JPH0491678A - Supersonic motor - Google Patents

Supersonic motor

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JPH0491678A
JPH0491678A JP2206243A JP20624390A JPH0491678A JP H0491678 A JPH0491678 A JP H0491678A JP 2206243 A JP2206243 A JP 2206243A JP 20624390 A JP20624390 A JP 20624390A JP H0491678 A JPH0491678 A JP H0491678A
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JP
Japan
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piezoelectric element
power supply
ultrasonic motor
energy conversion
electro
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JP2206243A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Atsuta
暁生 熱田
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Canon Inc
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Publication date
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the accurate positioning of piezoelectric elements by providing the piezoelectric elements, which abut on a power supply member, with positioning means, which regulate the positions inside the planes perpendicular to the axial direction of an elastic body. CONSTITUTION:For piezoelectric element plates 30 and 40, which are stacked with a power supply member (electrode plate) 50 between, electrodes a and b are made on both sides of the diameter part on each surface side, and small diameters of through holes 31 and 41 in pairs are formed, for example, axisymmetrically in the insulating parts d at the diameter parts, which are recessed by the amounts of thicknesses of the electrodes a and b. Moreover, each through hole of the piezoelectric element plates 30 and 40 engages with the projections 51 and 52 of the electrode plate 50, and the piezoelectric element plates 30 and 40 on both sides of the electrode plate 50 are laminated, being positioned to have the positional phases of 90 deg. around the axis. Hereby, the piezoelectric element plates 30 and 40 can be positioned in the specified positions.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、棒状弾性体に設けられた電気−機械エネルギ
ー変換素子に電気エネルギーを供給することにより、棒
状振動子を振動させ、振動子の質点に円又は楕円運動さ
せることで振動子に押圧した移動体を摩擦駆動させる超
音波モータに関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention vibrates a rod-shaped vibrator by supplying electrical energy to an electro-mechanical energy conversion element provided on a rod-shaped elastic body. This invention relates to an ultrasonic motor that frictionally drives a moving body pressed against a vibrator by causing a mass point to move in a circular or elliptical manner.

[従来の技術] 従来、この種の超音波モータは例えば第8図に示すよう
なものが提案されている。
[Prior Art] Conventionally, as this type of ultrasonic motor, one shown in FIG. 8, for example, has been proposed.

1は先端部の小径軸部1aと後端部の大径軸部1bとの
間に径が先端部に向は漸減するホーン形状のホーン部I
Cを形成した金属丸棒からなる振動体、2は振動体1の
大径軸部1bと同径の外径に形成された軸心にボルト通
し孔を有する金属丸棒からなる押え体、3及び4は大径
軸部1bと同径の外径に形成された円環形状の圧電素子
板、5は圧電素子板3.4の電極板で、振動体1と押え
体2との間に、電極板5を挟むようにして圧電素子板3
.4を配し、ボルト6により押え体2を振動体1に固定
することにより、圧電素子板3.4を振動体1と押え体
2との間に固定して、振動子Aを構成している。ボルト
6はその頭部が円環状の絶縁体7を介して押え体2に接
し、且つ軸部が圧電素子板3.4及び電極板5と非接触
状態に保持されている。
1 is a horn-shaped horn portion I whose diameter gradually decreases toward the tip between a small-diameter shaft portion 1a at the tip and a large-diameter shaft portion 1b at the rear end.
2 is a vibrating body made of a metal round bar formed with C; 2 is a presser body made of a metal round bar having an outer diameter the same as the large diameter shaft portion 1b of the vibrating body 1; and 3 has a bolt through hole at its axis; and 4 is an annular piezoelectric element plate formed to have the same outer diameter as the large diameter shaft portion 1b; 5 is an electrode plate of the piezoelectric element plate 3.4 between the vibrating body 1 and the presser body 2; , piezoelectric element plate 3 with electrode plate 5 sandwiched therebetween.
.. 4, and by fixing the presser body 2 to the vibrating body 1 with bolts 6, the piezoelectric element plate 3.4 is fixed between the vibrating body 1 and the presser body 2, and the vibrator A is configured. There is. The head of the bolt 6 is in contact with the presser body 2 via the annular insulator 7, and the shaft portion is held in a non-contact state with the piezoelectric element plate 3.4 and the electrode plate 5.

圧電素子板3.4は、片面側に分極方向が互いに異なり
、且つ厚み方向に分極された2つの電極(+電81a、
−電極b)が中心軸線位置に形成された絶縁部dの両側
に対称に形成されると共に、他面側に中電極a、−電極
すの共通電極Cが形成されていて、振動子Aの軸線に対
して互いに位置的位相が90°の角度ずれて配置されて
いる。なお、圧電素子板3の分極電極(+電極a、−電
極b)は導電体である振動体1の後端面に接し、また圧
電素子板4は導電体である押え体2の前端面に接してい
る。
The piezoelectric element plate 3.4 has two electrodes (+ electrode 81a,
The -electrode b) is formed symmetrically on both sides of the insulating part d formed at the central axis position, and the middle electrode a and the common electrode C of the -electrode are formed on the other side. They are arranged with their positional phases shifted by an angle of 90° from each other with respect to the axis. Note that the polarized electrodes (+electrode a, -electrode b) of the piezoelectric element plate 3 are in contact with the rear end surface of the vibrating body 1, which is an electrical conductor, and the piezoelectric element plate 4 is in contact with the front end surface of the presser body 2, which is an electrical conductor. ing.

そして、1tti板5と振動子1との間に交流電圧vI
を、また電極板5と押え体2との間に交流電圧v2を印
加することにより、圧電素子板3の厚み方向における伸
縮変位による振動と、圧電素子板4の厚み方向における
伸縮変位による振動との合成により振動子Aを振動させ
る。
Then, an AC voltage vI is applied between the 1tti plate 5 and the vibrator 1.
In addition, by applying an AC voltage v2 between the electrode plate 5 and the presser body 2, vibrations due to expansion and contraction displacement in the thickness direction of the piezoelectric element plate 3 and vibrations due to expansion and contraction displacement in the thickness direction of the piezoelectric element plate 4 are reduced. The oscillator A is made to vibrate by the combination of .

交流電圧V、と交流電圧■2とは、第9図に示すように
、振幅及び周波数が共に同じで、時間的、空間的位相が
90°のずれを有している。
As shown in FIG. 9, the AC voltage V and the AC voltage 2 have the same amplitude and frequency, and have a temporal and spatial phase shift of 90°.

したがって、振動子Aは、軸心を中心とし、縄飛びの縄
のような円運動(以下純米び振動と称す)を行なうこと
になる。なお、この円運動が生じる原理については、公
知であるので説明は省略する。
Therefore, the vibrator A performs circular motion like a skipping rope (hereinafter referred to as pure vibration) about the axis. Note that the principle behind this circular motion is well known and will not be described here.

第10図に示す様にロータ8は、振動子Aの軸心lと同
軸に嵌合し、ロータ8の内径部の後端部(以下摩擦接触
部と称す)sbを摺動部Bに対応する位置まで延出し、
摩擦接触部8bをホーン部ICの摺動部Bに当接させて
いる。該ホーン部は軸方向の加圧力を受ける事で、摺動
部Bにおいて適切な摩擦力を得るため設けられている。
As shown in FIG. 10, the rotor 8 is fitted coaxially with the axis l of the vibrator A, and the rear end part (hereinafter referred to as the frictional contact part) sb of the inner diameter part of the rotor 8 corresponds to the sliding part B. Extend it to the position where you want it to be.
The friction contact portion 8b is brought into contact with the sliding portion B of the horn portion IC. The horn portion is provided to obtain an appropriate frictional force in the sliding portion B by receiving pressure in the axial direction.

そして、この摺動部Bは振動体1において、縄飛び振動
の腹になっている。
In the vibrating body 1, this sliding portion B becomes the antinode of the rope-jumping vibration.

ロータ8の内径部8aの内径は、低摩擦係数の・部材8
dを介して、振動体1において縄跳び振動の節の位置に
接する構造になっており、摺動部B以外で生じる振動に
対して接触して音を発生するのを防ぐため、ロータ8に
は逃げ8cが設けられている。
The inner diameter of the inner diameter portion 8a of the rotor 8 is a member 8 having a low coefficient of friction.
The rotor 8 has a structure in which it contacts the node of the rope vibration in the vibrating body 1 through the d, and in order to prevent vibrations generated in areas other than the sliding part B from coming into contact and generating sound, the rotor 8 is A relief 8c is provided.

ロータ8の摩擦接触部8bは、摺動部Bの外周形状と合
致する内径が漸増する形状に拡開し、振動体1の縄跳び
運動時に摺動部Bと面接触する。
The friction contact portion 8b of the rotor 8 expands into a shape in which the inner diameter gradually increases to match the outer peripheral shape of the sliding portion B, and comes into surface contact with the sliding portion B when the vibrating body 1 performs rope-jumping motion.

ロータ8は、例えば不図示のスラストベアリングを介し
て不図示のバネ等により第10図中矢印方向に押されて
、前述の適切な漸増形状を有する摺動部により摩擦接触
部8bと摺動部Bとの接触部に所定の摩擦力を発生させ
、また該スラストベアリングにより軸方向の回転が許容
されている。
The rotor 8 is pushed in the direction of the arrow in FIG. 10 by, for example, a spring (not shown) through a thrust bearing (not shown), and the friction contact part 8b and the sliding part A predetermined frictional force is generated at the contact portion with B, and rotation in the axial direction is permitted by the thrust bearing.

以上の構造よりロータの摩擦接触部8bに振動体1の振
動が回転力となって、伝わりロータを回転させる。
With the above structure, the vibration of the vibrating body 1 becomes a rotational force and is transmitted to the friction contact portion 8b of the rotor, causing the rotor to rotate.

[発明が解決しようしている課題] しかしながら上記従来例では、理想的には圧電素子板3
.4の位置的位相が90’ にならなければならないが
、正確に901に位置決めする手段がなく、90°から
ずれて配置されてしまい、圧電素子3、圧電素子4で駆
動した場合、振動子がきれいな円運動をせず、効率を落
としてしまうという欠点があった。
[Problem to be solved by the invention] However, in the above conventional example, ideally the piezoelectric element plate 3
.. The positional phase of 4 must be 90', but there is no means to accurately position it at 901, so it is placed at a deviation from 90°, and when driven by piezoelectric elements 3 and 4, the vibrator The drawback was that it did not move in a clean circular motion, reducing efficiency.

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、積層
される圧電素子板等の電気−機械エネルギー変換素子の
位置決めを正確に行なえる超音波モータを提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that can solve these conventional problems and accurately position electro-mechanical energy conversion elements such as stacked piezoelectric element plates.

[課題を解決するための手段] 本発明の目的を実現するための構成は、棒状の弾性体に
厚み方向に伸縮する複数の電気−機械エネルギー変換素
子をその間に給電部材を介装して積層状態に挟持固定し
た振動子における該複数の電気−機械エネルギー変換素
子に交流電界を印加することにより、該振動子に同形の
屈曲モートの振動を異なる複数の平面内に励起させ、且
つ時間的に適当な位相差を持たせることにより、該弾性
体の表面粒子に円又は楕円運動を行なわしめ、該弾性体
と、該弾性体に押圧した部材とを摩擦駆動により相対運
動させる超音波モータにおいて、該給電部材は、−該給
電部材に当接する電気−機械エネルギー変換素子に対し
、該弾性体の軸方向と直交する平面内における位置を規
制する位置決め手段を有することを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving the Problems] A configuration for achieving the object of the present invention is to stack a plurality of electro-mechanical energy conversion elements that expand and contract in the thickness direction on a rod-shaped elastic body with a power supply member interposed therebetween. By applying an alternating current electric field to the plurality of electro-mechanical energy conversion elements in the vibrator which is clamped and fixed in the state, the vibrations of the same-shaped bending motes are excited in the plurality of different planes in the vibrator, and In an ultrasonic motor that causes particles on the surface of the elastic body to perform circular or elliptical motion by providing an appropriate phase difference, and causes relative movement between the elastic body and a member pressed against the elastic body by frictional drive, The power supply member is characterized in that it has a positioning means for regulating the position of the electro-mechanical energy conversion element that comes into contact with the power supply member within a plane perpendicular to the axial direction of the elastic body.

[作   用] 上記の如く構成した超音波モータは、積層される圧電素
子板等の電気−機械エネルギー変換素子間の相対的位相
を電極板等の給電部材により位置決めすることができ、
例えば同形状の圧電素子板を90°の角度ずらす場合、
電極板の両面に位置決め手段を有すると、これらの位置
決め手段間の位置を90°の角度ずらすようにすればよ
い。
[Function] The ultrasonic motor configured as described above can position the relative phase between the electro-mechanical energy conversion elements such as stacked piezoelectric element plates using a power supply member such as an electrode plate,
For example, when piezoelectric element plates of the same shape are shifted by 90 degrees,
When positioning means are provided on both sides of the electrode plate, the positions of these positioning means may be shifted by an angle of 90°.

[実  施  例コ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
[Embodiments] The present invention will be described in detail below based on embodiments shown in the drawings.

実施例1 第1図は本発明による超音波モータの実施例1を示す分
解斜視図で、同図(a)及び(b)は夫々逆の方向から
振動子を見た図である。
Embodiment 1 FIG. 1 is an exploded perspective view showing Embodiment 1 of an ultrasonic motor according to the present invention, and FIGS. 1A and 1B are views of a vibrator viewed from opposite directions.

なお、本実施例における振動子は第8図に示す従来例と
基本的構成が同じで、同一の部材には同じ符合を付して
その説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
The vibrator in this embodiment has the same basic structure as the conventional example shown in FIG. 8, and the same members are given the same reference numerals and their explanation will be omitted, and only the different parts will be explained.

本実施例は、電極板5oを挟んで積層される圧電素子板
30と40とは、表面側における直径部の両側に電8i
a、bが形成されていて、該電極の厚み分だけ窪んだ直
径部位置の絶縁部dに例えば軸対称に小径の貫通孔31
.41を夫々一対形成されている。
In this embodiment, the piezoelectric element plates 30 and 40, which are stacked with the electrode plate 5o in between, have electrodes 8i on both sides of the diameter portion on the front side.
a, b are formed, and a small-diameter through hole 31 is formed axially symmetrically in the insulating part d at the diameter part recessed by the thickness of the electrode.
.. 41 are formed in pairs.

方、電極板50の表面には、圧電素子板30の一対の貫
通孔31.31に嵌合する凸部51が形成され、また電
極板5oの裏面には圧電素子板40の一対の貫通孔41
に嵌合する凸部52が形成されている。
On the other hand, a convex portion 51 that fits into the pair of through holes 31, 31 of the piezoelectric element plate 30 is formed on the surface of the electrode plate 50, and a pair of through holes of the piezoelectric element plate 40 is formed on the back surface of the electrode plate 5o. 41
A convex portion 52 is formed to fit into the convex portion 52 .

電極板50の表裏両面に夫々形成される一対の凸部51
と52は、軸心を中心として90”の角度ずれを有して
形成されている。
A pair of convex portions 51 formed on both the front and back surfaces of the electrode plate 50, respectively.
and 52 are formed with an angular offset of 90'' about the axis.

すなわち、’[&板50の表裏両面に圧電素子板30.
40をあてがうことにより、圧電素子板30.40の各
貫通孔31.41が電極板50の凸部51.52に嵌合
し、電極板50を挟む両側の圧電素子板30と40とは
軸心を中心として90”の位置的位相を有して位置合わ
せされて積層されることになる。
That is, the piezoelectric element plate 30.
40, each through hole 31.41 of the piezoelectric element plate 30.40 fits into the convex part 51.52 of the electrode plate 50, and the piezoelectric element plates 30 and 40 on both sides sandwiching the electrode plate 50 are aligned with each other. They are aligned and stacked with a positional phase of 90'' centering on the center.

したがって、圧電素子板30.40で駆動したとき効率
の良い駆動力が得られ、モータ効率が向上する。
Therefore, when driven by the piezoelectric element plates 30 and 40, efficient driving force can be obtained, and motor efficiency is improved.

実施例2 第2図は本発明の実施例2を示す。Example 2 FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.

本実施例は、実施例1の圧電素子板30゜40の一枚分
の圧電素子板を、その直径部分で2等分したのと同等の
半円形状に形成された圧電素子板60を単体とし、これ
を2個組み合わせて一枚分の圧電素子板とするもので、
圧電素子板60の突き合わせされる端面には、上記した
実施例1の圧電素子の貫通孔31.4iに相当する半円
形状の溝部61が形成されている。
In this embodiment, a single piezoelectric element plate 60 is formed into a semicircular shape, which is equivalent to dividing the piezoelectric element plate 30°40 of Example 1 into two at its diameter. and two of these are combined to form one piezoelectric element plate,
A semicircular groove 61 corresponding to the through hole 31.4i of the piezoelectric element of the first embodiment described above is formed in the end face of the piezoelectric element plate 60 that is abutted against each other.

また、圧電素子板60は、表面側を(+)電極にして分
@i処理しており、このため2つの圧電素子板60を突
き合わせて一枚分の圧電素子とする場合、一方を裏返し
にして組み合わせれば、実施例1の圧電素子板と30.
40と同等な圧電素子板が得られることになる。
In addition, the piezoelectric element plate 60 is processed with the front side as a (+) electrode, so when two piezoelectric element plates 60 are butted together to form one piezoelectric element, one must be turned over. If combined, the piezoelectric element plate of Example 1 and 30.
A piezoelectric element plate equivalent to 40 is obtained.

このように半円形状の圧電素子板を用いると、分極処理
時にプラス(+)  マイナス(−)両方向でなく、一
方向に分極処理するたけで良いという利点かある。
When a semicircular piezoelectric element plate is used in this manner, there is an advantage that the polarization process only needs to be performed in one direction, rather than in both the plus (+) and minus (-) directions.

実施例3 第3図は本発明による超音波モータの実施例3を示す分
解斜視図で、同図(a)及び(b)は夫々逆の方向から
振動子を見た図である。
Embodiment 3 FIG. 3 is an exploded perspective view showing Embodiment 3 of the ultrasonic motor according to the present invention, and FIGS. 3(a) and 3(b) are views of the vibrator seen from opposite directions.

本実施例は、2枚の圧電素子板30.30’を一群とし
て駆動用の第1の圧電素子部とすると共に、2枚の圧電
素子板40.40’ を−群として駆動用の第2の圧電
素子部としたもので、上記した実施例1と比較してアド
ミッタンスが上り低電圧駆動が可能となる。なお、アド
ミッタンスの上がる理由については省略する。
In this embodiment, two piezoelectric element plates 30 and 30' are grouped together as a first piezoelectric element section for driving, and two piezoelectric element plates 40 and 40' are grouped as a second piezoelectric element section for driving. The piezoelectric element portion has a higher admittance than that of the first embodiment described above and can be driven at a low voltage. Note that the reason for the increase in admittance will be omitted.

第1の圧電素子部及び!2の圧電素子部は、夫々圧電素
子板の絶縁部dを合致させるように配置され、第1の圧
電素子部を構成する各圧電素子板30.30’の裏面側
に夫々配置される電極板50°には、その前面に圧電素
子板30の貫通孔31に嵌合する凸部51′が形成され
ている。
The first piezoelectric element part and! The second piezoelectric element portions are arranged so that the insulating portions d of the piezoelectric element plates coincide with each other, and electrode plates are respectively arranged on the back side of each piezoelectric element plate 30 and 30' constituting the first piezoelectric element portion. At 50 degrees, a convex portion 51' that fits into the through hole 31 of the piezoelectric element plate 30 is formed on the front surface thereof.

なお、電極板50゛ は、その端子部53が凸部51’
 と90°の位置的位相ずれを有して形成されている。
Note that the terminal portion 53 of the electrode plate 50′ is connected to the convex portion 51′.
They are formed with a positional phase shift of 90°.

また、第2の圧電素子部を構成する各圧電素子板40に
ついても、第1の圧電素子部と同様にその裏面側に夫々
配置された電極板50”の前面に形成された凸部51”
に貫通孔41が嵌合するようになっており、電極板50
”は端子部53”が凸部51”と位置的位相が0の位置
に形成されている。
Also, regarding each piezoelectric element plate 40 constituting the second piezoelectric element part, convex portions 51'' are formed on the front surface of the electrode plates 50'' respectively disposed on the back side thereof, similarly to the first piezoelectric element part.
The through hole 41 is fitted into the electrode plate 50.
``terminal portion 53'' is formed at a position where the positional phase with respect to the convex portion 51'' is 0.

そして、第1の圧電素子部と第2の圧電素子部とは、!
極板50°の端子部53°と電極板5o”の端子部53
パとの位置的位相を0°に合わせるための不図示の治具
により、位置的位相がO゛となるように配置される。こ
のとき、圧電素子30.30’ と40.40°は位置
的に90°ずれる。又、電極板を1種類にして、電極板
の端子部を90°ずらすことによっても圧電素子30゜
30′ と40.40°の位置的位相を90@にするこ
とができる。
And, the first piezoelectric element part and the second piezoelectric element part are!
Terminal part 53° of electrode plate 50° and terminal part 53 of electrode plate 5o''
A jig (not shown) is used to adjust the positional phase to 0° so that the positional phase becomes O'. At this time, the piezoelectric elements 30.30' and 40.40° are shifted by 90° in position. Also, by using one type of electrode plate and shifting the terminal portions of the electrode plates by 90°, the positional phase between the piezoelectric elements 30°30' and 40.40° can be set to 90@.

なお、本実施例は、第1.2の圧電素子部を夫々2枚の
圧電素子板で構成しているが、それ以上であっても良く
、これに応じて電極板の枚数が増えるたけであって、第
1の圧電素子部の電極板と第2の圧電素子部の1t8i
板の位置決めを行なうだけで、圧電素子部間の位置的位
相差を所定の位相に合わせることかでか、逆に言えば電
極板の位置決めにより、圧電素子部間の位置的位相差を
任意に決めることができる。
In this embodiment, each of the first and second piezoelectric element sections is composed of two piezoelectric element plates, but it may be more than that, and the number of electrode plates increases accordingly. 1t8i of the electrode plate of the first piezoelectric element part and the second piezoelectric element part
You can adjust the positional phase difference between the piezoelectric elements to a predetermined phase by simply positioning the plate, or conversely, you can arbitrarily adjust the positional phase difference between the piezoelectric elements by positioning the electrode plate. You can decide.

実施例4 第4図は実施例4の分解斜視図を示し、同図(a)は従
来例で示した圧電素子板3.4に対しても、その間に配
置される電極板70により双方の位置的位相差を90°
の角度づらして位置法めできるようにしたものであり、
この電極板70によっても同図(b)に示す如く、第2
図に示す実施例2の半割した半円形状の圧電素子板60
にも対応することができるようにしたものである。
Embodiment 4 FIG. 4 shows an exploded perspective view of Embodiment 4, and FIG. 90° positional phase difference
It is possible to adjust the position by changing the angle of the
With this electrode plate 70, as shown in FIG.
Half-divided semicircular piezoelectric element plate 60 of Example 2 shown in the figure
It has also been designed to be compatible with

すなわち、電極板70は中心において直交する一方の直
径部上の後側の圧電素子板4の絶縁部dに嵌合するため
の凹溝71を凹設すると共に、他方の直径部上に前側の
圧電素子板3の絶縁部dに嵌合する凸条72を形成した
もので、第4図(a)に示すように、圧電素子板3と4
とをその分割電極側を対向するようにして電極板70を
挟むことにより、圧電素子板・3と4とを90°の位置
的位相をずらして配置することができる。
That is, the electrode plate 70 has a concave groove 71 on one orthogonal diameter section at the center for fitting into the insulating section d of the rear piezoelectric element plate 4, and a front groove on the other diameter section. A protruding strip 72 is formed to fit into the insulating part d of the piezoelectric element plate 3, and as shown in FIG. 4(a), the piezoelectric element plates 3 and 4 are
By sandwiching the electrode plate 70 between the piezoelectric element plates 3 and 4 so that their divided electrode sides face each other, piezoelectric element plates 3 and 4 can be arranged with a 90° positional phase shift.

また、半円形状の圧電素子板6oに対しては、同図(b
)に示すように、電極板7oの凹溝71及び凸条72に
夫々圧電素子板7oの直径部の端面を合わせるだけで良
い。
In addition, for the semicircular piezoelectric element plate 6o,
), it is only necessary to align the end faces of the diameter portions of the piezoelectric element plate 7o with the grooves 71 and the protrusions 72 of the electrode plate 7o, respectively.

実施例5 第5図は実施例5を示し、圧電素子板と電極板との分解
斜視図を示す。
Example 5 FIG. 5 shows Example 5, and shows an exploded perspective view of a piezoelectric element plate and an electrode plate.

本実施例は、電極板80の両側に配置される圧電素子板
90.90°の中心孔91の内周面に対向して切欠台部
92を形成し、また電極板80の中心孔81の内周縁部
に夫々対向して軸方向前後に延びる係合爪82.83を
90°の間隔を隔てて形成していて、軸方向前方に延び
る一対の係合爪82に前方の圧電素子板90の切欠き部
92を係合させ、軸方向後方に延びる一対の係合爪83
に後方の圧電素子90゛の切欠幹部92を係合させるこ
とにより、積層される2つの圧電素子板90の位置決め
を行なえるようにしている。
In this embodiment, a notch base portion 92 is formed opposite to the inner peripheral surface of the center hole 91 of the piezoelectric element plate 90.90° arranged on both sides of the electrode plate 80, and Engagement claws 82 and 83 are formed at an interval of 90° to face each other on the inner peripheral edge and extend back and forth in the axial direction. A pair of engaging pawls 83 that engage the notch portions 92 of and extend rearward in the axial direction.
By engaging the cut-out trunk 92 of the rear piezoelectric element 90' with the rear piezoelectric element 90', the two piezoelectric element plates 90 to be stacked can be positioned.

実施例6 第6図は実施例6を示し、圧電素子板と電極板との分解
斜視図を示す。
Example 6 FIG. 6 shows Example 6, and shows an exploded perspective view of a piezoelectric element plate and an electrode plate.

上記した実施例5では、圧電素子板に位置決め用の切欠
き部を設けているが、本実施例では、逆に圧電素子板1
00,101に位置決め用の突起102を対向して夫々
形成し、一方電極板110には、その前後に配置される
圧電素子板100101の位置決め用突起102に夫々
係合する対向する一対の爪状凹部111.112とが夫
々形成されている。
In the fifth embodiment described above, the piezoelectric element plate is provided with a notch for positioning, but in this embodiment, on the contrary, the piezoelectric element plate
00, 101 are formed with positioning projections 102 facing each other, and the electrode plate 110 has a pair of opposing claw-like claws that respectively engage with the positioning projections 102 of the piezoelectric element plate 100101 arranged before and after the electrode plate 110. Recesses 111 and 112 are formed, respectively.

そして、前方の圧電素子板100の位置決め用突起10
2を電極板110の爪状凹部111に係合し、また後方
の圧電素子板101の位置決め用突起102を′t8i
′@lloノ爪状凹部112に係合することにより、積
層される圧電素子板100.101の位置決めが行なわ
れ、例えば電極板110の爪状凹部111と112とを
90”の位置的位相を有して設けることにより、圧電素
子板100と101とを90°の位置的位相差を有して
配置することができることになる。
Then, the positioning protrusion 10 of the front piezoelectric element plate 100
2 into the claw-like recess 111 of the electrode plate 110, and also the positioning protrusion 102 of the rear piezoelectric element plate 101 by 't8i'.
By engaging the claw-shaped recesses 112, the stacked piezoelectric element plates 100 and 101 are positioned, for example, by aligning the claw-shaped recesses 111 and 112 of the electrode plate 110 with a positional phase of 90''. By providing this, piezoelectric element plates 100 and 101 can be arranged with a 90° positional phase difference.

第7図は本発明にょるモータを使用して光学レンズの鏡
筒などを駆動する場合のシステム構成図である。16は
バネポスト部、17は回転絶縁部材、18はコイルバネ
であり、バネポスト部16とコイルバネ18によってロ
ータ8が加圧される。ロータ8の回転はベアリング等の
回転絶縁部材17により絶縁され、バネポスト16は回
らない。
FIG. 7 is a system configuration diagram when a motor according to the present invention is used to drive an optical lens barrel. 16 is a spring post portion, 17 is a rotating insulating member, and 18 is a coil spring, and the rotor 8 is pressurized by the spring post portion 16 and the coil spring 18. Rotation of the rotor 8 is insulated by a rotation insulating member 17 such as a bearing, and the spring post 16 does not rotate.

19はロータ8と同軸的に接合された歯車で、回転出力
を歯車20に伝達し、歯車2oと噛み合う歯車をもった
鏡筒21を回転させる。
A gear 19 is coaxially connected to the rotor 8, and transmits rotational output to the gear 20, thereby rotating a lens barrel 21 having a gear that meshes with the gear 2o.

ロータ8および鏡筒21の回転位置、回転速度を検出す
るために、光学式エンコーダスリット板22が歯車20
と同軸に配置され、フォトカブラ23で位置、速度を検
出する。
In order to detect the rotational position and rotational speed of the rotor 8 and the lens barrel 21, an optical encoder slit plate 22 is connected to the gear 20.
The photocoupler 23 detects the position and speed.

[発明の効果コ 以上説明してきたように、本発明によれば、電極板等の
給電部材に対して圧電素子板等の電気−機械エネルギー
変換素子を所定の位置に位置決めすることができ、例え
ば電極板の両面に設けられる位置決め手段の位相を所定
の角度にしておけば、その両面に当接する圧電素子板間
の位置的位相差を所定の角度とすることが可能となり、
各圧電素子板から効率の良い駆動力が得られ、モータ効
率を向上させることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, an electric-mechanical energy converting element such as a piezoelectric element plate can be positioned at a predetermined position with respect to a power supply member such as an electrode plate, for example. By setting the phase of the positioning means provided on both sides of the electrode plate at a predetermined angle, it becomes possible to set the positional phase difference between the piezoelectric element plates that are in contact with both sides to a predetermined angle.
Efficient driving force can be obtained from each piezoelectric element plate, and motor efficiency can be improved.

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

第1図は本発明による超音波モータの実施例1を示す斜
視図で、同図(a)及び(b)は夫々振動子を逆の方向
から見た図である。 第2図は実施例2の圧電素子を示す斜視図である。 第3図は実施例3を示し、同図(a)及び(b)は夫々
振動子を逆の方向から見た図である。 第4図は実施例4を示し、同図(a)は従来の圧電素子
板に対して適用した例を示す斜視図、同図(b)は実施
例2の圧電素子板に対して適用した例を示す斜視図であ
る。 第5図は実施例5を示す分解斜視図、第6図は実施例6
を示す分解斜視図である。 第7図は本発明による超音波モータを駆動源として用い
た光学レンズの鏡筒駆動機構を示す図である。 第8図は従来の超音波モータの分解斜視図、第9図はそ
の駆動波形図、第10図はその断面図を示している。 16・・・バネボスト  17・・・回転絶縁部材18
・・・コイルバネ  19・・・歯車20・・・歯車 
    21・・・鏡筒22・・・光学式エンコーダス
リット板23・・・フォトカップラー 30、40・・・圧電素子板 50・・・電極板31、
41・・・貫通孔   51.52・・・凸部60・・
・圧電素子板  61・・・溝部53・・・端子部  
  70・・・電極板71・・・凹溝     72・
・・凸条80・・・電極板    82.83・・・係
合爪90・・・圧電素子板  91・・・中心孔92・
・・切欠き部   100.101・・・圧電素子板1
10・・・電極板    111.112・・・爪状凹
部他4名 l112図 bl (CI) 第4図 (b) らn 第10図
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention, and FIGS. 1A and 1B are views of a vibrator viewed from opposite directions. FIG. 2 is a perspective view showing a piezoelectric element of Example 2. FIG. 3 shows Example 3, and FIGS. 3(a) and 3(b) are views of the vibrator viewed from opposite directions. Figure 4 shows Example 4, where (a) is a perspective view showing an example applied to a conventional piezoelectric element plate, and Figure (b) is a perspective view showing an example applied to the piezoelectric element plate of Example 2. It is a perspective view showing an example. Fig. 5 is an exploded perspective view showing Embodiment 5, and Fig. 6 is Embodiment 6.
FIG. FIG. 7 is a diagram showing an optical lens barrel drive mechanism using an ultrasonic motor as a drive source according to the present invention. FIG. 8 is an exploded perspective view of a conventional ultrasonic motor, FIG. 9 is a driving waveform diagram thereof, and FIG. 10 is a sectional view thereof. 16... Spring post 17... Rotating insulating member 18
...Coil spring 19...Gear 20...Gear
21... Lens barrel 22... Optical encoder slit plate 23... Photo coupler 30, 40... Piezoelectric element plate 50... Electrode plate 31,
41...Through hole 51.52...Protrusion 60...
・Piezoelectric element plate 61...Groove portion 53...Terminal portion
70... Electrode plate 71... Concave groove 72.
...Convex strip 80...Electrode plate 82.83...Engaging claw 90...Piezoelectric element plate 91...Center hole 92.
...Notch part 100.101...Piezoelectric element plate 1
10... Electrode plate 111.112... Claw-shaped recess and 4 others l112 Figure bl (CI) Figure 4 (b) et al. Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 棒状の弾性体に厚み方向に伸縮する複数の電気−機
械エネルギー変換素子をその間に給電部材を介装して積
層状態に挟持固定した振動子における該複数の電気−機
械エネルギー変換素子に交流電界を印加することにより
、該振動子に同形の屈曲モードの振動を異なる複数の平
面内に励起させ、且つ時間的に適当な位相差を持たせる
ことにより、該弾性体の表面粒子に円又は楕円運動を行
なわしめ、該弾性体と、該弾性体に押圧した部材とを摩
擦駆動により相対運動させる超音波モータにおいて、 該給電部材は、該給電部材に当接する電気−機械エネル
ギー変換素子に対し、該弾性体の軸方向と直交する平面
内における位置を規制する位置決め手段を有することを
特徴とする超音波モータ。 2 請求項1において、位置決め手段は、電気−機械エ
ネルギー変換素子に形成した孔部に嵌合する突起を給電
部材に設けたことを特徴とする超音波モータ。 3 請求項1において、位置決め手段は、電気−機械エ
ネルギー変換素子の片面に形成されている分割された電
極間の溝状絶縁部に係合する係合部を給電部材に設けた
ことを特徴とする超音波モータ。 4 請求項1において、位置決め手段は、複数に分割形
成された電気−機械エネルギー変換素子に当接して所定
の間隙を形成する凸部を給電部材に設けたことを特徴と
する超音波モータ。 5 請求項1において、位置決め手段は、電気−機械エ
ネルギー変換素子に形成した凹部又は凸部に係合する凸
部又は凹部を給電部材に設けたことを特徴とする超音波
モータ。 6 請求項1,2,3,4又は5において、給電部材は
位置決め手段をその両面に積層される電気−機械エネル
ギー変換素子に対して有することを特徴とする超音波モ
ータ。 7 請求項1,2,3,4又は5において、給電部材は
位置決め手段をその片面に当接する電気−機械エネルギ
ー変換素子に対してのみ有することを特徴とする超音波
モータ。 8 請求項1,2,3,4,5,6又は7に記載の超音
波モータを含む装置において、 振動子に押圧されて摩擦駆動される部材か ら駆動力を得る出力部材を有することを特徴とする装置
[Scope of Claims] 1. A plurality of electro-mechanical energy conversion elements in a rod-shaped elastic body, in which a plurality of electro-mechanical energy converting elements that expand and contract in the thickness direction are sandwiched and fixed in a laminated state with a power supply member interposed therebetween. By applying an alternating electric field to the energy conversion element, the vibration of the same bending mode is excited in a plurality of different planes in the vibrator, and by giving an appropriate phase difference in time, the elastic body is In an ultrasonic motor that causes surface particles to perform a circular or elliptical motion and causes the elastic body and a member pressed against the elastic body to move relative to each other by frictional drive, the power supply member is an electric-mechanical motor that is in contact with the power supply member. An ultrasonic motor comprising a positioning means for regulating the position of the energy conversion element in a plane perpendicular to the axial direction of the elastic body. 2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the positioning means is provided with a protrusion on the power supply member that fits into a hole formed in the electro-mechanical energy conversion element. 3. In claim 1, the positioning means is characterized in that the power feeding member is provided with an engaging portion that engages with a groove-shaped insulating portion between the divided electrodes formed on one side of the electro-mechanical energy conversion element. ultrasonic motor. 4. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the positioning means is provided with a convex portion on the power supply member that abuts the electro-mechanical energy conversion element divided into a plurality of parts to form a predetermined gap. 5. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the positioning means includes a convex portion or a concave portion on the power supply member that engages with a concave portion or a convex portion formed on the electro-mechanical energy conversion element. 6. The ultrasonic motor according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the power supply member has positioning means for the electro-mechanical energy conversion elements laminated on both surfaces thereof. 7. The ultrasonic motor according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the power supply member has positioning means only for the electro-mechanical energy conversion element that comes into contact with one surface thereof. 8. The device including the ultrasonic motor according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7, further comprising an output member that obtains a driving force from a member that is pressed by a vibrator and driven by friction. A device that does this.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5816518A (en) * 1994-03-30 1998-10-06 Daiwa Seiko, Inc. Double bearing type reel for fishing
JP2002100820A (en) * 2000-09-21 2002-04-05 Seiko Instruments Inc Electrochemical transducer, mechano-electrical transducer, ultrasonic motor, piezoelectric transformer and electronic apparatus with ultrasonic motor

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