JPH06197572A - 振動式駆動装置 - Google Patents
振動式駆動装置Info
- Publication number
- JPH06197572A JPH06197572A JP4358324A JP35832492A JPH06197572A JP H06197572 A JPH06197572 A JP H06197572A JP 4358324 A JP4358324 A JP 4358324A JP 35832492 A JP35832492 A JP 35832492A JP H06197572 A JPH06197572 A JP H06197572A
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- driving
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動式駆動装置において、複雑な動作を可能
にすること。 【構成】 回転体３０を回転方向３３に駆動する駆動面
１１を有する第１振動式駆動手段１０と前記回転体３０
をスラスト方向３４に駆動する駆動面２１を有する第２
駆動手段２０とを具備する振動式駆動装置。
にすること。 【構成】 回転体３０を回転方向３３に駆動する駆動面
１１を有する第１振動式駆動手段１０と前記回転体３０
をスラスト方向３４に駆動する駆動面２１を有する第２
駆動手段２０とを具備する振動式駆動装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、振動式駆動装置に関
し、特に複雑な動作が可能な振動式駆動装置に関するも
のである。
し、特に複雑な動作が可能な振動式駆動装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動式駆動装置は超音波モーター
のステーターとして使用されている。図４はこの従来例
を示す。図４において、振動式駆動装置４０は、２枚の
リング状圧電体振動子４３，４５、この圧電体振動子４
３，４５に挟まれるように配設されている分割電極４４
ａ，４４ｂ、圧電体振動子４５の図示下面に接するよう
に配設されているリング状電極４６、この電極４６の図
示下面に接するように配置されている金属ブロック４７
及び圧電体振動子４３の図示上面に接するように配置さ
れている金属ブロック４２からなる。この金属ブロック
４２の図示上面が駆動面４１である。また金属ブロック
４２と金属ブロック４７とは金属ロッド４８により結合
されている。回転体５０の回転面５１は前記駆動面４１
に加圧当接されている。また電極４６が接地されてい
る。このとき金属ロッド４８を介して金属ブロック４２
も接地される。更に高周波電源４９が分割電極４４ａ
（又は４４ｂ）と電極４６間に印加される。この状態
で、駆動面４１に縦振動及び屈曲振動が現れるので、駆
動面４１の任意の一点は高周波の楕円軌道を描いて運動
する。このとき駆動面４１の内回転体５０の回転面５１
に当接している部分は、前記楕円軌道運動の１回転によ
り、回転面５１に当接する接触圧の強弱変化サイクルを
１回行う。そして前記楕円軌道運動により回転面５１を
回転駆動する力は、この接触圧が弱いときに小さく、こ
の接触圧が強いときに大きい。更に回転体５０には慣性
があるので、回転面５１は、この接触圧が強いときの前
記楕円軌道運動の方向に回転駆動される。このため回転
体５０は一方向に回転する。
のステーターとして使用されている。図４はこの従来例
を示す。図４において、振動式駆動装置４０は、２枚の
リング状圧電体振動子４３，４５、この圧電体振動子４
３，４５に挟まれるように配設されている分割電極４４
ａ，４４ｂ、圧電体振動子４５の図示下面に接するよう
に配設されているリング状電極４６、この電極４６の図
示下面に接するように配置されている金属ブロック４７
及び圧電体振動子４３の図示上面に接するように配置さ
れている金属ブロック４２からなる。この金属ブロック
４２の図示上面が駆動面４１である。また金属ブロック
４２と金属ブロック４７とは金属ロッド４８により結合
されている。回転体５０の回転面５１は前記駆動面４１
に加圧当接されている。また電極４６が接地されてい
る。このとき金属ロッド４８を介して金属ブロック４２
も接地される。更に高周波電源４９が分割電極４４ａ
（又は４４ｂ）と電極４６間に印加される。この状態
で、駆動面４１に縦振動及び屈曲振動が現れるので、駆
動面４１の任意の一点は高周波の楕円軌道を描いて運動
する。このとき駆動面４１の内回転体５０の回転面５１
に当接している部分は、前記楕円軌道運動の１回転によ
り、回転面５１に当接する接触圧の強弱変化サイクルを
１回行う。そして前記楕円軌道運動により回転面５１を
回転駆動する力は、この接触圧が弱いときに小さく、こ
の接触圧が強いときに大きい。更に回転体５０には慣性
があるので、回転面５１は、この接触圧が強いときの前
記楕円軌道運動の方向に回転駆動される。このため回転
体５０は一方向に回転する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、回転体５０を回転駆動するのみで、こ
れ以外の動作を組み合わせて、回転体５０を複雑に動作
させることができなかった。したがって本発明の課題
は、上述の従来例の欠点をなくし回転体を複雑に動作さ
せることができる振動式駆動装置を提供することであ
る。
来例においては、回転体５０を回転駆動するのみで、こ
れ以外の動作を組み合わせて、回転体５０を複雑に動作
させることができなかった。したがって本発明の課題
は、上述の従来例の欠点をなくし回転体を複雑に動作さ
せることができる振動式駆動装置を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の構成は、回転体を回転方向に回転するように駆
動する駆動面を有する第１振動式駆動手段と、前記回転
体をスラスト方向に移動するように駆動する駆動面を有
する第２振動式駆動手段とを具備する振動式駆動装置で
ある。
本発明の構成は、回転体を回転方向に回転するように駆
動する駆動面を有する第１振動式駆動手段と、前記回転
体をスラスト方向に移動するように駆動する駆動面を有
する第２振動式駆動手段とを具備する振動式駆動装置で
ある。
【０００５】
【作用】上記構成の振動式駆動装置においては、第１振
動式駆動手段の駆動面が回転体を回転方向に回転駆動
し、第２振動式駆動手段の駆動面が前記回転体をスラス
ト方向に駆動する。このため前記回転体に回転とスラス
ト方向の移動との両方の動作をさせることができる。
動式駆動手段の駆動面が回転体を回転方向に回転駆動
し、第２振動式駆動手段の駆動面が前記回転体をスラス
ト方向に駆動する。このため前記回転体に回転とスラス
ト方向の移動との両方の動作をさせることができる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１は本発明の一実施例の全体を示し、図
２はこの一実施例に使用される第１駆動手段の分解組立
を示し、図３はこの一実施例に使用される第２駆動手段
の分解組立を示す。図１において、振動式駆動装置１
は、第１駆動手段１０及び第２駆動手段２０からなる。
図２に示すように、第１駆動手段１０は、先端部分に階
段状ホーン１２が形成された円柱状金属ブロック１３、
リング状圧電体振動子１４、分割電極１５ａ，１５ｂ、
リング状圧電体振動子１６、リング状電極１７及び金属
ブロック１８が順次当接するように積層されている。金
属ロッド１９の両端には、一対のねじ１９ａ、１９ｂが
形成されている。また金属ブロック１３の図示下面にね
じ穴１３ａが形成され、金属ブロック１８の図示上面に
ねじ穴１８ａが形成されている。ねじ１９ａはねじ穴１
３ａにねじ込まれ、ねじ１９ｂはねじ穴１８ａにねじ込
まれる。このようにしてロッド１９は、金属ブロック１
３と金属ブロック１８を強固に連結する。またこの連結
によって、圧電体振動子１４、分割電極１５ａ，１５
ｂ、圧電体振動子１６及び電極１７は、金属ブロック１
３と金属ブロック１８とによって挟まれているので、強
固に固定される。また、駆動面１１はホーン１２の先端
に形成されている。図３に示すように、第２駆動手段２
０は、先端に階段状ホーン２２が形成された円柱状金属
ブロック２３、リング状圧電体振動子２４、分割電極２
５ａ，２５ｂ、リング状圧電体振動子２６、リング状電
極２７及び金属ブロック２８が順次当接するように積層
されている。上述のロッド１９と同様に金属ロッド２９
は、金属ブロック２３と金属ブロック２８を強固に連結
する。なおロッド２９の一方のねじ２９ａは金属ブロッ
ク２３のねじ穴２３ａにねじ込まれ、一方ロッド２９の
他方のねじ２９ｂは金属ブロック２８のねじ穴２８ａに
ねじ込まれる。またこの連結によって、圧電体振動子２
４、分割電極２５ａ，２５ｂ、圧電体振動子２６及び電
極２７は、金属ブロック２３と金属ブロック２８とによ
って挟まれているので、強固に固定される。また、駆動
面２１はホーン２２の先端に形成されている。
ら説明する。図１は本発明の一実施例の全体を示し、図
２はこの一実施例に使用される第１駆動手段の分解組立
を示し、図３はこの一実施例に使用される第２駆動手段
の分解組立を示す。図１において、振動式駆動装置１
は、第１駆動手段１０及び第２駆動手段２０からなる。
図２に示すように、第１駆動手段１０は、先端部分に階
段状ホーン１２が形成された円柱状金属ブロック１３、
リング状圧電体振動子１４、分割電極１５ａ，１５ｂ、
リング状圧電体振動子１６、リング状電極１７及び金属
ブロック１８が順次当接するように積層されている。金
属ロッド１９の両端には、一対のねじ１９ａ、１９ｂが
形成されている。また金属ブロック１３の図示下面にね
じ穴１３ａが形成され、金属ブロック１８の図示上面に
ねじ穴１８ａが形成されている。ねじ１９ａはねじ穴１
３ａにねじ込まれ、ねじ１９ｂはねじ穴１８ａにねじ込
まれる。このようにしてロッド１９は、金属ブロック１
３と金属ブロック１８を強固に連結する。またこの連結
によって、圧電体振動子１４、分割電極１５ａ，１５
ｂ、圧電体振動子１６及び電極１７は、金属ブロック１
３と金属ブロック１８とによって挟まれているので、強
固に固定される。また、駆動面１１はホーン１２の先端
に形成されている。図３に示すように、第２駆動手段２
０は、先端に階段状ホーン２２が形成された円柱状金属
ブロック２３、リング状圧電体振動子２４、分割電極２
５ａ，２５ｂ、リング状圧電体振動子２６、リング状電
極２７及び金属ブロック２８が順次当接するように積層
されている。上述のロッド１９と同様に金属ロッド２９
は、金属ブロック２３と金属ブロック２８を強固に連結
する。なおロッド２９の一方のねじ２９ａは金属ブロッ
ク２３のねじ穴２３ａにねじ込まれ、一方ロッド２９の
他方のねじ２９ｂは金属ブロック２８のねじ穴２８ａに
ねじ込まれる。またこの連結によって、圧電体振動子２
４、分割電極２５ａ，２５ｂ、圧電体振動子２６及び電
極２７は、金属ブロック２３と金属ブロック２８とによ
って挟まれているので、強固に固定される。また、駆動
面２１はホーン２２の先端に形成されている。
【０００７】回転体３０は、円柱状回転軸３１とこの回
転軸３１の先端に固定された円板状回転板３２からな
る。前記第１駆動手段１０の駆動面１１は、この回転軸
３１を回転方向に駆動するように、この回転軸３１に圧
接されている。一方、前記第２駆動手段２０の駆動面２
１は、この回転軸３１をスラスト方向に駆動するよう
に、この回転軸３１に圧接されている。このため、前記
駆動面１１と駆動面２１とは、前記回転軸３１を挟むよ
うに配置されている。
転軸３１の先端に固定された円板状回転板３２からな
る。前記第１駆動手段１０の駆動面１１は、この回転軸
３１を回転方向に駆動するように、この回転軸３１に圧
接されている。一方、前記第２駆動手段２０の駆動面２
１は、この回転軸３１をスラスト方向に駆動するよう
に、この回転軸３１に圧接されている。このため、前記
駆動面１１と駆動面２１とは、前記回転軸３１を挟むよ
うに配置されている。
【０００８】以上の構成により、第１駆動手段１０にお
いて、電極１７を接地する。このとき金属ロッド１９が
導電性なので、このロッド１９を介して金属ブロック１
３も接地される。更に分割電極１５ａ（又は分割電極１
５ｂ）に高周波数の交流電圧を印加すると、圧電体振動
子１４，１６により縦振動及び屈曲振動が発生する。第
１駆動手段１０の長さ（金属ブロック１８の図示下端か
ら駆動面１１までの長さ）を適当に選ぶと、第１駆動手
段１０は、前記縦振動及び屈曲振動に共振する。このた
め、この縦振動及び屈曲振動の最大振幅が駆動面１１に
現れる。更にホーン１２の図示横断面積が金属ブロック
１３の図示横断面積よりも小さくなっているので、駆動
面１１上の縦振動及び屈曲振動による変位は増大される
ことになる。同様に第２駆動手段２０において、電極２
７を接地して、分割電極２５ａ（又は分割電極２５ｂ）
に高周波数（例えば１万Ｈｚ〜２万Ｈｚ）の交流電圧を
印加すると、圧電体振動子２４，２６により縦振動及び
屈曲振動が発生する。第２駆動手段２０の長さ（金属ブ
ロック２８の図示下端から駆動面２１までの長さ）を適
当に選ぶと、第２駆動手段２０は、前記縦振動及び屈曲
振動に共振する。このため、この縦振動及び屈曲振動の
最大振幅が駆動面２１に現れる。更にホーン２２の図示
横断面積が金属ブロック２３の図示横断面積よりも小さ
くなっているので、駆動面２１上の縦振動及び屈曲振動
による変位は増大されることになる。
いて、電極１７を接地する。このとき金属ロッド１９が
導電性なので、このロッド１９を介して金属ブロック１
３も接地される。更に分割電極１５ａ（又は分割電極１
５ｂ）に高周波数の交流電圧を印加すると、圧電体振動
子１４，１６により縦振動及び屈曲振動が発生する。第
１駆動手段１０の長さ（金属ブロック１８の図示下端か
ら駆動面１１までの長さ）を適当に選ぶと、第１駆動手
段１０は、前記縦振動及び屈曲振動に共振する。このた
め、この縦振動及び屈曲振動の最大振幅が駆動面１１に
現れる。更にホーン１２の図示横断面積が金属ブロック
１３の図示横断面積よりも小さくなっているので、駆動
面１１上の縦振動及び屈曲振動による変位は増大される
ことになる。同様に第２駆動手段２０において、電極２
７を接地して、分割電極２５ａ（又は分割電極２５ｂ）
に高周波数（例えば１万Ｈｚ〜２万Ｈｚ）の交流電圧を
印加すると、圧電体振動子２４，２６により縦振動及び
屈曲振動が発生する。第２駆動手段２０の長さ（金属ブ
ロック２８の図示下端から駆動面２１までの長さ）を適
当に選ぶと、第２駆動手段２０は、前記縦振動及び屈曲
振動に共振する。このため、この縦振動及び屈曲振動の
最大振幅が駆動面２１に現れる。更にホーン２２の図示
横断面積が金属ブロック２３の図示横断面積よりも小さ
くなっているので、駆動面２１上の縦振動及び屈曲振動
による変位は増大されることになる。
【０００９】このようにして、駆動面１１上の縦振動及
び屈曲振動による変位によって、駆動面１１上の任意の
一点は、楕円軌道を描いて運動する。このため、駆動面
１１は、回転体３０の回転軸３１を回転方向３３に回転
するように駆動する。したがって回転板３２が回転方向
３３に回転する。また、駆動面２１上の縦振動及び屈曲
振動による変位によって、駆動面２１上の任意の一点
は、楕円軌道を描いて運動する。このため、駆動面２１
は、回転体３０の回転軸３１をスラスト方向３４に移動
するように駆動する。したがって回転板３２はスラスト
方向３４に移動する。前記回転方向３３の図示時計方向
もしくは反時計方向の切換は、前記交流電圧を印加する
分割電極１５ａと分割電極１５ｂの切換により可能であ
り、一方前記スラスト方向３４の図示前方もしくは後方
の切換は前記交流電圧を印加する分割電極２５ａと分割
電極２５ｂの切換により可能である。また回転方向３３
の駆動のみ行うときは、第１駆動手段１０のみで回転軸
３１を駆動し、逆にスラスト方向３４の駆動のみ行うと
きは、第２駆動手段２０のみで回転軸３１を駆動する。
なお、このとき駆動手段１０，２０のうち回転軸３１を
駆動しないものは、分割電極１５ａ（または２５ａ）及
び分割電極１５ｂ（または２５ｂ）の両方に高周波電圧
を印加することにより、縦振動のみ生じさせて、前記回
転方向３３もしくはスラスト方向３４の駆動の負荷にな
らないようにする。また第１駆動手段１０及び第２駆動
手段２０は、圧電体振動子１４，１６，２４，２６によ
る振動を振動源としているので、磁界に影響されず、応
答性及び制御性にすぐれているとともに、交流電圧を印
加しないときは、上述のように駆動面１１，２１を回転
軸３１に圧接することにより、回転軸３１の保持トルク
の高いブレーキとして動作する。なお回転体３０を回転
方向３３及びスラスト方向３４に駆動するには、上述の
ように第１及び第２駆動手段１０，２０の駆動面１１，
２１で回転軸３１を駆動する場合に限られず、前記駆動
面１１，２１により直接に回転体３０の回転板３２を駆
動してもよい。
び屈曲振動による変位によって、駆動面１１上の任意の
一点は、楕円軌道を描いて運動する。このため、駆動面
１１は、回転体３０の回転軸３１を回転方向３３に回転
するように駆動する。したがって回転板３２が回転方向
３３に回転する。また、駆動面２１上の縦振動及び屈曲
振動による変位によって、駆動面２１上の任意の一点
は、楕円軌道を描いて運動する。このため、駆動面２１
は、回転体３０の回転軸３１をスラスト方向３４に移動
するように駆動する。したがって回転板３２はスラスト
方向３４に移動する。前記回転方向３３の図示時計方向
もしくは反時計方向の切換は、前記交流電圧を印加する
分割電極１５ａと分割電極１５ｂの切換により可能であ
り、一方前記スラスト方向３４の図示前方もしくは後方
の切換は前記交流電圧を印加する分割電極２５ａと分割
電極２５ｂの切換により可能である。また回転方向３３
の駆動のみ行うときは、第１駆動手段１０のみで回転軸
３１を駆動し、逆にスラスト方向３４の駆動のみ行うと
きは、第２駆動手段２０のみで回転軸３１を駆動する。
なお、このとき駆動手段１０，２０のうち回転軸３１を
駆動しないものは、分割電極１５ａ（または２５ａ）及
び分割電極１５ｂ（または２５ｂ）の両方に高周波電圧
を印加することにより、縦振動のみ生じさせて、前記回
転方向３３もしくはスラスト方向３４の駆動の負荷にな
らないようにする。また第１駆動手段１０及び第２駆動
手段２０は、圧電体振動子１４，１６，２４，２６によ
る振動を振動源としているので、磁界に影響されず、応
答性及び制御性にすぐれているとともに、交流電圧を印
加しないときは、上述のように駆動面１１，２１を回転
軸３１に圧接することにより、回転軸３１の保持トルク
の高いブレーキとして動作する。なお回転体３０を回転
方向３３及びスラスト方向３４に駆動するには、上述の
ように第１及び第２駆動手段１０，２０の駆動面１１，
２１で回転軸３１を駆動する場合に限られず、前記駆動
面１１，２１により直接に回転体３０の回転板３２を駆
動してもよい。
【００１０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の振
動式駆動装置によれば、回転体を回転方向のみならず、
スラスト方向にも駆動することができる。このため回転
体に複雑な動作をさせることができる。
動式駆動装置によれば、回転体を回転方向のみならず、
スラスト方向にも駆動することができる。このため回転
体に複雑な動作をさせることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】前記一実施例に使用される第１駆動手段の分解
組立を示す斜視図である。
組立を示す斜視図である。
【図３】前記一実施例に使用される第２駆動手段の分解
組立を示す斜視図である。
組立を示す斜視図である。
【図４】従来例の正面図である。
１ 振動式駆動装置 １０ 第１駆動手段 １１ 第１駆動手段の駆動面 ２０ 第２駆動手段 ２１ 第２駆動手段の駆動面 ３０ 回転体 ３１ 回転体の回転軸 ３２ 回転体の回転板 ３３ 回転方向 ３４ スラスト方向
Claims (1)
- 【請求項１】 回転体を回転方向に回転するように駆動
する駆動面を有する第１振動式駆動手段と、前記回転体
をスラスト方向に移動するように駆動する駆動面を有す
る第２振動式駆動手段とを具備することを特徴とする振
動式駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358324A JPH06197572A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 振動式駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358324A JPH06197572A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 振動式駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197572A true JPH06197572A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18458716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358324A Pending JPH06197572A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 振動式駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06197572A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4836025A (en) * | 1986-03-14 | 1989-06-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Accelerometer |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4358324A patent/JPH06197572A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4836025A (en) * | 1986-03-14 | 1989-06-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Accelerometer |
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