JPH04210786A - 振動子および振動装置 - 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】

［０００１］

【産業上の利用分野】本発明は振動発生用素子と、該素
子からの振動を受けて振動する振動体に発生させた振動
によって、該振動体に圧接した部材、例えばロータと前
記振動体とを相対的に移動させる振動型モータ用の超音
波振動子、特に鉛筆状のモータ（以下ペンシル型モータ
と称す）の振動子に関するものである。 ［０００２］

【従来技術】圧電素子等の振動発生用素子を２枚重ね合
わせ、これら振動発生用素子の上下に振動を受ける導電
性の金属ブロックを設け、導電性のボルト等の締付具に
より上下ブロックを締付け、これにより２枚の振動発生
用素子をブロック間に挾持して構成した振動子が、最近
提案された。 ［０００３］かかる振動子には、振動子の振動状態を検
出する、例えば圧電素子からなるセンサーが前述の振動
発生用素子と上または下金属ブロックとの間に設けられ
ているが、そのセンサーとしては２枚のセンサーを必要
としていた。 ［０００４］ここでかかる従来の振動子について図３を
用いて簡単に説明する。 ［０００５］導電性の金属ブロック１．３の間には厚み
方向に分極された圧電素子７〜１３からなる振動発生用
素子が設けられ、Ａ相を構成する圧電素子７．９には、
アース電極１９．２３及びＡ相用電極２１を介して交流
電圧が印加され、一方Ｂ相を構成する圧電素子１１，１
３には、アース電極２３．２７及びＢ相用電極２５を介
して、前述の交流電圧に比べて電気的に９０°位相差の
ある交流電圧が印加されている。 ［０００６］そしてアース電極２７と下金属ブロック３
の間には、例えば圧電素子１５．１７からなる２枚の振
動状態検出用センサーが設けられ、２枚のセンサー１５
．１７に挟まれた電極２９とアース電極２７との間から
上下金属ブロックの回転（楕円）振動状態に相応した電
気信号が取り出し得る構成となっている。この従来の超
音波振動子の場合、振動検出用センサーは、図３に示さ
れる様に少なくとも２枚必要となる。 ［０００７］なぜならば、例えば下側のセンサー１７が
存在しないと仮定すると、電極２９はボルト５を介して
アース電位の金属ブロック１に電気的に接続されたアー
ス電位の下金属ブロック３に接することになる、アース
電極２７と同電位となり、センサー１５に生じた電気信
号は出力端２７Ａ、２９Ａから取り出せなくなる。 ［０００８］また逆にセンサー１５が存在しないと仮定
すると、電極２７．２９は短絡状態となり、センサー１
７の出力信号は出力端２７Ａ、２９Ａから取り出せない
。一方このセンサー１５を取り除いた状態において、前
述の短絡状態とならない様に電極２９を下側の金属ブロ
ック３に接触させ、電極２７．２９でセンサー１７を挾
持した場合には、センサー１７が存在しない場合と同様
の理由により、画電極２７．２９は同電位となる為にセ
ンサー１７の出力信号は取り出せない。 ［０００９１以上の様に、従来の振動子の場合には、少
なくとも２枚のセンサーを必要とし、振動子が高価とな
る欠点があった。 ［００１０１

【発明が解決しようとする課題］本発明の目的は安価な
振動子を提供せんとするものである。 ［００１１］本発明の他の目的は振動子の振動状態を一
枚のセンサーで検出できる振動子を提供せんとするもの
である。 ［００１２］本発明の更に他の目的は、金属ブロックに
設けられた電気−機械エネルギー変換素子に電気信号を
印加することによって前記ブロックの異なる複数の平面
内に振動を励起させ、かつ夫々の振動に時間的に所定の
位相差をだせることにより、前記ブロックの表面に回転
運動を生じさせ、その一端が前記ブロックと作用的に係
合した加圧部材からの付勢力により移動体を前記ブロッ
クに圧接係合し、前記回転運動により前記移動体を摩擦
駆動する形式の超音波振動型モータであって、安価な振
動型モータを提供せんとするものである。 ［００１３］ 【課題を解決するための手段】振動発生用の電気−機械
エネルギー変換素子を導電性のブロックで挾持した構造
の超音波振動子であって、該振動子の振動状態を検出す
る、機械−電気エネルギー変換素子が、前述のブロック
間に挿入される、超音波振動子において、両ブロックの
電位は種々の手段によって異なる電位とされる。このた
めに、例えば１個の検出素子により振動状態の検出が可
能となる。 ［００１４］

【実施例】図１は本発明を適用した振動型モータの一実
施例の分解斜視図で、図３と同一機能を有する部材には
図３の符号と同一符号を付し、対応関係を分かり易くし
た。 ［００１５］また図２は図１に示すモータの断面図を示
している。 ［００１６１図１．２に示す実施例と図３に示す例との
差異は、ＰＺＴ等で構成される、機械−電気エネルギー
変換素子としての圧電素子１７（図３参照）を省き、そ
の代わりに下金属ブロック１と下金属ブロック３とを電
気的に絶縁する為の絶縁体としての絶縁ワッシャ３１を
設けた点である。 ［００１７］図１．２において、１は中間部がくびれ、
また中心には導電性のボルト５のネジ部５Ａと螺合する
ネジ穴ＩＡを有する導電性の上金属ブロックで、上面に
はロータ３３の摺動部３３Ａと圧接係合する摺動部ＩＢ
が設けられる。 ［００１８］３は径の異なる２つの穴３Ａ、３Ｂを有す
る、導電性の下金属ブロックである。この穴３Ａ、３Ｂ
の径はブロック３とボルト５とが接触しないように、ボ
ルト５の基部５Ｂ、中間部５Ｃの夫々の径より大きい径
となっている。 ［００１９］５は前述の５Ａ、５Ｂ、５Ｃを有すると共
に、その端部にはナツト４１と螺合するネジ部５Ｄを有
する図１に示す様な形状のボルト、 ［００２０１７〜１３は、例えばＰＺＴで構成される、
電気−機械エネルギー変換素子としての中空円形状の圧
電素子で、圧電素子７．９はＡ相を構成し、また圧電素
子１１．１３はＢ相を構成する。尚、該実施例では、Ａ
相、Ｂ相夫々の相が２枚の圧電素子で構成されるが、各
相の圧電素子は１枚だけであっても良い。 ［００２１１前述の各圧電素子は１７〜１３の中空部の
径はボルト５の中間部５Ｃの外径により大きく、また中
心線を挟んで図示の様な極性であって、かつまた厚み方
向に分極されている。 ［００２２］１５は超音波振動子を構成する金属ブロッ
ク１．３の振動状態を検出するために機械−電気エネル
ギー変換素子としての圧電素子で形成されたセンサーで
、センサー１５の中空部の径もセンサー１５がボルト５
に接触しないようにボルト５の中間部５Ｃの外径より大
きい。 ［００２３］１９．２１，２３は圧電素子７．９に電源
４３より１、例えば２０　［ＫＨｚｌ程度の交流電圧を
供給する電極、２３．２５．２７は電源４３から出力さ
れる交流電圧とは位相差があり、かつ例えば２０［ＫＨ
２］程度の交流電圧を電源４５より圧電素子１１．１３
に供給する電極である。なお、アース電極２３は、ボル
ト５の中間部５Ｃを介してアース電極２７に電気的に接
続されている。 ［００２４］２７．２９は振動体としての金属ブロック
１．３の振動に応じたセンサー１５からの電気信号を出
力端子２７Ａ、２９Ａに出力する電極である。 ［００２５］出力端子２７Ａ、２９Ａはセンサー１５か
らの出力信号を不図示の振動子制御回路に伝達するもの
である。 ［００２６］３１は導電性ボルト５の上面５Ｅと下金属
ブロック３の下面との間に設けられ、下金属ブロック３
と上金属ブロック１とがボルト５を介して短絡状態、即
ち同電位となることを防止する絶縁部材としての絶縁ワ
ッシャで、図２に示す様にボルト５の中間部５Ｃの外径
より大きな径を有する孔を有している。 ［００２７］３３は振動子としての金属ブロック１．３
が供給される交流電圧に応答して振動した時に回転する
中空ロータ、３７は出力部材３５を介してロータ３５に
接した軸受、３５Ａは出力部材３５の端部に設けられた
振動型モータの出力取出ギヤで、不図示の撮影レンズ駆
動用ヘリコイドネジに係合している。４７．４９はモー
タ固定部材４３と中間部材３９との間に設けられ、中間
部材３９、軸受３７、出力部材３５を介してロータ３３
を振動子としての上金属ブロック１に圧接させるバネで
ある。 ［００２８］つぎに上記構成にかかる振動型モータの動
作について説明する。 ［００２９］電極１９〜２７を介して電源４３．４５か
ら交流電圧がＡ相、Ｂ相用圧電素子７〜１３に供給され
ると、圧電素子７〜１３に生じた振動によって振動子１
．３の２つの平面内に振動が励起され、またこれら振動
が、夫々の交流電圧間に位相差があることによって時間
的に所定の位相差を有している為に振動子１．３の表面
には回転運動が生じる。その為に振動子を構成する金属
ブロック１に圧接係合したロータ３３は回転運動をする
。 ［００３０１この結果、出力ギヤ３５Ａより回転出力が
取り出され、カメラのヘリコイドネジは移動して、撮影
レンズは移動するものである。 ［００３１１次にセンサー１５の出力信号について説明
する。 ［００３２］アース電極１９に接触した金属ブロック１
はアース電位となるが、下金属ブロック３は絶縁ワッシ
ャ３１により電極１９と同電位であるアース電位になら
ないので、下金属ブロック３に接触した電極２９もアー
ス電位ではない。 ［００３３］従って、センサー１５より出力されて、振
動子１．３の振動状態に応じた電気信号が電極２７．２
９を介して出力端子２７Ａ、２９Ａより出力されるもの
である。 ［００３４］以上の様に本実施例によれば、絶縁ワッシ
ャ３１により上、下金属ブロックの電位を異ならしたの
で、１個のセンサー１５だけを用いても振動型モータの
振動子の振動状態を検出できるものである。 ［００３５］つぎに本発明を適用した振動型モータの他
の実施例について説明する。 ［００３６］図４は本発明の第２実施例にかかる振動型
モータの分解斜視図で、第１実施例の場合は絶縁ワッシ
ャ３１を用いて両金属ブロック１．３が同電位となるこ
とを防止したが、該第２実施例はこのワッシャ３１を用
いない例である。即ち、第１実施例ではボルト５は導電
性の金属のボルトであったが、図４に示す実施例は、絶
縁性材料、例えばジルコニアによって作られたボルト５
０を用いた例である。なお他の機素は第１実施例のもの
と、同一であるので、同符号を付してその説明を省略す
る。 ［００３７］また図５、図６は、ボルト５としては、第
１実施例同様導電性のボルトを用いるが、ボルト５のネ
ジ部５Ａの表面に絶縁塗料を貼布してボルト５と土金属
ブロック１とを電気的に絶縁し、またロータ３３、出力
部材３５、軸受３７、ボルト５等を介して、上、下金属
ブロック１．３が電気的に短絡することを防止する為に
第１実施例に示した固定部材４３（図２参照）を絶縁性
のセラミック等で構成した例である。 ［００３８］なお図５．６に示した実施例における他の
機素は第１実施例のものと同一であるので同一符号を付
してその説明を省く。 ［００３９１以上の様に本発明は超音波振動子を構成す
る振動発生用金属ブロックを異なる電位としたので、振
動検出用センサーを１枚節約することができ、その結果
、超音波振動子、及び超音波振動子を駆動源とする振動
型モータを安価に提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した振動型モータの部分分解斜視
図である。

【図２】図１に示したモータ断面図である。

【図３】従来の振動型モータの分解斜視図である。

【図４】本発明を適用した振動型モータの第２実施例の
部分分解斜視図である。

【図５】本発明の第３実施例にかかる振動型モータの部
分分解斜視図である。

【図６】図５に示したモータの断面図である。

【符号の説明】

５ＡＩ　　絶縁塗料 ３１　絶縁ワッシャ ４３ＡＡ　　絶縁性固定部材 ５０　絶縁性ボルト

【図３】

【図５】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を介して供給される電気信号に応答し
   て振動を発生する電気−機械エネルギー変換素子と、該
   変換素子を挾持し、前記振動に応じた振動を発生する導
   電性ブロックと、該ブロックに圧接され、前記ブロック
   の振動状態に応じた検出信号を発生する、機械−電気エ
   ネルギー変換素子と、前記ブロック間を異なる電位とす
   るための部材とを設けたことを特徴とする振動子。