JPH06105570A - 超音波アクチュエータ - Google Patents
超音波アクチュエータInfo
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- JPH06105570A JPH06105570A JP4218557A JP21855792A JPH06105570A JP H06105570 A JPH06105570 A JP H06105570A JP 4218557 A JP4218557 A JP 4218557A JP 21855792 A JP21855792 A JP 21855792A JP H06105570 A JPH06105570 A JP H06105570A
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- vibration
- ultrasonic transducer
- ultrasonic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電素子に応力の集中が起こらず、出力を大
きく、かつ耐久性の高い超音波アクチュエータを提供す
る。 【構成】 弾性体２に圧電素子５，６を配設して駆動源
として振動する第１の超音波振動子７と、可動部材１０
に圧電素子８を配設して駆動源として振動する第２の超
音波振動子９とを連設し、この第１と第２の超音波振動
子７，９の振動方向が互に直角となるように配設し、互
の振動面を耐磨耗部材３，４を介して摩擦接触させて上
記可動部材１０を相対移動するようにした超音波アクチ
ュエータ。
きく、かつ耐久性の高い超音波アクチュエータを提供す
る。 【構成】 弾性体２に圧電素子５，６を配設して駆動源
として振動する第１の超音波振動子７と、可動部材１０
に圧電素子８を配設して駆動源として振動する第２の超
音波振動子９とを連設し、この第１と第２の超音波振動
子７，９の振動方向が互に直角となるように配設し、互
の振動面を耐磨耗部材３，４を介して摩擦接触させて上
記可動部材１０を相対移動するようにした超音波アクチ
ュエータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子に交流電圧を
印加して発生させた超音波振動を駆動源として用いた超
音波アクチュエータに関する。
印加して発生させた超音波振動を駆動源として用いた超
音波アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年超音波モータの研究・開発が盛んに
行われており、そのうちの一部は既に実用化されてい
る。これらは、何れも超音波楕円振動を発生させ、この
振動に可動体を押圧接触させて駆動源としている。上記
既知の技術のうちの一つに特開平２−７８７５号公報が
ある。この公報に記載された超音波振動子の駆動装置の
構成を図２４〜図３０に基づいて説明する。図２４〜図
３０は、上記公報に記載された一実施例を示し、図２４
は振動子の斜視図を示している。図２５は、図２４の上
面図である。図２６〜図３０は、動作モードを略式に示
す側面図である。
行われており、そのうちの一部は既に実用化されてい
る。これらは、何れも超音波楕円振動を発生させ、この
振動に可動体を押圧接触させて駆動源としている。上記
既知の技術のうちの一つに特開平２−７８７５号公報が
ある。この公報に記載された超音波振動子の駆動装置の
構成を図２４〜図３０に基づいて説明する。図２４〜図
３０は、上記公報に記載された一実施例を示し、図２４
は振動子の斜視図を示している。図２５は、図２４の上
面図である。図２６〜図３０は、動作モードを略式に示
す側面図である。
【０００３】図に示す四角柱形状に形成された弾性体５
１のそれぞれの４側面の下端部位置には、その側面形状
とほぼ同一の形状に形成された圧電素子５２を図２４お
よび図２５に示すように接着構成されている。図２５の
圧電素子５２に示す矢印は、各圧電素子５２の分極方向
を示している。また、弾性体５１の上面には圧電体５３
の多数を積層構成している。上記構成による圧電素子５
２に交流電圧を印加すると、図２６および図２７にて示
すように屈曲振動と縦振動とを発生し、弾性体５１は実
線と点線にて示すような作用を生じる。
１のそれぞれの４側面の下端部位置には、その側面形状
とほぼ同一の形状に形成された圧電素子５２を図２４お
よび図２５に示すように接着構成されている。図２５の
圧電素子５２に示す矢印は、各圧電素子５２の分極方向
を示している。また、弾性体５１の上面には圧電体５３
の多数を積層構成している。上記構成による圧電素子５
２に交流電圧を印加すると、図２６および図２７にて示
すように屈曲振動と縦振動とを発生し、弾性体５１は実
線と点線にて示すような作用を生じる。
【０００４】なお、上記屈曲振動は振動子の共振を利用
することで単層の圧電素子でも大振幅が得られるように
構成されている。左右の屈曲振動と上下の縦振動の位相
を適当に調整して合成することにより、図２８に示すよ
うな楕円振動が得られる。この楕円振動している振動子
上の半球形状の摺動部材５４上に、正方板形状の可動体
５５（図２９）を押圧接触することにより可動板移動さ
せている。
することで単層の圧電素子でも大振幅が得られるように
構成されている。左右の屈曲振動と上下の縦振動の位相
を適当に調整して合成することにより、図２８に示すよ
うな楕円振動が得られる。この楕円振動している振動子
上の半球形状の摺動部材５４上に、正方板形状の可動体
５５（図２９）を押圧接触することにより可動板移動さ
せている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されている技術においては、振動子全体を屈曲
振動させているために、振動子に構成されている積層圧
電素子５３に屈曲の応力が加わり、圧電素子５３が破壊
されるという問題が生じていた。
報に記載されている技術においては、振動子全体を屈曲
振動させているために、振動子に構成されている積層圧
電素子５３に屈曲の応力が加わり、圧電素子５３が破壊
されるという問題が生じていた。
【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、圧電素子に応力の集中が生じず、出力が大きく、
かつ耐久性に優れた超音波アクチュエータを提供するこ
とを目的とするものである。
ので、圧電素子に応力の集中が生じず、出力が大きく、
かつ耐久性に優れた超音波アクチュエータを提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、弾性体に圧電
素子を配設し、駆動源として振動する第１の超音波振動
子と、可動部材に圧電素子を配設し、駆動源として振動
する第２の超音波振動子とを連設し、この第１と第２の
超音波振動子の振動方向が互いに直角となるように配設
し、互いの振動面を耐磨耗部材を介して摩擦接触させて
相対移動するようにした超音波アクチュエータである。
素子を配設し、駆動源として振動する第１の超音波振動
子と、可動部材に圧電素子を配設し、駆動源として振動
する第２の超音波振動子とを連設し、この第１と第２の
超音波振動子の振動方向が互いに直角となるように配設
し、互いの振動面を耐磨耗部材を介して摩擦接触させて
相対移動するようにした超音波アクチュエータである。
【０００８】
【作用】一方（第２）の振動子に縦振動を発生させ、他
方（第１）の振動子に横振動を発生させて、上記一方の
振動子の縦振動の大きさと、上記他方の振動子の横振動
の大きさとの位相を変化させ、互いの押圧力を制御する
と共に、摩擦力（駆動力）をも変化させることによっ
て、互いの振動の振幅と位相とを適確に制御することに
よって縦横または二次元方向に駆動することが可能とし
た超音波アクチュエータである。
方（第１）の振動子に横振動を発生させて、上記一方の
振動子の縦振動の大きさと、上記他方の振動子の横振動
の大きさとの位相を変化させ、互いの押圧力を制御する
と共に、摩擦力（駆動力）をも変化させることによっ
て、互いの振動の振幅と位相とを適確に制御することに
よって縦横または二次元方向に駆動することが可能とし
た超音波アクチュエータである。
【０００９】
【実施例１】本発明の超音波アクチュエータの具体例を
図面に基づいて説明する。図１〜図５および図１５〜図
２３は、本発明の超音波アクチュエータに係わる実施例
１の構成と作用とを示すものである。図１は、本発明の
超音波アクチュエータの実施例１に係わる要部構成を示
す正面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ′線よりの
第１の超音波振動子の作動状態を示す上面図である。図
３は、図１に示すＢ−Ｂ′線よりの第１と第２の超音波
振動子の作動状態を概略にて示す上面図である。図４
は、第２の超音波振動子による作用状態を示す作用図で
ある。図５は、図２に示す第１の超音波振動子による作
用状態を示す作用図である。図１５〜図２３は、本発明
の各実施例における作用状態を概略にて示した作用図で
ある。
図面に基づいて説明する。図１〜図５および図１５〜図
２３は、本発明の超音波アクチュエータに係わる実施例
１の構成と作用とを示すものである。図１は、本発明の
超音波アクチュエータの実施例１に係わる要部構成を示
す正面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ′線よりの
第１の超音波振動子の作動状態を示す上面図である。図
３は、図１に示すＢ−Ｂ′線よりの第１と第２の超音波
振動子の作動状態を概略にて示す上面図である。図４
は、第２の超音波振動子による作用状態を示す作用図で
ある。図５は、図２に示す第１の超音波振動子による作
用状態を示す作用図である。図１５〜図２３は、本発明
の各実施例における作用状態を概略にて示した作用図で
ある。
【００１０】図１に示すように基盤１上の中央位置に、
垂直に配設した隣青銅材などにより形成された直方体形
状の弾性体２が装着されている。この弾性体２の上面に
は、アルミナまたはセラミックスなどの耐磨耗材により
半球形状に形成された接合部材４の半球面を上方にし、
その底面を接着剤などのより一体的に接合接着されてい
る。また、弾性体１の対向した側壁面（左右面）には、
側面形状と同形状に形成されたＰＺＴなどの圧電素子５
と６がそれぞれ接着構成されて、第１の超音波振動子７
を構成している。
垂直に配設した隣青銅材などにより形成された直方体形
状の弾性体２が装着されている。この弾性体２の上面に
は、アルミナまたはセラミックスなどの耐磨耗材により
半球形状に形成された接合部材４の半球面を上方にし、
その底面を接着剤などのより一体的に接合接着されてい
る。また、弾性体１の対向した側壁面（左右面）には、
側面形状と同形状に形成されたＰＺＴなどの圧電素子５
と６がそれぞれ接着構成されて、第１の超音波振動子７
を構成している。
【００１１】上記構成の第１の超音波振動子７の分極方
向は、図２に示すように、弾性体２の左右側面にそれぞ
れ接着構成した圧電素子５，６の方向に屈曲振動するよ
うになっている。即ち、圧電素子５，６に正弦波交流を
印加すると、圧電素子５，６の分極方向は、矢印にて示
す方向（図２と図３および図５に示す）へ屈曲（弾性体
２）振動する。この屈曲振動による振幅は、屈曲の共振
周波数の近傍で振幅が大きくとれる。
向は、図２に示すように、弾性体２の左右側面にそれぞ
れ接着構成した圧電素子５，６の方向に屈曲振動するよ
うになっている。即ち、圧電素子５，６に正弦波交流を
印加すると、圧電素子５，６の分極方向は、矢印にて示
す方向（図２と図３および図５に示す）へ屈曲（弾性体
２）振動する。この屈曲振動による振幅は、屈曲の共振
周波数の近傍で振幅が大きくとれる。
【００１２】上記弾性体１の上端面に装着した接合部材
４の半球面上には、アルミナまたはセラミックスなどの
耐磨耗材により形成された正方形状に形成された接合部
材３が、その底面を当接配設されている。接合部材３の
上端面中央位置には、正方形状の板部材に形成された多
数の圧電素子を積層構成した積層圧電素子８が一体的に
装着されて、第２の超音波振動子９を構成している。
４の半球面上には、アルミナまたはセラミックスなどの
耐磨耗材により形成された正方形状に形成された接合部
材３が、その底面を当接配設されている。接合部材３の
上端面中央位置には、正方形状の板部材に形成された多
数の圧電素子を積層構成した積層圧電素子８が一体的に
装着されて、第２の超音波振動子９を構成している。
【００１３】上記第２の超音波振動子９の積層圧電素子
８の上面には、上記基盤１の上面の所定の４ヶ所に植設
された４本の支柱１１，１２（２本は図示せず）のそれ
ぞれの上端部に直列に所望の間隔を設け、その間隔内を
移動自在に構成された矩形状の可動部材１０を載置支持
するように８個の滑車１３，１４，１５，１６（他の４
個は図示省略）が回動自在に装着されて可動部材１０を
左右方向に移動するよう構成されている。上記した可動
部材１０の中程の下面には、上記第２の超音波振動子９
の積層圧電素子の最上部に配設した圧電素子８の上端面
が接着構成されている。即ち、第２の超音波振動子９が
可動部材１０に接合接着されて滑車１３，１４，１５，
１６に載置支持されていることにより、第１の超音波振
動子７および第２の超音波振動子９のそれぞれの接合部
材３および４とが互いに接触・押圧されて移動するよう
に構成されている。
８の上面には、上記基盤１の上面の所定の４ヶ所に植設
された４本の支柱１１，１２（２本は図示せず）のそれ
ぞれの上端部に直列に所望の間隔を設け、その間隔内を
移動自在に構成された矩形状の可動部材１０を載置支持
するように８個の滑車１３，１４，１５，１６（他の４
個は図示省略）が回動自在に装着されて可動部材１０を
左右方向に移動するよう構成されている。上記した可動
部材１０の中程の下面には、上記第２の超音波振動子９
の積層圧電素子の最上部に配設した圧電素子８の上端面
が接着構成されている。即ち、第２の超音波振動子９が
可動部材１０に接合接着されて滑車１３，１４，１５，
１６に載置支持されていることにより、第１の超音波振
動子７および第２の超音波振動子９のそれぞれの接合部
材３および４とが互いに接触・押圧されて移動するよう
に構成されている。
【００１４】上記構成による第１と第２の超音波振動子
７と９の分極方向は、図３にて示すように、それぞれに
矢印にて示す方向に振動する。即ち、耐磨耗材よりなる
接合部材３上に多数の圧電素子を積層構成した圧電素子
８および弾性体２の両側面に接着した振動子５，６にそ
れぞれ正弦波交流を印加すると、図４および図５に矢印
にて示すように上下方向への振動が発生するよう構成さ
れている。
７と９の分極方向は、図３にて示すように、それぞれに
矢印にて示す方向に振動する。即ち、耐磨耗材よりなる
接合部材３上に多数の圧電素子を積層構成した圧電素子
８および弾性体２の両側面に接着した振動子５，６にそ
れぞれ正弦波交流を印加すると、図４および図５に矢印
にて示すように上下方向への振動が発生するよう構成さ
れている。
【００１５】上記構成よりなる本実施例の作用を説明す
る。第１の超音波振動子７と第２の超音波振動子９に、
正弦波交流を印加すると、第１の超音波振動子７は図２
に示す矢印方向（Ｘ方向）への分極が働き弾性体２は、
図５に矢印にて示すように左右方向に屈曲振動する。ま
た、第２の超音波振動子９は図３に示す矢印方向（Ｚ方
向）への分極が働き積層圧電素子８は、図４に示すよう
に上下方向に振動する。上記２個のそれぞれの超音波振
動子７，９の振動量をコントロールして最適な振動を構
成することにより図１５〜図２０に示すようなアクチュ
エータを作動することができる。
る。第１の超音波振動子７と第２の超音波振動子９に、
正弦波交流を印加すると、第１の超音波振動子７は図２
に示す矢印方向（Ｘ方向）への分極が働き弾性体２は、
図５に矢印にて示すように左右方向に屈曲振動する。ま
た、第２の超音波振動子９は図３に示す矢印方向（Ｚ方
向）への分極が働き積層圧電素子８は、図４に示すよう
に上下方向に振動する。上記２個のそれぞれの超音波振
動子７，９の振動量をコントロールして最適な振動を構
成することにより図１５〜図２０に示すようなアクチュ
エータを作動することができる。
【００１６】即ち、図１５に示すは、弾性体２が左方向
側に屈曲し、滑車１３，１４，１５，１６に支持された
可動部材１０は左方向（Ｘ）に移動すると共に下降途中
の位置（Ｚ）にある。次の図１６においては、弾性体２
は、直立位置に移動すると共に、可動部材１０は右方向
（矢印）に移動（Ｘ）して最も下降した位置（Ｚ）にあ
る。図１７においては、弾性体２は右方向側に大きく屈
曲し、可動部材１０は右方向（矢印）に移動（Ｘ）する
と共に上昇途中の位置（Ｚ）にある。また、図１８にお
いては、弾性体２は右方向側に大きく屈曲し、可動部材
１０は上昇途中の位置（Ｚ）にあると共に弾性体２とは
離間した位置にある。図１９においては、弾性体２は直
立した位置にあり、可動部材１０は上昇した位置にある
と共に、弾性体２とは離間している位置にある。図２０
においては、弾性体２は左方向側に移動屈曲し、可動部
材１０は下降途中の位置にあると共に弾性体２とは離間
した位置にある。
側に屈曲し、滑車１３，１４，１５，１６に支持された
可動部材１０は左方向（Ｘ）に移動すると共に下降途中
の位置（Ｚ）にある。次の図１６においては、弾性体２
は、直立位置に移動すると共に、可動部材１０は右方向
（矢印）に移動（Ｘ）して最も下降した位置（Ｚ）にあ
る。図１７においては、弾性体２は右方向側に大きく屈
曲し、可動部材１０は右方向（矢印）に移動（Ｘ）する
と共に上昇途中の位置（Ｚ）にある。また、図１８にお
いては、弾性体２は右方向側に大きく屈曲し、可動部材
１０は上昇途中の位置（Ｚ）にあると共に弾性体２とは
離間した位置にある。図１９においては、弾性体２は直
立した位置にあり、可動部材１０は上昇した位置にある
と共に、弾性体２とは離間している位置にある。図２０
においては、弾性体２は左方向側に移動屈曲し、可動部
材１０は下降途中の位置にあると共に弾性体２とは離間
した位置にある。
【００１７】上記のした図１５〜図２０によるＺ方向と
Ｘ方向の振動作動の振動同期の変位を図２２と図２３に
て示している。即ち、図２２はＺ方向の振動変位を示
し、図２３はＸ方向の振動変位を示している。また、図
中に示す符号は、図番による作動位置を示している。即
ち、図２２と図２３は図１５〜図２０の振動同期が、ど
の位置に相当しているのかを示してる。
Ｘ方向の振動作動の振動同期の変位を図２２と図２３に
て示している。即ち、図２２はＺ方向の振動変位を示
し、図２３はＸ方向の振動変位を示している。また、図
中に示す符号は、図番による作動位置を示している。即
ち、図２２と図２３は図１５〜図２０の振動同期が、ど
の位置に相当しているのかを示してる。
【００１８】上記構成と作用を有する本実施例によれ
ば、一方の振動子９に横振動を発生させ、他方の振動子
７に縦振動させ、縦振動の大きさの位相を変化させて押
圧力を制御し、横振動の大きさの位相を変化させ磨耗力
を変化させることにより、両振動の振幅と位相を最適に
制御することで両方向または二次元方向への駆動アクチ
ュエータが構成されている。
ば、一方の振動子９に横振動を発生させ、他方の振動子
７に縦振動させ、縦振動の大きさの位相を変化させて押
圧力を制御し、横振動の大きさの位相を変化させ磨耗力
を変化させることにより、両振動の振幅と位相を最適に
制御することで両方向または二次元方向への駆動アクチ
ュエータが構成されている。
【００１９】
【実施例２】図６〜図９に基づいて本発明の超音波アク
チュエータの実施例２を説明する。図６は、本発明の超
音波アクチュエータの実施例２に係わる要部を示す正面
図である。図７は、図６にて示すＡ−Ａ線よりの第１の
超音波振動子の上面図である。図８は、図７に示す第１
の振動子の作用状態を示す作用図である。図９は、図６
に示す第２の超音波振動子の作用状態を示す作用図であ
る。なお、図中において、上記実施例１と同一部材また
は同一形状および同一構成については、同一符号を付
し、その説明は省略する。
チュエータの実施例２を説明する。図６は、本発明の超
音波アクチュエータの実施例２に係わる要部を示す正面
図である。図７は、図６にて示すＡ−Ａ線よりの第１の
超音波振動子の上面図である。図８は、図７に示す第１
の振動子の作用状態を示す作用図である。図９は、図６
に示す第２の超音波振動子の作用状態を示す作用図であ
る。なお、図中において、上記実施例１と同一部材また
は同一形状および同一構成については、同一符号を付
し、その説明は省略する。
【００２０】基盤２５上の中央位置に垂直配設した直方
体形状の弾性体２が装着され、その上端面上には半球形
状の接合部材４が、整合構成されている。また、基盤２
５上の上記弾性体２の側方（右側）位置には、基盤２５
の面上に突出形成し、弾性体２と同一的な長さ寸法を有
する角形状のブロック２６が所望の間隔を設けて配設し
ている。上記角形ブロック２６の上端部の弾性体２と対
向する側面と弾性体２の対向する側面との間には、ＰＺ
Ｔなどの圧電素子を横（左右）方向に向けて積層構成し
た積層圧電素子２７のそれぞれの端部を固定装着構成し
て、図７に示すように第１の超音波振動子２８を構成し
ている。
体形状の弾性体２が装着され、その上端面上には半球形
状の接合部材４が、整合構成されている。また、基盤２
５上の上記弾性体２の側方（右側）位置には、基盤２５
の面上に突出形成し、弾性体２と同一的な長さ寸法を有
する角形状のブロック２６が所望の間隔を設けて配設し
ている。上記角形ブロック２６の上端部の弾性体２と対
向する側面と弾性体２の対向する側面との間には、ＰＺ
Ｔなどの圧電素子を横（左右）方向に向けて積層構成し
た積層圧電素子２７のそれぞれの端部を固定装着構成し
て、図７に示すように第１の超音波振動子２８を構成し
ている。
【００２１】上記した第１の超音波振動子２８の弾性体
２の上端面と一体的に接合構成された接合部材４の半球
形状の上面には、アルミナまたはセラミックスなどの耐
磨耗材により平板形状に形成された接合部材２９の下面
と当接している。この接合部材２９には、その上方向に
可動部３０の下面中程に形成した凹部３４の内径と同一
面積の隣青銅材などの材料により形成された平板形状の
弾性体３１を上記内径内に固定配設し、その上下のそれ
ぞれの面に上記弾性体３１よりやや小形の面積に形成さ
れたＰＺＴなどの圧電素子３２と３３をそれぞれの面
（上下）と一体的に接合構成し、バイモルフ構成してい
る。上記圧電素子３３の下面中央位置と、上記接合部材
２９の上面とを固設して、第２の超音波振動子３５を構
成している。
２の上端面と一体的に接合構成された接合部材４の半球
形状の上面には、アルミナまたはセラミックスなどの耐
磨耗材により平板形状に形成された接合部材２９の下面
と当接している。この接合部材２９には、その上方向に
可動部３０の下面中程に形成した凹部３４の内径と同一
面積の隣青銅材などの材料により形成された平板形状の
弾性体３１を上記内径内に固定配設し、その上下のそれ
ぞれの面に上記弾性体３１よりやや小形の面積に形成さ
れたＰＺＴなどの圧電素子３２と３３をそれぞれの面
（上下）と一体的に接合構成し、バイモルフ構成してい
る。上記圧電素子３３の下面中央位置と、上記接合部材
２９の上面とを固設して、第２の超音波振動子３５を構
成している。
【００２２】上記構成の第１の超音波振動子２８は、図
７に示すように弾性体２と角形ブロック２６との間を積
層圧電素子２７にて橋架的に連設構成したことにより、
図８にて示すように、正弦波交流を印加すると弾性体２
は、矢印にて示す方向に大きく屈曲振動（点線）作用す
る。また、第２の超音波振動子３５は、図９にて示すよ
うに、弾性体３１の上下両面にバイモルフ的に接合構成
した圧電素子３２と３３に正弦波交流を印加することに
より弾性体３１は上下方向への屈曲振動（矢印）が発生
し、断面形状が両凸レンズ形状に屈曲振動する。この振
動による振幅は、共振周波数近傍において大きく振幅が
得られるという利点がある。
７に示すように弾性体２と角形ブロック２６との間を積
層圧電素子２７にて橋架的に連設構成したことにより、
図８にて示すように、正弦波交流を印加すると弾性体２
は、矢印にて示す方向に大きく屈曲振動（点線）作用す
る。また、第２の超音波振動子３５は、図９にて示すよ
うに、弾性体３１の上下両面にバイモルフ的に接合構成
した圧電素子３２と３３に正弦波交流を印加することに
より弾性体３１は上下方向への屈曲振動（矢印）が発生
し、断面形状が両凸レンズ形状に屈曲振動する。この振
動による振幅は、共振周波数近傍において大きく振幅が
得られるという利点がある。
【００２３】上記した第１の超音波振動子２８の振動と
第２の超音波振動子３５の振動と接合部材４と２９とを
組み合わせ構成し、その互いの位相を所望の値にコント
ロールすることにより、図１５〜図２０および図２２〜
図２３にて示すような作動を行うアクチュエータを得る
ことができる。
第２の超音波振動子３５の振動と接合部材４と２９とを
組み合わせ構成し、その互いの位相を所望の値にコント
ロールすることにより、図１５〜図２０および図２２〜
図２３にて示すような作動を行うアクチュエータを得る
ことができる。
【００２４】
【実施例３】図１０〜図１４に基づいて本発明の超音波
アクチュエータの実施例３を説明する。図１０は、本発
明の超音波アクチュエータの実施例３に係わる要部を示
す正面図である。図１１は、図１０に示すＡ−Ａ線より
の第１の超音波振動子を示す上面図である。図１２は、
図１１に示す第１の超音波振動子の振動方向を示す作用
図である。図１３は、図１０に示す第２の超音波振動子
による振動方向を示す作用図である。図１４は、図１０
の変形例の要部を示す上面図である。なお、図中におい
て上記実施例１および実施例２と同一部材または同一形
状および同一構成には、同一符号を付し、その説明は省
略する。
アクチュエータの実施例３を説明する。図１０は、本発
明の超音波アクチュエータの実施例３に係わる要部を示
す正面図である。図１１は、図１０に示すＡ−Ａ線より
の第１の超音波振動子を示す上面図である。図１２は、
図１１に示す第１の超音波振動子の振動方向を示す作用
図である。図１３は、図１０に示す第２の超音波振動子
による振動方向を示す作用図である。図１４は、図１０
の変形例の要部を示す上面図である。なお、図中におい
て上記実施例１および実施例２と同一部材または同一形
状および同一構成には、同一符号を付し、その説明は省
略する。
【００２５】本実施例と上記実施例１および実施例２と
の構成上の相違点は、図１０に示すように実施例１の一
部と実施例２の一部とを組み合わせ構成したものであ
る。即ち、本実施例における第１の超音波振動子２８
は、実施例２の第１の超音波振動子２８と同一構成した
ものを用いている。また、本実施例における第２の超音
波振動子９は、実施例１の第２の超音波振動子９と同一
構成のものを用いている。
の構成上の相違点は、図１０に示すように実施例１の一
部と実施例２の一部とを組み合わせ構成したものであ
る。即ち、本実施例における第１の超音波振動子２８
は、実施例２の第１の超音波振動子２８と同一構成した
ものを用いている。また、本実施例における第２の超音
波振動子９は、実施例１の第２の超音波振動子９と同一
構成のものを用いている。
【００２６】従って、その作用においても、図１１およ
び図１２には既に説明したように、第１の超音波振動子
２８に正弦波交流を印加刷ると図１２に示すように弾性
体２は矢印に示す左右方向に屈曲振動（点線）作動す
る。また、第２の超音波振動子９に正弦波交流を印加す
ると図１３に示すように、矢印に示す上下方向に振動
（点線）を発生する。上記第１の超音波振動子２８と第
２の超音波振動子９との振動を組み合わせることにより
互の接合部材４と３は、接触・押圧されて図１５〜図２
０および図２２，図２３に示す作用を繰り返したアクチ
ュエータの駆動が行われる。なお、本実施例においては
第１の超音波振動子２８と第２の超音波振動子９と共に
積層圧電素子２７と８にて構成装着しているので、振動
子の共振周波数以外で駆動しても、アクチュエータ駆動
に必要な振動振幅が得られるという利点がある。
び図１２には既に説明したように、第１の超音波振動子
２８に正弦波交流を印加刷ると図１２に示すように弾性
体２は矢印に示す左右方向に屈曲振動（点線）作動す
る。また、第２の超音波振動子９に正弦波交流を印加す
ると図１３に示すように、矢印に示す上下方向に振動
（点線）を発生する。上記第１の超音波振動子２８と第
２の超音波振動子９との振動を組み合わせることにより
互の接合部材４と３は、接触・押圧されて図１５〜図２
０および図２２，図２３に示す作用を繰り返したアクチ
ュエータの駆動が行われる。なお、本実施例においては
第１の超音波振動子２８と第２の超音波振動子９と共に
積層圧電素子２７と８にて構成装着しているので、振動
子の共振周波数以外で駆動しても、アクチュエータ駆動
に必要な振動振幅が得られるという利点がある。
【００２７】また、本実施例の変形例として、図１４に
て示したように、本実施例による第１の超音波振動子２
８を構成した弾性体２の先端部外周壁面とブロック２６
間に積層圧電素子２７を橋架的に構成したのに対し、弾
性体２の外周壁面の上記積層圧電素子２７を橋架構成し
た位置より９０°位置をずらせた位置に、上記ブロック
２６と同一形状のブロック２８を所望の間隔を設けて対
向配設し、その対向配設した間隔内に多数の圧電素子３
６を積層構成して弾性体２をＹ方向に屈曲振動するよう
構成し、滑車１３，１４，１５，１６に替えて、可動部
材１０がＸＹ方向へ自在に移動可能とする手段、例えば
ボール状の回転体にて支持させて移動することにより移
動範囲を拡大とする。
て示したように、本実施例による第１の超音波振動子２
８を構成した弾性体２の先端部外周壁面とブロック２６
間に積層圧電素子２７を橋架的に構成したのに対し、弾
性体２の外周壁面の上記積層圧電素子２７を橋架構成し
た位置より９０°位置をずらせた位置に、上記ブロック
２６と同一形状のブロック２８を所望の間隔を設けて対
向配設し、その対向配設した間隔内に多数の圧電素子３
６を積層構成して弾性体２をＹ方向に屈曲振動するよう
構成し、滑車１３，１４，１５，１６に替えて、可動部
材１０がＸＹ方向へ自在に移動可能とする手段、例えば
ボール状の回転体にて支持させて移動することにより移
動範囲を拡大とする。
【００２８】
【発明の効果】上記構成による本発明によれば、弾性体
に圧電素子を配設した第１の超音波振動子と可動部材に
圧電素子を配設した第２の超音波振動子を耐磨耗材によ
りなる接合部材を介して連設構成したので、耐久性に優
れると共に出力の大きい超音波アクチュエータが得られ
るという効果を奏する。
に圧電素子を配設した第１の超音波振動子と可動部材に
圧電素子を配設した第２の超音波振動子を耐磨耗材によ
りなる接合部材を介して連設構成したので、耐久性に優
れると共に出力の大きい超音波アクチュエータが得られ
るという効果を奏する。
【図１】本発明の超音波アクチュエータの実施例１に係
わる要部を示す正面図である。
わる要部を示す正面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線よりの第１の超音波振動子
の構成と作動方向を示す上面図である。
の構成と作動方向を示す上面図である。
【図３】図１にて示すＢ−Ｂ線よりの第１と第２との超
音波振動子の構成と作動方向を概略にて示す上面図であ
る。
音波振動子の構成と作動方向を概略にて示す上面図であ
る。
【図４】図１に示す第２の超音波振動子による作用状態
を示す作用図である。
を示す作用図である。
【図５】図２に示す第１の超音波振動子による作用状態
を示す作用図である。
を示す作用図である。
【図６】本発明の超音波アクチュエータの実施例２に係
わる要部を示す正面図である。
わる要部を示す正面図である。
【図７】図６にて示すＡ−Ａ線よりの第１の超音波振動
子の構成を示す上面図である。
子の構成を示す上面図である。
【図８】図７の第１の超音波振動子による作用状態を示
す作用図である。
す作用図である。
【図９】図６に示す第２の超音波振動子による作用状態
を示す作用図である。
を示す作用図である。
【図１０】本発明の超音波アクチュエータの実施例３に
係わる要部を示す正面図である。
係わる要部を示す正面図である。
【図１１】図１０に示すＡ−Ａ線よりの第１の超音波振
動子の構成を示す上面図である。
動子の構成を示す上面図である。
【図１２】図１１に示す第１の超音波振動子の作動状態
を示す作用図である。
を示す作用図である。
【図１３】図１０に示す第２の超音波振動子の振動方向
を示す作用図である。
を示す作用図である。
【図１４】図１０に示す本発明の超音波アクチュエータ
の実施例３の変形例の概要を示す上面図である。
の実施例３の変形例の概要を示す上面図である。
【図１５】本発明による超音波アクチュエータの振動作
用を示した作用図である。
用を示した作用図である。
【図１６】本発明による超音波アクチュエータの振動作
用を示した作用図である。
用を示した作用図である。
【図１７】本発明による超音波アクチュエータの振動作
用を示した作用図である。
用を示した作用図である。
【図１８】本発明による超音波アクチュエータの振動作
用を示した作用図である。
用を示した作用図である。
【図１９】本発明による超音波アクチュエータの振動作
用を示した作用図である。
用を示した作用図である。
【図２０】本発明による超音波アクチュエータの振動作
用を示した作用図である。
用を示した作用図である。
【図２１】本発明による超音波アクチュエータの振動方
向を示した作用図である。
向を示した作用図である。
【図２２】図１５〜図１７にて示したＺ方向の振動周期
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図２３】図１８〜図２０にて示したＸ方向の振動周期
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図２４】従来の超音波振動子の斜視図である。
【図２５】図２４に示す超音波振動子による振動方向を
示す上面図である。
示す上面図である。
【図２６】図２４に示す超音波振動子による作用状態を
示す作用図である。
示す作用図である。
【図２７】図２４に示す超音波振動子による作用状態を
示す作用図である。
示す作用図である。
【図２８】図２６〜図２７の作動モードを略式にて示す
モード図である。
モード図である。
【図２９】図２４に示す超音波振動子上に可動板を載置
した状態を示す斜視図である。
した状態を示す斜視図である。
１，２５ 基盤 ２，３１ 弾性体 ３，４，２９，３７ 接合部材 ５，６，３２，３３ 圧電素子 ７，２８ 第１の振動子 ８，２７，３６ 積層圧電素子 ９，３５ 第２の振動子 １０，３０ 可動部材 １１，１２ 支柱 １３，１４，１５，１６ 滑車 ２６，２８ ブロック ３４ 凹部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３０
【補正方法】追加
【補正内容】
【図３０】図２９に示す可動板の作動方向を示す作用図
である。
である。
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】近年超音波モータの研究・開発が盛んに
行われており、そのうちの一部は既に実用化されてい
る。これらは、何れも超音波楕円振動を発生させ、この
振動に可動体を押圧接触させて駆動源としている。上記
既知の技術のうちの一つに特開平２−７８７５号公報が
ある。この公報に記載された超音波振動子の駆動装置の
構成を図２４〜図３０に基づいて説明する。図２４〜図
３０は、上記公報に記載された一実施例を示し、図２４
は振動子の斜視図を示している。図２５は、図２４の上
面図である。図２６〜図２７は振動モードを略式に示す
側面図であり、図２８はこれらの振動モードが合成され
て惰性運動が構成されていることを示している。図２９
〜図３０は、この振動子によるアクチュエータの構成図
である。
行われており、そのうちの一部は既に実用化されてい
る。これらは、何れも超音波楕円振動を発生させ、この
振動に可動体を押圧接触させて駆動源としている。上記
既知の技術のうちの一つに特開平２−７８７５号公報が
ある。この公報に記載された超音波振動子の駆動装置の
構成を図２４〜図３０に基づいて説明する。図２４〜図
３０は、上記公報に記載された一実施例を示し、図２４
は振動子の斜視図を示している。図２５は、図２４の上
面図である。図２６〜図２７は振動モードを略式に示す
側面図であり、図２８はこれらの振動モードが合成され
て惰性運動が構成されていることを示している。図２９
〜図３０は、この振動子によるアクチュエータの構成図
である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】なお、上記屈曲振動は振動子の共振を利用
することで単層の圧電素子でも大振幅が得られるように
構成されている。左右の屈曲振動と上下の縦振動の位相
を適当に調整して合成することにより、図２８に示すよ
うな楕円振動が得られる。この楕円振動している振動子
上の半球形状の摺動部材５４上に、正方板形状の可動体
５５（図２９）を押圧接触することにより可動板を図３
０に示すＸ・Ｙ・Ｚ方向にそれぞれ移動させている。
することで単層の圧電素子でも大振幅が得られるように
構成されている。左右の屈曲振動と上下の縦振動の位相
を適当に調整して合成することにより、図２８に示すよ
うな楕円振動が得られる。この楕円振動している振動子
上の半球形状の摺動部材５４上に、正方板形状の可動体
５５（図２９）を押圧接触することにより可動板を図３
０に示すＸ・Ｙ・Ｚ方向にそれぞれ移動させている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【作用】一方（第２）の振動子に縦方向の振動を発生さ
せ、他方（第１）の振動子に横方向の振動を発生させ
て、上記一方の振動子の縦方向の振動の大きさと、上記
他方の振動子の横方向の振動の大きさとの位相を変化さ
せ、互いの押圧力を制御すると共に、摩擦力（駆動力）
をも変化させることによって、互いの振動の振幅と位相
とを適確に制御することによって直線または二次元方向
に駆動することを可能とした超音波アクチュエータであ
る。
せ、他方（第１）の振動子に横方向の振動を発生させ
て、上記一方の振動子の縦方向の振動の大きさと、上記
他方の振動子の横方向の振動の大きさとの位相を変化さ
せ、互いの押圧力を制御すると共に、摩擦力（駆動力）
をも変化させることによって、互いの振動の振幅と位相
とを適確に制御することによって直線または二次元方向
に駆動することを可能とした超音波アクチュエータであ
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【実施例１】本発明の超音波アクチュエータの具体例を
図面に基づいて説明する。図１〜図５および図１５〜図
２３は、本発明の超音波アクチュエータに係わる実施例
１の構成と作用とを示すものである。図１は、本発明の
超音波アクチュエータの実施例１に係わる要部構成を示
す正面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ′線よりの
第１の超音波振動子の構成を示す上面図である。図３
は、第１の振動子の変形例で図１に示すＡ−Ａ′線より
の第１の超音波振動子の構成を概略にて示す上面図であ
る。図４は、第２の超音波振動子による作用状態を示す
作用図である。図５は、図２に示す第１の超音波振動子
による作用状態を示す作用図である。図１５〜図２３
は、本発明の各実施例における作用状態を概略にて示し
た作用図である。
図面に基づいて説明する。図１〜図５および図１５〜図
２３は、本発明の超音波アクチュエータに係わる実施例
１の構成と作用とを示すものである。図１は、本発明の
超音波アクチュエータの実施例１に係わる要部構成を示
す正面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ′線よりの
第１の超音波振動子の構成を示す上面図である。図３
は、第１の振動子の変形例で図１に示すＡ−Ａ′線より
の第１の超音波振動子の構成を概略にて示す上面図であ
る。図４は、第２の超音波振動子による作用状態を示す
作用図である。図５は、図２に示す第１の超音波振動子
による作用状態を示す作用図である。図１５〜図２３
は、本発明の各実施例における作用状態を概略にて示し
た作用図である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】図１に示すように基盤１上の中央位置に、
垂直に配設した隣青銅材などにより形成された直方体形
状の弾性体２が装着されている。この弾性体２の上面に
は、アルミナセラミックスなどの耐磨耗材により半球形
状に形成された接合部材４の半球面を上方にし、その底
面を接着剤などにより一体的に接合接着されている。ま
た、弾性体１の対向した側壁面（左右面）には、側面形
状と同形状に形成されたＰＺＴなどの圧電素子５と６が
それぞれ接着構成されて、第１の超音波振動子７を構成
している。
垂直に配設した隣青銅材などにより形成された直方体形
状の弾性体２が装着されている。この弾性体２の上面に
は、アルミナセラミックスなどの耐磨耗材により半球形
状に形成された接合部材４の半球面を上方にし、その底
面を接着剤などにより一体的に接合接着されている。ま
た、弾性体１の対向した側壁面（左右面）には、側面形
状と同形状に形成されたＰＺＴなどの圧電素子５と６が
それぞれ接着構成されて、第１の超音波振動子７を構成
している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】上記構成の第１の超音波振動子７の分極方
向は、図２に示すように、弾性体２の左右側面にそれぞ
れ接着構成した圧電素子５，６の方向に屈曲振動するよ
うになっている。即ち、圧電素子５，６は図２および図
３の矢印方向に分極されており、交番電圧を印加する
と、図５に示す様に屈曲振動する。この屈曲振動による
振幅は、屈曲の共振周波数の近傍で振幅が大きくとれ
る。
向は、図２に示すように、弾性体２の左右側面にそれぞ
れ接着構成した圧電素子５，６の方向に屈曲振動するよ
うになっている。即ち、圧電素子５，６は図２および図
３の矢印方向に分極されており、交番電圧を印加する
と、図５に示す様に屈曲振動する。この屈曲振動による
振幅は、屈曲の共振周波数の近傍で振幅が大きくとれ
る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】上記弾性体１の上端面に装着した接合部材
４の半球面上には、アルミナセラミックスなどの耐磨耗
材により形成された正方形状に形成された接合部材３
が、その底面を当接配設されている。接合部材３の上端
面中央位置には、正方形状の板部材に形成された多数の
圧電素子を積層構成した積層圧電素子８が一体的に装着
されて、第２の超音波振動子９を構成している。
４の半球面上には、アルミナセラミックスなどの耐磨耗
材により形成された正方形状に形成された接合部材３
が、その底面を当接配設されている。接合部材３の上端
面中央位置には、正方形状の板部材に形成された多数の
圧電素子を積層構成した積層圧電素子８が一体的に装着
されて、第２の超音波振動子９を構成している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】上記構成による第１と第２の超音波振動子
７の分極方向は、図２の矢印方向であり、図５の矢印に
て示す方向に振動する。第２の超音波振動子は図４の矢
印方向に振動する。即ち、耐磨耗材よりなる接合部材３
上に多数の圧電素子を積層構成した圧電素子８および弾
性体２の両側面に接着した振動子５，６にそれぞれ正弦
波交流を印加すると、図４および図５に矢印にて示すよ
うに上下および左右方向への振動が発生するよう構成さ
れている。
７の分極方向は、図２の矢印方向であり、図５の矢印に
て示す方向に振動する。第２の超音波振動子は図４の矢
印方向に振動する。即ち、耐磨耗材よりなる接合部材３
上に多数の圧電素子を積層構成した圧電素子８および弾
性体２の両側面に接着した振動子５，６にそれぞれ正弦
波交流を印加すると、図４および図５に矢印にて示すよ
うに上下および左右方向への振動が発生するよう構成さ
れている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】上記構成よりなる本実施例の作用を説明す
る。第１の超音波振動子７と第２の超音波振動子９に、
正弦波交流を印加すると、第１の超音波振動子７は弾性
体２は、図５に矢印にて示すように左右方向に屈曲振動
する。また、第２の超音波振動子９は積層圧電素子８
は、図４に示すように上下方向に振動する。上記２個の
それぞれの超音波振動子７，９の振動量をコントロール
して最適な振動を構成することにより図１５〜図２０に
示すようなアクチュエータを作動することができる。
る。第１の超音波振動子７と第２の超音波振動子９に、
正弦波交流を印加すると、第１の超音波振動子７は弾性
体２は、図５に矢印にて示すように左右方向に屈曲振動
する。また、第２の超音波振動子９は積層圧電素子８
は、図４に示すように上下方向に振動する。上記２個の
それぞれの超音波振動子７，９の振動量をコントロール
して最適な振動を構成することにより図１５〜図２０に
示すようなアクチュエータを作動することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】即ち、図１５に示すは、弾性体２が左方向
側に屈曲し、滑車１３，１４，１５，１６に支持された
接合部材３は左右方向の初期位置（Ｘ）にあると共に下
降途中の位置（Ｚ）にある。次の図１６においては、弾
性体２は、直立位置に移動すると共に、接合部材３は右
方向（矢印）に移動（Ｘ）して最も下降した位置（Ｚ）
にある。図１７においては、弾性体２は右方向側に大き
く屈曲し、接合部材３は右方向（矢印）に移動（Ｘ）す
ると共に上昇途中の位置（Ｚ）にある。また、図１８に
おいては、弾性体２は右方向側に大きく屈曲し、接合部
材３は上昇途中の位置（Ｚ）にあると共に弾性体２とは
離間した位置にある。図１９においては、弾性体２は直
立した位置にあり、接合部材３は上昇した位置にあると
共に、弾性体２とは離間している位置にある。図２０に
おいては、弾性体２は左方向側に移動屈曲し、接合部材
３は下降途中の位置にあると共に弾性体２とは離間した
位置にある。
側に屈曲し、滑車１３，１４，１５，１６に支持された
接合部材３は左右方向の初期位置（Ｘ）にあると共に下
降途中の位置（Ｚ）にある。次の図１６においては、弾
性体２は、直立位置に移動すると共に、接合部材３は右
方向（矢印）に移動（Ｘ）して最も下降した位置（Ｚ）
にある。図１７においては、弾性体２は右方向側に大き
く屈曲し、接合部材３は右方向（矢印）に移動（Ｘ）す
ると共に上昇途中の位置（Ｚ）にある。また、図１８に
おいては、弾性体２は右方向側に大きく屈曲し、接合部
材３は上昇途中の位置（Ｚ）にあると共に弾性体２とは
離間した位置にある。図１９においては、弾性体２は直
立した位置にあり、接合部材３は上昇した位置にあると
共に、弾性体２とは離間している位置にある。図２０に
おいては、弾性体２は左方向側に移動屈曲し、接合部材
３は下降途中の位置にあると共に弾性体２とは離間した
位置にある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】上記構成と作用を有する本実施例によれ
ば、一方の振動子９に横振動を発生させ、他方の振動子
７に縦振動させ、縦振動の大きさの位相を変化させて押
圧力を制御し、横振動の大きさの位相を変化させ磨耗力
を変化させることにより、両振動の振幅と位相を最適に
制御することで両方向の駆動アクチュエータが構成され
ている。変形例として図３に示す様に、第１の振動子の
４側面に分極方向に矢印方向が矢印方向になる様接着構
成し、さらに図１の可動部材１０の支持部１１〜１６の
構成を可動部材１０が二次元的に移動する様に構成すれ
ば、二次元方向の駆動アクチュエータが構成されてい
る。
ば、一方の振動子９に横振動を発生させ、他方の振動子
７に縦振動させ、縦振動の大きさの位相を変化させて押
圧力を制御し、横振動の大きさの位相を変化させ磨耗力
を変化させることにより、両振動の振幅と位相を最適に
制御することで両方向の駆動アクチュエータが構成され
ている。変形例として図３に示す様に、第１の振動子の
４側面に分極方向に矢印方向が矢印方向になる様接着構
成し、さらに図１の可動部材１０の支持部１１〜１６の
構成を可動部材１０が二次元的に移動する様に構成すれ
ば、二次元方向の駆動アクチュエータが構成されてい
る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】上記した第１の超音波振動子２８の弾性体
２の上端面と一体的に接合構成された接合部材４の半球
形状の上面には、アルミナセラミックスなどの耐磨耗材
により平板形状に形成された接合部材２９の下面と当接
している。この接合部材２９には、その上方向に可動部
３０の下面中程に形成した凹部３４の内径と同一面積の
隣青銅材などの材料により形成された平板形状の弾性体
３１を上記内径内に固定配設し、その上下のそれぞれの
面に上記弾性体３１よりやや小形の面積に形成されたＰ
ＺＴなどの圧電素子３２と３３をそれぞれの面（上下）
と一体的に接合構成し、バイモルフ構成している。上記
圧電素子３３の下面中央位置と、上記接合部材２９の上
面とを固設して、第２の超音波振動子３５を構成してい
る。
２の上端面と一体的に接合構成された接合部材４の半球
形状の上面には、アルミナセラミックスなどの耐磨耗材
により平板形状に形成された接合部材２９の下面と当接
している。この接合部材２９には、その上方向に可動部
３０の下面中程に形成した凹部３４の内径と同一面積の
隣青銅材などの材料により形成された平板形状の弾性体
３１を上記内径内に固定配設し、その上下のそれぞれの
面に上記弾性体３１よりやや小形の面積に形成されたＰ
ＺＴなどの圧電素子３２と３３をそれぞれの面（上下）
と一体的に接合構成し、バイモルフ構成している。上記
圧電素子３３の下面中央位置と、上記接合部材２９の上
面とを固設して、第２の超音波振動子３５を構成してい
る。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】また、本実施例の変形例として、図１４に
て示したように、本実施例による第１の超音波振動子２
８を構成した弾性体２の先端部外周壁面とブロック２６
間に積層圧電素子２７を橋架的に構成したのに対し、弾
性体２の外周壁面の上記積層圧電素子２７を橋架構成し
た位置より９０°位置をずらせた位置に、上記ブロック
２６と同一形状のブロック２８を所望の間隔を設けて対
向配設し、その対向配設した間隔内に多数の圧電素子３
６を積層構成して弾性体２をＹ方向に屈曲振動するよう
構成し、滑車１３，１４，１５，１６に替えて、可動部
材１０がＸＹ方向へ自在に移動可能とする手段、例えば
ボール状の回転体にて支持させて移動することにより移
動範囲を二次元方向に拡大できる。
て示したように、本実施例による第１の超音波振動子２
８を構成した弾性体２の先端部外周壁面とブロック２６
間に積層圧電素子２７を橋架的に構成したのに対し、弾
性体２の外周壁面の上記積層圧電素子２７を橋架構成し
た位置より９０°位置をずらせた位置に、上記ブロック
２６と同一形状のブロック２８を所望の間隔を設けて対
向配設し、その対向配設した間隔内に多数の圧電素子３
６を積層構成して弾性体２をＹ方向に屈曲振動するよう
構成し、滑車１３，１４，１５，１６に替えて、可動部
材１０がＸＹ方向へ自在に移動可能とする手段、例えば
ボール状の回転体にて支持させて移動することにより移
動範囲を二次元方向に拡大できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１６】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１７】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１８】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１９】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２０】
Claims (1)
- 【請求項１】 弾性体に圧電素子を配設し、駆動源とし
て振動する第１の超音波振動子と、可動部材に圧電素子
を配設し、駆動源として振動する第２の超音波振動子と
を連設し、この第１と第２の超音波振動子の振動方向が
互いに直角となるように配設し、互いの振動面を耐磨耗
部材を介して摩擦接触させて上記可動部材を相対移動す
るようにしたことを特徴とする超音波アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4218557A JPH06105570A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 超音波アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4218557A JPH06105570A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 超音波アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105570A true JPH06105570A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=16721813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4218557A Withdrawn JPH06105570A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 超音波アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105570A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19744126A1 (de) * | 1997-10-01 | 1999-04-15 | Thomas Ludwig Dipl Phys Kalka | Vorrichtung zur Positionierung im nm-Bereich |
| JP2001286164A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ、及び超音波モータ付電子機器 |
| US8436513B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-05-07 | Panasonic Corporation | Drive unit |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP4218557A patent/JPH06105570A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19744126A1 (de) * | 1997-10-01 | 1999-04-15 | Thomas Ludwig Dipl Phys Kalka | Vorrichtung zur Positionierung im nm-Bereich |
| JP2001286164A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ、及び超音波モータ付電子機器 |
| JP4672828B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2011-04-20 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ、及び超音波モータ付電子機器 |
| US8436513B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-05-07 | Panasonic Corporation | Drive unit |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |