JPH0516275B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0516275B2
JPH0516275B2 JP61237674A JP23767486A JPH0516275B2 JP H0516275 B2 JPH0516275 B2 JP H0516275B2 JP 61237674 A JP61237674 A JP 61237674A JP 23767486 A JP23767486 A JP 23767486A JP H0516275 B2 JPH0516275 B2 JP H0516275B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
vibrating
connector
piezoelectric
piezoelectric element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61237674A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6392278A (en
Inventor
Yasuo Kuwabara
Naofumi Fuje
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP61237674A priority Critical patent/JPS6392278A/en
Publication of JPS6392278A publication Critical patent/JPS6392278A/en
Publication of JPH0516275B2 publication Critical patent/JPH0516275B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/103Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors by pressing one or more vibrators against the rotor
    • 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
    • H02N2/0005Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001Driving devices, e.g. vibrators
    • H02N2/003Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with bending modes

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、固体の表面に形成される弾性波を利
用して回転子を回転させる超音波モータに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an ultrasonic motor that rotates a rotor using elastic waves formed on the surface of a solid.

(従来の技術) 一般に弾性体中を伝播する振動数には縦波と横
波の二種類が存在することが知られている。これ
らの縦波と横波はそれぞれ独立して弾性体中を伝
播するが、弾性体の表面においては、その境界条
件によつて錯綜しあい、弾性波を形成する。
(Prior Art) It is generally known that there are two types of frequencies that propagate in an elastic body: longitudinal waves and transverse waves. These longitudinal waves and transverse waves propagate independently in the elastic body, but on the surface of the elastic body, they intertwine and form elastic waves depending on the boundary conditions.

弾性波が形成された弾性体の表面上に、移動体
たる固体を置くと、固体は弾性波の進行方向に沿
つて移動を開始する。
When a moving solid body is placed on the surface of an elastic body on which elastic waves have been formed, the solid body begins to move along the traveling direction of the elastic waves.

例えば特開昭58−158682号には、リング状の弾
性体を異なる方向に振動させる二つの振動子を装
着し、それぞれの振動子を異なる位相で振動させ
ることにより、リング状の弾性体の内周面に円周
方向に進行する弾性波を形成して、リング状の弾
性体の内周に挿入した回転軸を駆動する超音波モ
ータが提案されている。
For example, in JP-A No. 58-158682, two vibrators that vibrate a ring-shaped elastic body in different directions are installed, and by vibrating each vibrator at a different phase, the inner part of the ring-shaped elastic body is An ultrasonic motor has been proposed that drives a rotating shaft inserted into the inner periphery of a ring-shaped elastic body by forming elastic waves traveling in the circumferential direction on the circumferential surface.

また、特開昭61−49670号公報や特開昭61−
54884号公報には、圧電厚み振動子上に斜め支持
部を付加した両端斜め支持の支持梁を設け、梁を
振動させて回転子を摩擦駆動するものが開示され
ている。
Also, JP-A-61-49670 and JP-A-61-49670
Japanese Patent No. 54884 discloses a device in which a piezoelectric thickness vibrator is provided with a support beam that is diagonally supported at both ends with diagonal support portions added, and the beam is vibrated to drive a rotor by friction.

(発明が解決しようとする問題点) 特開昭58−148682号公報の技術は、振動子に斜
めのテーパー部分を設け、このテーパー部分にて
回転子を摩擦駆動する。したがつて、振動子のテ
ーパー面上にに表面弾性波を形成するには、異な
る方向に振動する複数の振動子を使用しなければ
ならない。また、斜めのテーパー面によつて回転
子が結合されているため、回転子の破損防止のた
め圧電素子である電歪素子と回転子の間に高い圧
力を加えることができない。
(Problems to be Solved by the Invention) The technique disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-148682 provides a vibrator with an obliquely tapered portion, and this tapered portion frictionally drives the rotor. Therefore, in order to form a surface acoustic wave on the tapered surface of a vibrator, it is necessary to use a plurality of vibrators that vibrate in different directions. Furthermore, since the rotor is coupled by the oblique tapered surface, high pressure cannot be applied between the electrostrictive element, which is a piezoelectric element, and the rotor in order to prevent damage to the rotor.

また、特開昭61−49670号公報や特開昭61−
54884号公報に開示された技術においては、厚み
振動子等の圧電素子と回転素子との間に斜めの支
持部が存在するため、圧電素子と回転子の間に高
い圧力を加えると斜め支持部の変形や破損が問題
となる。
Also, JP-A-61-49670 and JP-A-61-49670
In the technology disclosed in Publication No. 54884, since a diagonal support part exists between a piezoelectric element such as a thickness vibrator and a rotary element, when high pressure is applied between the piezoelectric element and the rotor, the diagonal support part Deformation and damage of the parts become a problem.

超音波モータにおいて、高トルクを得るには圧
電素子と回転子の間に強い圧力を加える必要があ
る。したがつて、従来の超音波モータにおいては
圧電素子と回転子の間に強い圧力を加えることが
できなかつたため高トルクが得られなかつた。
In an ultrasonic motor, it is necessary to apply strong pressure between the piezoelectric element and the rotor in order to obtain high torque. Therefore, in conventional ultrasonic motors, high torque could not be obtained because strong pressure could not be applied between the piezoelectric element and the rotor.

そこで本発明においては、一方向に振動する圧
電素子で駆動され、かつ、圧電素子と回転子の間
に強い圧力を加えうる超音波モータを構成ること
を技術的課題とする。
Therefore, the technical object of the present invention is to construct an ultrasonic motor that is driven by a piezoelectric element that vibrates in one direction and can apply strong pressure between the piezoelectric element and the rotor.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 上記技術的課題を解決するために本発明におい
て講じた手段は、垂直方向に振動する圧電素子
と、この圧電素子に対し平行に設けられた回転子
との間に、底面が圧電素子に結合され、圧電素子
と共に振動する結合子を設け、この結合子に、圧
電素子および回転子の面に垂直に延び、端部が回
転子の有する平面に当接する振動片と、振動片の
両面に形成され底面からの距離が異なる複数の段
部を一体的に備えたことである。
(Means for Solving the Problems) The means taken in the present invention to solve the above-mentioned technical problems consist of a piezoelectric element vibrating in the vertical direction and a rotor provided parallel to the piezoelectric element. In between, there is provided a coupler whose bottom surface is coupled to the piezoelectric element and vibrates together with the piezoelectric element, and this coupler is provided with a vibrating element that extends perpendicularly to the planes of the piezoelectric element and the rotor, and whose end abuts the flat surface of the rotor. The vibrating piece is integrally provided with a plurality of step portions formed on both sides of the vibrating piece and having different distances from the bottom surface.

(作用) 振動子が結合子を振動させると、結合子に一体
に形成された複数の振動片が共振する。ところ
で、この振動片の両面には、結合子の底面からの
距離が異なる複数の段部が形成されており、この
段部の作用により、複数の振動片の両面には内部
圧力の差が生じる。
(Function) When the vibrator vibrates the coupler, a plurality of vibrating pieces integrally formed on the coupler resonate. By the way, a plurality of steps are formed on both sides of this vibrating element, and the distances from the bottom of the connector differ from each other, and the action of these steps creates a difference in internal pressure between the two sides of the plurality of vibrating elements. .

この時複数の振動片は、この内部圧力の差を打
ち消すようにそれぞれ変形し、結果として複数の
振動はそれぞれ強い撓み振動を生じる。
At this time, each of the plurality of vibrating pieces deforms so as to cancel out this difference in internal pressure, and as a result, each of the plurality of vibrations generates a strong bending vibration.

そして、それぞれの振動片の撓み振動により、
それぞれの振動片の先端は楕円を描いて運動し、
振動片の先端に接触した回転子を回転させる。
Then, due to the bending vibration of each vibrating piece,
The tip of each vibrating piece moves in an ellipse,
Rotates the rotor that is in contact with the tip of the vibrating piece.

(実施例) 以下図面に基づいて本発明の実施例について説
明する。
(Example) Examples of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の超音波モータの一実施例を描
いた正面図である。第2図は本発明の超音波モー
タの一実施例を描いた右側面図、第3図は本発明
の超音波モータの一実施例を描いた左側面図であ
る。また、第4図は第2図または第3図の−
断面図である。
FIG. 1 is a front view depicting an embodiment of the ultrasonic motor of the present invention. FIG. 2 is a right side view of one embodiment of the ultrasonic motor of the present invention, and FIG. 3 is a left side view of one embodiment of the ultrasonic motor of the present invention. Also, Fig. 4 is the - of Fig. 2 or Fig. 3.
FIG.

以下、第1図を参照して説明する。 This will be explained below with reference to FIG.

ほぼ円柱形に形成された金属性のベース1の一
端面には、電気信号により一方面に振動する振動
子として圧電セラミツクス2aが装着されてい
る。圧電セラミツクス2aと金属性のベース1と
は機械的、かつ電気的に接続されている。
A piezoelectric ceramic 2a is attached to one end surface of a metal base 1 formed into a substantially cylindrical shape as a vibrator that vibrates in one direction in response to an electric signal. The piezoelectric ceramic 2a and the metal base 1 are mechanically and electrically connected.

さらに、圧電セラミツクス2aのベース1に対
向する面には、共通電極3が形成されている。そ
して、共通電極3の圧電セラミツクス2aに対向
する面には、圧電セラミツクス2bが装着されて
いる。圧電セラミツクス2aと共通電極3、並び
に圧電セラミツクス2bと共通電極3とは共に機
械的、かつ電気的に接続されている。圧電セラミ
ツクス2a,2bは共に円筒形である。
Further, a common electrode 3 is formed on the surface of the piezoelectric ceramic 2a facing the base 1. A piezoelectric ceramic 2b is mounted on the surface of the common electrode 3 facing the piezoelectric ceramic 2a. The piezoelectric ceramic 2a and the common electrode 3, and the piezoelectric ceramic 2b and the common electrode 3 are both mechanically and electrically connected. Both piezoelectric ceramics 2a and 2b are cylindrical.

また、圧電セラミツクス2bの共通電極3に対
向する面には、電極22が装着されている。さら
に、電極22の圧電セラミツクス2bに対向する
面には、ほぼぼ円柱形に形成された金属性の結合
子4の底面4aが装着されている。そして、圧電
セラミツクス2bと金属性の結合子4とは電極2
2を介して機械的、かつ電気的に接続されてい
る。
Furthermore, an electrode 22 is attached to the surface of the piezoelectric ceramic 2b facing the common electrode 3. Further, on the surface of the electrode 22 facing the piezoelectric ceramic 2b, a bottom surface 4a of a metallic connector 4 formed in a substantially cylindrical shape is attached. The piezoelectric ceramic 2b and the metallic connector 4 are connected to the electrode 2.
They are mechanically and electrically connected via 2.

以下、第4図は参照して説明する。 The following description will be made with reference to FIG.

ベース1の圧電セラミツクス2aが装着された
端面には、ベース1の軸心に沿つて穴19が開け
られている。穴19の内周面には雌螺子が切られ
ている。また、結合子4の圧電セラミツクス2a
が装着された端面には、結合子4の軸心に沿つて
穴21が開けられている。穴21は結合子4を貫
通しており、内周面には雌螺子が切られている。
A hole 19 is formed along the axis of the base 1 in the end surface of the base 1 on which the piezoelectric ceramic 2a is attached. A female thread is cut into the inner peripheral surface of the hole 19. In addition, the piezoelectric ceramics 2a of the connector 4
A hole 21 is made along the axis of the connector 4 in the end face where the connector 4 is attached. The hole 21 passes through the connector 4, and a female thread is cut on the inner peripheral surface.

ベース1とと結合子4はシヤフト9によつて結
合される。シヤフト9の一端はベース1に開けら
れた穴19に挿入される。シヤフト9の一端には
雄螺子が切られており、ベース1の穴19の内周
面に切られた雌螺子と螺合して固定される。
The base 1 and the connector 4 are connected by a shaft 9. One end of the shaft 9 is inserted into a hole 19 made in the base 1. A male screw is cut at one end of the shaft 9, and the shaft 9 is fixed by being engaged with a female screw cut into the inner peripheral surface of the hole 19 of the base 1.

ベース1に固定されたシヤフト9には、絶縁の
ためにスリーブ20が挿入され、さらにスリーブ
20の外周には圧電セラミツクス2a,2bが挿
入される。
A sleeve 20 is inserted into the shaft 9 fixed to the base 1 for insulation, and piezoelectric ceramics 2a and 2b are inserted into the outer periphery of the sleeve 20.

さらにシヤフト9には結合子4が挿入される。
シヤフト9の結合子4を固定する位置には、雄螺
子が切られている。結合子4は、結合子4の穴2
1の内周面に切られた雌螺子と、シヤフト9の外
周面に切られた雄螺子を係合することによつて、
ベース1と結合される。そしてこの時、ベース1
と結合子4の間で圧電セラミツクス2a,2bが
挾持され、固定される。
Furthermore, the connector 4 is inserted into the shaft 9.
A male screw is cut on the shaft 9 at a position where the connector 4 is fixed. Connector 4 is connected to hole 2 of connector 4.
By engaging the female screw cut on the inner peripheral surface of shaft 9 with the male screw cut on the outer peripheral surface of shaft 9,
Combined with base 1. And at this time, base 1
The piezoelectric ceramics 2a, 2b are sandwiched and fixed between the connector 4 and the connector 4.

以下、第3図を参照して説明する。 This will be explained below with reference to FIG.

金属製の結合子4には、二つの振動片5,6が
結合子4と一体に形成されている。また、振動片
5,6の一端は回転子7と接触している。
Two vibrating pieces 5 and 6 are formed integrally with the metal connector 4. Further, one ends of the vibrating pieces 5 and 6 are in contact with the rotor 7.

また、振動片5の両面には、段部10と段部1
1が結合子4と一体に形成されている。段部10
と段部11とは、結合子4の底面4a(結合子4
と圧電セラミツクス2bとが接触する面)からの
距離が異なるように形成されている。同様に、振
動片6の両面には、段部12と段部13が結合子
4と一体に形成されている。段部12と段部13
とは、結合子4の底面4aからの距離が異なるよ
うに形成されている。
Further, on both sides of the vibrating element 5, a stepped portion 10 and a stepped portion 1 are provided.
1 is formed integrally with the connector 4. Stepped portion 10
and the stepped portion 11 are the bottom surface 4a of the connector 4 (the connector 4
and the piezoelectric ceramics 2b are formed at different distances from the contact surface. Similarly, a stepped portion 12 and a stepped portion 13 are formed integrally with the connector 4 on both sides of the vibrating piece 6. Step portion 12 and step portion 13
The connectors 4 are formed at different distances from the bottom surface 4a.

そして、段部10と段部13とは結合子4の底
面4aからの距離が等しくなるように、また、段
部11と段部12とは結合子4の底面4aからの
距離が等しくなるように形成されている。
The stepped portions 10 and 13 are arranged at equal distances from the bottom surface 4a of the connector 4, and the stepped portions 11 and 12 are arranged at equal distances from the bottom surface 4a of the connector 4. is formed.

振動片5,6の一端には回転子7が接触してい
る。回転子7は両端が開口した円筒筒状の部分で
ある。回転子7は金属製の部材で、一端にはシヤ
フト9の直径よりもわずかに大きい直径を有する
開口部が、他端にはスラスト玉軸受8が挿入され
る開口部が、それぞれ形成されている。
A rotor 7 is in contact with one end of the vibrating pieces 5 and 6. The rotor 7 is a cylindrical portion with both ends open. The rotor 7 is a metal member, and has an opening having a diameter slightly larger than the diameter of the shaft 9 at one end, and an opening into which the thrust ball bearing 8 is inserted at the other end. .

回転子7の開口部に挿入されるスラスト玉軸受
8の両端面には、弾性部材23a,23bが接着
されている。本実施例では、弾性部材23a,2
3bとして合成ゴムを使用している。回転子7は
スラスト玉軸受8と回転子7の軸芯が一致するよ
うに弾性部材23bに接着されている。そして、
スラスト玉軸受8をシヤフト9の外周面に嵌合さ
せることにより、回転子7はシヤフト9の外周に
回転可能に支承される。
Elastic members 23a and 23b are bonded to both end surfaces of the thrust ball bearing 8 inserted into the opening of the rotor 7. In this embodiment, the elastic members 23a, 2
Synthetic rubber is used as 3b. The rotor 7 is bonded to the elastic member 23b so that the axes of the thrust ball bearing 8 and the rotor 7 are aligned. and,
By fitting the thrust ball bearing 8 to the outer circumference of the shaft 9, the rotor 7 is rotatably supported on the outer circumference of the shaft 9.

さらに、シヤフト9の一端には、回転子7を固
定するための雄螺子が切られており、この雄螺子
にはナツト25が螺合している。回転子7はスラ
スト玉軸受8を、弾性部材23aとワツシヤ24
とを介してナツト25で締め付け固定される。す
なわち、回転子7はナツト25と振動片5,6と
の間で挾持され、回転可能に固定される。
Furthermore, a male screw for fixing the rotor 7 is cut at one end of the shaft 9, and a nut 25 is screwed into this male screw. The rotor 7 has a thrust ball bearing 8, an elastic member 23a and a washer 24.
It is tightened and fixed with a nut 25 via. That is, the rotor 7 is held between the nut 25 and the vibrating pieces 5 and 6, and is rotatably fixed.

本実施例においては、圧電セラミツクス2a,
2bが発生する振動によつてナツト25が緩むこ
とを防止するため、ナツト25をナツト26にて
締め付けている。
In this embodiment, piezoelectric ceramics 2a,
The nut 25 is tightened with a nut 26 to prevent the nut 25 from loosening due to vibrations generated by the nut 2b.

以下、第5図を参照して説明する。第5図は本
実施例の超音波モータを駆動するための電気回路
図である。
This will be explained below with reference to FIG. FIG. 5 is an electrical circuit diagram for driving the ultrasonic motor of this embodiment.

駆動回路14は振動片11の共振周波数で発振
する発振回路15と、発振回路の出力を増幅する
電圧増幅回路16と、電圧増幅回路16の出力を
増幅する電力増幅回路17と、圧電セラミツクス
2a,2bと電力増幅回路17のマツチングを得
るためのインピーダンス変換回路18とを備えて
いる。
The drive circuit 14 includes an oscillation circuit 15 that oscillates at the resonant frequency of the vibrating element 11, a voltage amplification circuit 16 that amplifies the output of the oscillation circuit, a power amplification circuit 17 that amplifies the output of the voltage amplification circuit 16, a piezoelectric ceramic 2a, 2b and an impedance conversion circuit 18 for matching the power amplifier circuit 17.

圧電セラミツクス2aは金属性のベース1と共
通電極3に印加される電圧に応じてシヤフト9の
軸心方向に伸縮し、振動を発生する。また同様
に、圧電セラミツクス2bも共通電極3と電極2
2に印加される電圧に応じてシヤフト9の軸心方
向に伸縮し、振動を発生する。
The piezoelectric ceramic 2a expands and contracts in the axial direction of the shaft 9 in accordance with the voltage applied to the metal base 1 and the common electrode 3, and generates vibrations. Similarly, the piezoelectric ceramic 2b also has a common electrode 3 and an electrode 2.
The shaft 9 expands and contracts in the axial direction according to the voltage applied to the shaft 9, thereby generating vibration.

本実施例の超音波モータは、共通電極3を基準
面として、その両側(ベース1側と結合子4側)
の質量がほぼ等しくなるように製作されている。
さらに、二つの圧電セラミツクス2a,2bは共
通の駆動回路14によつて駆動されるので、二つ
の圧電セラミツクス2a,2bは同時に伸縮を繰
り返すこととなる。このため、ベース1と結合子
4は互いに逆位相で振動し、共通電極3を節とし
た定在波を発生する。
The ultrasonic motor of this embodiment uses the common electrode 3 as a reference plane, and both sides thereof (base 1 side and connector 4 side)
are manufactured so that their masses are approximately equal.
Furthermore, since the two piezoelectric ceramics 2a and 2b are driven by the common drive circuit 14, the two piezoelectric ceramics 2a and 2b repeatedly expand and contract at the same time. Therefore, the base 1 and the coupler 4 vibrate in opposite phases to each other, generating a standing wave with the common electrode 3 as a node.

以下、第6図を参照して説明する。第6図は、
第3図示の結合子4をの方向から見た側面図で
ある。
This will be explained below with reference to FIG. Figure 6 shows
It is a side view of the connector 4 shown in the third figure, viewed from the direction.

結合子4は、その底面4aに装着された圧電セ
ラミツクス2a,2bにより、矢印Aの方向に振
動させられ、結合子4の表面には、矢印Aの方向
に振動する定在波が形成される。そしてこの時、
振動片5の両面には、段部10,11が振動した
ことによる内部圧力の変化が加えられる。
The connector 4 is vibrated in the direction of arrow A by the piezoelectric ceramics 2a and 2b attached to the bottom surface 4a, and a standing wave vibrating in the direction of arrow A is formed on the surface of the connector 4. . And at this time,
Changes in internal pressure due to the vibration of the stepped portions 10 and 11 are applied to both sides of the vibrating piece 5.

振動片5の両面に加えられる内部圧力の変化は
結合子4の底面4aからの距離が長い段部10の
方が大きくなる。したがつて、振動片5は段部1
0,11により振動片5の両面に加えられる圧力
差によつて矢印Bの方向に振動を開始し、振動片
5の先端には、矢印Bの方向に振動する撓み波が
形成される。
The change in the internal pressure applied to both sides of the vibrating element 5 is greater at the stepped portion 10, which is located at a longer distance from the bottom surface 4a of the connector 4. Therefore, the vibrating piece 5
Due to the pressure difference applied to both sides of the vibrating piece 5 by pressures 0 and 11, the vibrating piece 5 starts to vibrate in the direction of arrow B, and a bending wave that vibrates in the direction of arrow B is formed at the tip of the vibrating piece 5.

したがつて、振動片5の先端には、矢印A方向
の定在波と、矢印B方向の撓み波を合成した定在
波が形成される。このため、振動片5の先端の一
点Cの軌跡は、矢印A方向の振動と矢印B方向の
振動を合成した軌跡を描くこととなる。本実施例
においては、矢印B方向の振動は矢印A方向の振
動によつて励振されている。それゆえ、矢印B方
向の振動と矢印A方向の振動とは一定の関係を有
することとなり、振動片5の先端の一点Cの軌跡
は楕円を描くこととなる。
Therefore, a standing wave is formed at the tip of the vibrating element 5, which is a combination of a standing wave in the direction of arrow A and a bending wave in the direction of arrow B. Therefore, the locus of one point C at the tip of the vibrating element 5 will draw a locus that is a combination of vibrations in the direction of arrow A and vibrations in the direction of arrow B. In this embodiment, the vibration in the direction of arrow B is excited by the vibration in the direction of arrow A. Therefore, the vibration in the direction of arrow B and the vibration in the direction of arrow A have a certain relationship, and the locus of one point C at the tip of the vibrating element 5 draws an ellipse.

全く同様に、振動片6の両面にも、段部12,
13が振動したことによる内部圧力の変化が加え
られる。
In exactly the same way, both sides of the vibrating element 6 have stepped portions 12,
A change in internal pressure due to the vibration of 13 is added.

このため振動片5と同様に、振動片6の先端に
も矢印A方向の定在波と、矢印B方向の撓み波を
合成した定在波が形成され、振動片5の先端の一
点が描く軌跡は楕円となる。
Therefore, like the vibrating element 5, a standing wave is formed at the tip of the vibrating element 6 by combining a standing wave in the direction of arrow A and a bending wave in the direction of arrow B, and a single point at the tip of the vibrating element 5 is drawn. The trajectory becomes an ellipse.

ただし、第3図に示したように、振動片5の両
面の段部10,11と振動片6の両面の段部1
2,13とはシヤフト9の軸心に対して対称な配
置となつているので、振動片5に発生する撓み波
と、振動片6に発生する撓み波とは互いに逆位相
となる。
However, as shown in FIG.
2 and 13 are arranged symmetrically with respect to the axis of the shaft 9, so that the bending waves generated in the vibrating element 5 and the bending waves generated in the vibrating element 6 have opposite phases to each other.

再び第1図に戻つて説明する。 The explanation will be given by returning to FIG. 1 again.

前述したように、振動片5,6の先端には回転
子7が接触している。そして、振動片5,6の先
端には、振動片5,6の先端の一点Cを楕円運動
させるような、互いに逆位相の定在波が形成され
ている。したがつて、回転子7は振動片5,6の
先端より回転子7の円周方向に駆動力を得て回転
を始める。
As described above, the rotor 7 is in contact with the tips of the vibrating pieces 5 and 6. Further, at the tips of the vibrating pieces 5 and 6, standing waves having mutually opposite phases are formed so as to cause a point C at the tips of the vibrating pieces 5 and 6 to move in an elliptical manner. Therefore, the rotor 7 receives a driving force from the tips of the vibrating pieces 5 and 6 in the circumferential direction of the rotor 7 and starts rotating.

本実施例の超音波モータでは、共通電極3を基
準面として、その両側の質量が等しくなるように
製作されている。したがつて、本実施例の超音波
モータは、共通電極3を節として振動する。この
ため、超音波モータの振動により圧電セラミツク
ス2a,2bに加わる応力を減少させ、圧電セラ
ミツクス2a,2bの経時変化を抑えることがで
きる。
The ultrasonic motor of this embodiment is manufactured so that the masses on both sides of the common electrode 3 are equal, using the common electrode 3 as a reference plane. Therefore, the ultrasonic motor of this embodiment vibrates using the common electrode 3 as a node. Therefore, the stress applied to the piezoelectric ceramics 2a, 2b due to vibrations of the ultrasonic motor can be reduced, and deterioration of the piezoelectric ceramics 2a, 2b over time can be suppressed.

また、本実施例では、電気信号により一方向に
振動する振動子として圧電セラミツクス2a,2
bを使用した例を示したが、振動子としては特に
圧電セラミツクス2a,2bである必要はない。
たとえば、磁力変化に応じて振動する磁歪素子な
ども利用できる。
In addition, in this embodiment, piezoelectric ceramics 2a and 2 are used as vibrators that vibrate in one direction in response to an electric signal.
Although an example using piezoelectric ceramics 2a and 2b is shown as the vibrator, it is not necessary to use piezoelectric ceramics 2a and 2b.
For example, a magnetostrictive element that vibrates in response to changes in magnetic force can also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明においては、結合子に設けられた振動片
が回転子と圧電素子との間に垂直に設けられてい
るので、圧電素子と回転子の間に強い力をかけて
も、振動片が変形、破損しにくい。したがつて、
圧電素子と回転子との間を強く加圧することによ
り、高トルクのモータを得ることができる。ま
た、振動片自体が楕円運動モードで共振するた
め、強い振動片の振動が生じ、より強い回転力が
得られる。
In the present invention, since the vibrating piece provided on the coupler is installed perpendicularly between the rotor and the piezoelectric element, even if a strong force is applied between the piezoelectric element and the rotor, the vibrating piece will deform. , not easy to damage. Therefore,
By applying strong pressure between the piezoelectric element and the rotor, a high torque motor can be obtained. Furthermore, since the vibrating element itself resonates in an elliptical motion mode, strong vibration of the vibrating element occurs, and stronger rotational force can be obtained.

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

第1図は本発明の超音波モータの一実施例を描
いた正面図である。第2図は本発明の超音波モー
タの一実施例を描いた右側面図である。第3図は
本発明の超音波モータの一実施例を描いた左側面
図である。第4図は、第2図または第3図の−
断面図である。第5図は本発明の超音波モータ
を駆動するための駆動回路を描いた回路図であ
る。第6図は、第3図に示した超音波モータの結
合子をの方向から見た側面図である。 1…ベース、2a,2b…圧電セラミツクス
(圧電素子)、3…共通電極、4…結合子、4a…
結合子の底面、5,6…振動片、7…回転子、8
…スラスト玉軸受、9…シヤフト、10,11,
12,13…段部、14…駆動回路、15…発振
回路、16…電圧増幅回路、17…電力増幅回
路、18…インピーダンス変換回路、19,21
…穴、20…スリーブ、22…電極、23a,2
3b…弾性部材、24…ワツシヤ、25,26…
ナツト。
FIG. 1 is a front view depicting an embodiment of the ultrasonic motor of the present invention. FIG. 2 is a right side view depicting an embodiment of the ultrasonic motor of the present invention. FIG. 3 is a left side view depicting an embodiment of the ultrasonic motor of the present invention. Figure 4 is the − of Figure 2 or Figure 3.
FIG. FIG. 5 is a circuit diagram depicting a drive circuit for driving the ultrasonic motor of the present invention. FIG. 6 is a side view of the connector of the ultrasonic motor shown in FIG. 3, viewed from the direction. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Base, 2a, 2b... Piezoelectric ceramics (piezoelectric element), 3... Common electrode, 4... Connector, 4a...
Bottom surface of coupler, 5, 6... Vibration piece, 7... Rotor, 8
...Thrust ball bearing, 9...Shaft, 10, 11,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12, 13... Step part, 14... Drive circuit, 15... Oscillation circuit, 16... Voltage amplification circuit, 17... Power amplification circuit, 18... Impedance conversion circuit, 19, 21
...hole, 20...sleeve, 22...electrode, 23a, 2
3b...Elastic member, 24...Washer, 25, 26...
Natsuto.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ベース1に固定され、電気信号により垂直方
向に振動する円板上の圧電素子2a,2bと、 該圧電素子と平行に、前記ベースに対して回転
可能に配設され、圧電素子の存在する側に平面を
有する回転子7と、 前記圧電素子と回転子間に配設され、底面4a
が前記圧電素子に結合され、圧電素子と共に振動
する結合子4と、 を備えた超音波モータであつて、 前記結合子は、前記圧電素子および回転子の面
に対して垂直に延び、端部が前記回転子の平面に
当接する振動片5,6と、該振動片の両面に形成
され前記底面からの距離が異なる複数の設部1
0,11,12,13とを一体的に備えたことを
特徴とする超音波モータ。
[Claims] 1 Piezoelectric elements 2a and 2b on disks fixed to a base 1 and vibrating in the vertical direction in response to an electric signal; , a rotor 7 having a flat surface on the side where the piezoelectric element is present, and a bottom surface 4a disposed between the piezoelectric element and the rotor.
a coupler 4 coupled to the piezoelectric element and vibrating together with the piezoelectric element, the coupler extending perpendicularly to the plane of the piezoelectric element and the rotor, and having an end portion. vibrating pieces 5 and 6 that come into contact with the plane of the rotor, and a plurality of installation parts 1 formed on both sides of the vibrating pieces and having different distances from the bottom surface.
1. An ultrasonic motor characterized by integrally comprising: 0, 11, 12, and 13.
JP61237674A 1986-10-06 1986-10-06 Ultrasonic motor Granted JPS6392278A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61237674A JPS6392278A (en) 1986-10-06 1986-10-06 Ultrasonic motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61237674A JPS6392278A (en) 1986-10-06 1986-10-06 Ultrasonic motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6392278A JPS6392278A (en) 1988-04-22
JPH0516275B2 true JPH0516275B2 (en) 1993-03-03

Family

ID=17018828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61237674A Granted JPS6392278A (en) 1986-10-06 1986-10-06 Ultrasonic motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6392278A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0213280A (en) * 1988-06-29 1990-01-17 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic motor
JPH02211075A (en) * 1989-02-09 1990-08-22 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic motor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58148682A (en) * 1982-02-25 1983-09-03 Toshio Sashita Motor device using supersonic vibration
JPS6149670A (en) * 1984-08-17 1986-03-11 Hitachi Maxell Ltd Cantilever beam-shaped supersonic twisted elliptical vibrator
JPS6154884A (en) * 1984-08-24 1986-03-19 Hitachi Maxell Ltd Both-end oblique support beam type piezoelectric motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58148682A (en) * 1982-02-25 1983-09-03 Toshio Sashita Motor device using supersonic vibration
JPS6149670A (en) * 1984-08-17 1986-03-11 Hitachi Maxell Ltd Cantilever beam-shaped supersonic twisted elliptical vibrator
JPS6154884A (en) * 1984-08-24 1986-03-19 Hitachi Maxell Ltd Both-end oblique support beam type piezoelectric motor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6392278A (en) 1988-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4119903B2 (en) Flat plate piezoelectric ultrasonic motor
JP3526298B2 (en) Vibrating body and vibration wave driving device
JPH0217877A (en) Oscillator and ultrasonic motor using this oscillator
JP2004531188A (en) Piezoelectric drive
JPH0516275B2 (en)
JP2605121B2 (en) Ultrasonic vibrator and ultrasonic motor using the same
JPH0516276B2 (en)
JP2729827B2 (en) Ultrasonic motor
JPS6149670A (en) Cantilever beam-shaped supersonic twisted elliptical vibrator
JP3297211B2 (en) Ultrasonic motor
JPH0514512B2 (en)
JPH07107756A (en) Ultrasonic motor
JP2513241B2 (en) Ultrasonic motor
JP3113481B2 (en) Piezo motor
JPS60148385A (en) Ring-shaped supersonic vibrator of twisting and bending mode
JPH055838Y2 (en)
KR960008835Y1 (en) Vibration drive actuator
JP2874174B2 (en) Ultrasonic transducer and ultrasonic motor
JPH0543433B2 (en)
JP2549309B2 (en) Ultrasonic motor
JPH069389U (en) Vibration motor device
JPS61277386A (en) Ultrasonic wave motor
JPS63294280A (en) Piezoelectric driving device
JPH07108104B2 (en) Vibration wave motor
JPH03118780A (en) Ultrasonic motor