらの電極群に互いに時間的に90゜ずれた
周波電圧を印加することにより、二組の定在波の合成と
して進行波を弾性体1に生ぜしめ、これに押圧された移
動体(不図示)を摩擦駆動するものである。なお、上記
の移動体を固定すれば、弾性体1が動くことになる.[
発明が解決しようとしている課題] ところで、このような長円形状の弾性体の振動モードは
、第9図及び第10図のようになる.これは、有限要素
法による固有値解析によって求めた2つの定在波モード
の変位の等高線図であり、第9図は第1群圧電素子によ
って駆動し、第10図は第2群圧電素子によって駆動ず
る振動モードを示す.変位は圧電素子2の面に垂直な方
向の成分で、第9図及び第10図は圧電素子面の等高線
を示している.変位量は、最大変位を「1」として正規
化している,これらの図と第8図の電極パターンを比較
してみると、振動の節部(太線部)と電極パターンの切
れ目がずれており、節となるべき部分にも変位を発生さ
せる力が働くため、効率が低下するという問題点があっ
た. 本発明は、上記した従来の問題点をM決し、効率の低下
を防ぐことのできる振動波モータを提供することにある
. [X!題を解決するための手段] 本発明の目的を達成するための要旨とするところは、弾
性体に接合されている電気一機械エネルギ変換素子の複
数の駆動用素子群に時間的位相の異なる交流電界を印加
することにより発生する複数の定在波の合成で、該弾性
体に進行性振動波を形成し、該弾性体と、該弾性体に圧
接する部材とを相対移動させる振動波モータにおいて、
該電気一機械エネルギ変換素子は、弾性体に生ずる定在
波の節部に電極の切れ目を有するパターンに形成されて
いることを特徴とする振動波モータにある。
[作   用] 上記した構成の振動波モータは、電極の切れ目が弾性体
に形成される定在波の節部と一致するので、効率の低下
を防ぐことができることとなる. [実 施・ 例] 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
. 第1の実施例 第1図は本発明の第1の実施例であり、長円形状の弾性
体に接合される圧電素子の電極パターンを示している。
本実施例では、第1電極群3a,,3a.の切れ目を第
9図に示す振動モードの節部(太線部)に設け、第2電
極群3b.,3b,の切れ目を、第10図に示す振動モ
ードの節部(太線部)は設けている。また、一方のセン
サ電極3S.は第10図に示す振動モードの節部(太線
部)に設け、他方のセンサ電極3S,は第9図に示す振
動モードの節部(太線部)に設けた。
したがって、本実施例では、第1電極群の各電極及び第
2電極群の各電極と振動モード(定在波)とにずれがな
く、節となるべき部分に変位を発生させる力が働かない
ので、モータの効率低下が防がれることになる. 第2の実施例 第2図は第2の実施例を示すものである.長円形状に形
成した振動波モータの用途として、例えばプリンタの紙
送りのための駆動部として用いる場合があり、この場合
は弾性体の一方の長線部を被搬送体となる紙等のシート
に圧接し、シートを搬送するようにしている。その際、
振動状態を検出するためのセンサ電極は、弾性体の直線
部の振動状態を検出するのが好ましいということから、
本実施例は、センサ電極3S.,3Sbを直線部に配置
したものである.第1電極群3a, .3a2及び第2
電極群3bl ,3b2は上記した第1の実施例と同様
の方法で配置している。
第3の実施例 第3図は本発明の第3の実施例を示す弾性体の外観斜視
図、第6図はその電極パターンを示す図である。
本実施の弾性体l゜は、円弧部の断面形状を図示の如く
変えることにより、直線部の振動のねじれ戒分をなくし
たもので、2つの振動モードを第4図及び第5図C示す
. そして、第4図及び第5図に示す振動モードに従って、
圧電素子の電極パターンを第6図に示すように形威して
いる. [発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、弾性体に発生す
る定在波の節部に、圧電素子等の電気一機械エネルギ変
換素子の電極パターンの切れ目を設けることによって、
効率よく進行性振動波を発生させることが可能となる.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す電極パターン図、
第2図は本発明の第2の実施例を示す電極パターン図、
第3図は本発明の第3の実施例を示す弾性体の斜視図、
第4図および第5図はその有限要素法による固有値解析
によって求めた2つの定在波モードの変位の等高線図、
第6図はその電極パターン図、第7図は従来の振動体を
示す斜視図、348図はその電極パターン図、第9図お
よび第10図は、その有限要素法による固有値解析によ
って求めた2つの定在波モードの変位の等高線図である
. 1・・・弾性体、    2・・・圧電素子、3・・・
電極膜、 3a, .3a2・・・駆動用の第l電極群、3b,,
3b,・・・駆動用の第2電極群、3G・・・アース用
電極、 3S.3Sb・・・センサ電極。 第3図 第4図 第5図 第6図 3(22 冨7図 2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 弾性体に接合されている電気−機械エネルギ変換素
    子の複数の駆動用素子群に時間的位相の異なる交流電界
    を印加することにより発生する複数の定在波の合成で、
    該弾性体に進行性振動波を形成し、該弾性体と、該弾性
    体に圧接する部材とを相対移動させる振動波 モータにおいて、 該電気−機械エネルギ変換素子は、弾性体 に生ずる定在波の節部に電極の切れ目を有するパターン
    に形成されていることを特徴とする振動波モータ。 2 弾性体が直線部と円弧部とを有する環形状に形成さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の振動波モー
    タ。
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