JPH06319273A - ピエゾモーター及び、ピエゾモーターのピエゾ部材への電気信号の分配回路形成方法 - Google Patents
ピエゾモーター及び、ピエゾモーターのピエゾ部材への電気信号の分配回路形成方法Info
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- JPH06319273A JPH06319273A JP6031974A JP3197494A JPH06319273A JP H06319273 A JPH06319273 A JP H06319273A JP 6031974 A JP6031974 A JP 6031974A JP 3197494 A JP3197494 A JP 3197494A JP H06319273 A JPH06319273 A JP H06319273A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
-
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- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/0075—Electrical details, e.g. drive or control circuits or methods
- H02N2/0085—Leads; Wiring arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H02N2/009—Thermal details, e.g. cooling means
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ピエゾ部材の特性を悪化させることなく、又
利用するピエゾ部材の特性及び大きさに制約を受けるこ
となく、ピエゾモーターの出力の増大を可能にする。 【構成】 分割したピエゾ部材３をステータ７に固定
し、これらを電極２に対接させる。電極２は誘電体材料
からなる部材１を介して電気伝導通路４に電気的に接続
し、この通路から各ピエゾ部材３に電気信号を送る。
利用するピエゾ部材の特性及び大きさに制約を受けるこ
となく、ピエゾモーターの出力の増大を可能にする。 【構成】 分割したピエゾ部材３をステータ７に固定
し、これらを電極２に対接させる。電極２は誘電体材料
からなる部材１を介して電気伝導通路４に電気的に接続
し、この通路から各ピエゾ部材３に電気信号を送る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ピエゾモーターに関
し、更に詳細にはピエゾモーターにおける電気信号の分
配回路形成のための方法及び、該分配回路を有するピエ
ゾモーターに関する。
し、更に詳細にはピエゾモーターにおける電気信号の分
配回路形成のための方法及び、該分配回路を有するピエ
ゾモーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】ピエゾモーターもしくは超音波モーター
は、その振動部或いはステータの表面の全ての点におい
て楕円形の運動を与えるように、電気的エネルギーを供
給される電気歪或いはピエゾ（圧電）部材の利用を必要
とする。良く知られた従来の技術においては、リング状
もしくはディスク状のステータに徐々に進行する進行波
を発生するために、ピエゾ部材は半波長（λ／２）に相
当する扇形部に分解される。これらの扇形部の一部分
は、正弦タイプの進行波を発生し、他の部分は１／４波
長（λ／４）位相のずれた余弦タイプの進行波を発生す
る。長さでπ／２（１／４波長）、時間でπ／２位相の
ずれた定常波の結合が、徐々に進行する波を発生させ
る。上記した従来の技術においては、異なるピエゾ部材
に−正弦波、＋正弦波、−余弦波、＋余弦波を供給する
ことが必要であることに留意しなければならない。
は、その振動部或いはステータの表面の全ての点におい
て楕円形の運動を与えるように、電気的エネルギーを供
給される電気歪或いはピエゾ（圧電）部材の利用を必要
とする。良く知られた従来の技術においては、リング状
もしくはディスク状のステータに徐々に進行する進行波
を発生するために、ピエゾ部材は半波長（λ／２）に相
当する扇形部に分解される。これらの扇形部の一部分
は、正弦タイプの進行波を発生し、他の部分は１／４波
長（λ／４）位相のずれた余弦タイプの進行波を発生す
る。長さでπ／２（１／４波長）、時間でπ／２位相の
ずれた定常波の結合が、徐々に進行する波を発生させ
る。上記した従来の技術においては、異なるピエゾ部材
に−正弦波、＋正弦波、−余弦波、＋余弦波を供給する
ことが必要であることに留意しなければならない。
【０００３】ピエゾ部材を組み立てる時、ワイヤー接合
が利用され、ピエゾ部材は電極として利用されている銅
片に電気伝導性接着剤製のすずろう付け或いは溶接を介
して接続される。これらの接続は、一般に信頼できる
が、必然的に要求されるおびただしい作業及び労力によ
り高価である。更に、全てのろう付け工程は、部分的な
過熱によりピエゾ部材の残留分極作用を悪化させ、各ピ
エゾ部材における電歪効果に印加電圧の極性でヒステリ
シス現象が生じる（＋及び−印加電圧において、同様に
歪みが発生しない）傾向がある。この従来技術の利点
は、各ピエゾ部材が独立して配置されるので、高い機械
−電気変換効率をもつセラミックスを利用することがで
きることである。
が利用され、ピエゾ部材は電極として利用されている銅
片に電気伝導性接着剤製のすずろう付け或いは溶接を介
して接続される。これらの接続は、一般に信頼できる
が、必然的に要求されるおびただしい作業及び労力によ
り高価である。更に、全てのろう付け工程は、部分的な
過熱によりピエゾ部材の残留分極作用を悪化させ、各ピ
エゾ部材における電歪効果に印加電圧の極性でヒステリ
シス現象が生じる（＋及び−印加電圧において、同様に
歪みが発生しない）傾向がある。この従来技術の利点
は、各ピエゾ部材が独立して配置されるので、高い機械
−電気変換効率をもつセラミックスを利用することがで
きることである。
【０００４】現在、最も満足のゆく従来の技術は、例え
ば、米国特許第４５６２３７４号明細書に開示されるよ
うに、一部材から成るピエゾ部材（セラミックス）上の
交互の残留分極作用の遂行による。この交互の残留分極
作用は、正弦及び余弦タイプの対立した信号のために有
利である。図８及び図９に示されるように、この従来の
技術においては、リング状の一枚のピエゾ部材（セラミ
ックス）２３の一方の面に半波長（λ／２）毎に放射状
にスリットが設けられ、それにより軸方向に突出し且つ
夫々半波長（λ／２）の長さに相当する８個の連続した
突出片２３ａから成る突出片群が対称に一対形成され
る。各対称片群は１／４波長（λ／４）の長さに相当す
る突出片及び３／４波長（３λ／４）の長さに相当する
突出片を介して隣合っている。これらの突出片２３ａ
は、互いに隣合う突出片が異なる極性を有するように、
予め分極させられている。ピエゾ部材２３の他方の面に
は第１共通電極２３ｂ及び第２共通電極２３ｃが形成さ
れ、第１共通電極２３ｂは、ピエゾ部材２３の一方の突
出片群に正弦タイプの進行波を発生させることを許容
し、第２共通電極２３ｃは他方の突出片群に余弦タイプ
の進行波を発生させることを許容している。この従来技
術の簡単さは、大量生産のために非常に有利である。唯
一の線接続作業は、共通電極の正弦タイプ及び余弦タイ
プの進行波を発生する部分への接続である。
ば、米国特許第４５６２３７４号明細書に開示されるよ
うに、一部材から成るピエゾ部材（セラミックス）上の
交互の残留分極作用の遂行による。この交互の残留分極
作用は、正弦及び余弦タイプの対立した信号のために有
利である。図８及び図９に示されるように、この従来の
技術においては、リング状の一枚のピエゾ部材（セラミ
ックス）２３の一方の面に半波長（λ／２）毎に放射状
にスリットが設けられ、それにより軸方向に突出し且つ
夫々半波長（λ／２）の長さに相当する８個の連続した
突出片２３ａから成る突出片群が対称に一対形成され
る。各対称片群は１／４波長（λ／４）の長さに相当す
る突出片及び３／４波長（３λ／４）の長さに相当する
突出片を介して隣合っている。これらの突出片２３ａ
は、互いに隣合う突出片が異なる極性を有するように、
予め分極させられている。ピエゾ部材２３の他方の面に
は第１共通電極２３ｂ及び第２共通電極２３ｃが形成さ
れ、第１共通電極２３ｂは、ピエゾ部材２３の一方の突
出片群に正弦タイプの進行波を発生させることを許容
し、第２共通電極２３ｃは他方の突出片群に余弦タイプ
の進行波を発生させることを許容している。この従来技
術の簡単さは、大量生産のために非常に有利である。唯
一の線接続作業は、共通電極の正弦タイプ及び余弦タイ
プの進行波を発生する部分への接続である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術の実施は、多くの問題を招く。特に、上記
した交互の分極作用の実現が、高い機械−電気変換効率
を持つセラミックスの場合、一枚岩状のセラミックスの
破壊により、ほとんど不可能である。それゆえ、モータ
ーの比出力を増大することが困難である。それゆえに、
本発明は上記した従来技術の問題を解消し、ピエゾ部材
の特性を悪化させることなく、又利用するピエゾ部材の
特性及び大きさに制約を受けることなく、ピエゾモータ
ーの出力の増大を可能にすることを、解決すべき技術的
課題とする。
た従来の技術の実施は、多くの問題を招く。特に、上記
した交互の分極作用の実現が、高い機械−電気変換効率
を持つセラミックスの場合、一枚岩状のセラミックスの
破壊により、ほとんど不可能である。それゆえ、モータ
ーの比出力を増大することが困難である。それゆえに、
本発明は上記した従来技術の問題を解消し、ピエゾ部材
の特性を悪化させることなく、又利用するピエゾ部材の
特性及び大きさに制約を受けることなく、ピエゾモータ
ーの出力の増大を可能にすることを、解決すべき技術的
課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するために講じた本発明の技術的手段は、ハウジング
と、ハウジング内に回転不能に配設されるステータと、
該ステータの一方の面に相対回転可能に且つその一方の
面が摺接するように配設されるローターと、前記ステー
タの他方の面にその一方の面が固定され、電圧を印加さ
せることにより振動し、該振動により前記ステータに表
面波を発生させると共に前記ステータ表面に楕円運動を
起こさせるピエゾ部材を備え、該ピエゾ部材が複数の断
片に分割されているピエゾモーターにおいて、誘電体材
料から成る部材と、該部材の一方の面に前記ピエゾ部材
の複数の断片に夫々対応して設けられた電気伝導性材料
から成る複数の電極と、前記部材の他方の面に設けら
れ、夫々交互の電圧を印加される複数の電気伝導通路
と、該電気伝導通路と前記電極との間の前記部材に隣合
う電極同志が互いに交互の電圧を印加されるように設け
られ、電気伝導材料の被覆或いは装入により電気伝導性
とされた複数の連絡孔とから成る分配回路を有し、該分
配回路は前記部材の一方の面を前記ピエゾ部材の他方の
面に接合されている構成とすることである。
決するために講じた本発明の技術的手段は、ハウジング
と、ハウジング内に回転不能に配設されるステータと、
該ステータの一方の面に相対回転可能に且つその一方の
面が摺接するように配設されるローターと、前記ステー
タの他方の面にその一方の面が固定され、電圧を印加さ
せることにより振動し、該振動により前記ステータに表
面波を発生させると共に前記ステータ表面に楕円運動を
起こさせるピエゾ部材を備え、該ピエゾ部材が複数の断
片に分割されているピエゾモーターにおいて、誘電体材
料から成る部材と、該部材の一方の面に前記ピエゾ部材
の複数の断片に夫々対応して設けられた電気伝導性材料
から成る複数の電極と、前記部材の他方の面に設けら
れ、夫々交互の電圧を印加される複数の電気伝導通路
と、該電気伝導通路と前記電極との間の前記部材に隣合
う電極同志が互いに交互の電圧を印加されるように設け
られ、電気伝導材料の被覆或いは装入により電気伝導性
とされた複数の連絡孔とから成る分配回路を有し、該分
配回路は前記部材の一方の面を前記ピエゾ部材の他方の
面に接合されている構成とすることである。
【０００７】また、上記した技術的課題を解決するため
に講じた本発明の他の技術的手段は、ピエゾ部材が複数
の断片に分割されたピエゾモーターの各ピエゾ部材への
電気信号の分配回路を、ピエゾ部材に接合される誘電体
材料から成る部材の一方の面に電気伝導性材料から成
り、複数の前記ピエゾ部材に夫々対応する複数の電極を
設け、該部材の他方の面に夫々交互の電圧を印加される
複数の電気伝導通路を設け、該電気伝導通路と前記電極
との間の前記部材に隣合う電極同志が互いに交互の電圧
を印加され得るように複数の連絡孔を設け、該連絡孔を
電気伝導材料の被覆或いは装入により電気伝導性にする
ことにより形成することである。
に講じた本発明の他の技術的手段は、ピエゾ部材が複数
の断片に分割されたピエゾモーターの各ピエゾ部材への
電気信号の分配回路を、ピエゾ部材に接合される誘電体
材料から成る部材の一方の面に電気伝導性材料から成
り、複数の前記ピエゾ部材に夫々対応する複数の電極を
設け、該部材の他方の面に夫々交互の電圧を印加される
複数の電気伝導通路を設け、該電気伝導通路と前記電極
との間の前記部材に隣合う電極同志が互いに交互の電圧
を印加され得るように複数の連絡孔を設け、該連絡孔を
電気伝導材料の被覆或いは装入により電気伝導性にする
ことにより形成することである。
【０００８】
【作用】上記手段によれば、ピエゾ部材が複数の断片に
分割され、各断片は過熱されることなく分配回路により
電気信号が適宜供給されるので、ピエゾ部材の電歪効果
特性を悪化させることなく、高い機械−電気変換効率を
持つピエゾ部材を利用することができる。これにより、
ピエゾ部材を悪化させることなく、又利用するピエゾ部
材の特性及び大きさに制約を受けることなく、ピエゾモ
ーターの出力を増大させることが可能となる。
分割され、各断片は過熱されることなく分配回路により
電気信号が適宜供給されるので、ピエゾ部材の電歪効果
特性を悪化させることなく、高い機械−電気変換効率を
持つピエゾ部材を利用することができる。これにより、
ピエゾ部材を悪化させることなく、又利用するピエゾ部
材の特性及び大きさに制約を受けることなく、ピエゾモ
ーターの出力を増大させることが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に従ったピエゾモーターの実施
例を添付図面に基づき説明する。図１乃至図３におい
て、ピエゾモーターは、ハウジング９と、ハウジング９
内に回転不能に配設されるステータ７と、該ステータ７
の一方の面に相対回転可能に且つその一方の面が摺接す
るように配設されるローター８と、ステータ７の他方の
面にその一方の面を固定され、電圧を印加されることに
より振動し、該振動によりステータ７に表面波を発生さ
せると共にステータ表面に楕円運動を起こさせるピエゾ
部材３を備えている。ピエゾ部材３は、リング状を呈す
るセラミックスから成り、図３に示されるように本実施
例においては半波長（λ／２）に相当する扇形部１６個
と、１／４波長（λ／４）の長さに相当する扇形部１個
と、３／４波長（３λ／４）の長さに相当する扇形部１
個とに分割されている。半波長（λ／２）に相当する扇
形部は８個づつ連続して接合されて、一対の扇形群を形
成しており、これらの扇形群はその端部を１／４波長
（λ／４）の長さに相当する扇形部及び３／４波長（３
λ／４）の長さに相当する扇形部を介して接合されてい
る。これら半波長（λ／２）の扇形部群の一方は、正弦
タイプの進行波を発生し、他方は１／４波長（λ／４）
位相のずれた余弦タイプの進行波を発生し、長さでπ／
２（１／４波長）、時間でπ／２位相のずれた定常波の
結合が、徐々に進行する波を発生させる。このような働
きをするピエゾ部材３は、ステータ７の表面に接着を用
いて固定される。
例を添付図面に基づき説明する。図１乃至図３におい
て、ピエゾモーターは、ハウジング９と、ハウジング９
内に回転不能に配設されるステータ７と、該ステータ７
の一方の面に相対回転可能に且つその一方の面が摺接す
るように配設されるローター８と、ステータ７の他方の
面にその一方の面を固定され、電圧を印加されることに
より振動し、該振動によりステータ７に表面波を発生さ
せると共にステータ表面に楕円運動を起こさせるピエゾ
部材３を備えている。ピエゾ部材３は、リング状を呈す
るセラミックスから成り、図３に示されるように本実施
例においては半波長（λ／２）に相当する扇形部１６個
と、１／４波長（λ／４）の長さに相当する扇形部１個
と、３／４波長（３λ／４）の長さに相当する扇形部１
個とに分割されている。半波長（λ／２）に相当する扇
形部は８個づつ連続して接合されて、一対の扇形群を形
成しており、これらの扇形群はその端部を１／４波長
（λ／４）の長さに相当する扇形部及び３／４波長（３
λ／４）の長さに相当する扇形部を介して接合されてい
る。これら半波長（λ／２）の扇形部群の一方は、正弦
タイプの進行波を発生し、他方は１／４波長（λ／４）
位相のずれた余弦タイプの進行波を発生し、長さでπ／
２（１／４波長）、時間でπ／２位相のずれた定常波の
結合が、徐々に進行する波を発生させる。このような働
きをするピエゾ部材３は、ステータ７の表面に接着を用
いて固定される。
【００１０】ピエゾ部材３の他方の面には、上記した半
波長（λ／２）の扇形部群の夫々に電気信号を分配する
分配回路が形成されている。該分配回路は、図２〜図５
に示すように誘電体材料から成る部材１と、該部材１の
一方の面にピエゾ部材３の扇形部に夫々対応して設けら
れた電気伝導性材料から成る複数の電極２と、部材１の
他方の面に設けられ、夫々交互の電圧を印加される複数
の電気伝導通路４と、該電気伝導通路４と電極２との間
の部材１に、隣合う電極２同志が互いに交互の電圧を印
加されるように設けられ且つ電気伝導材料の被覆或いは
装入により電気伝導性とされた複数の連絡孔５とから構
成されている。
波長（λ／２）の扇形部群の夫々に電気信号を分配する
分配回路が形成されている。該分配回路は、図２〜図５
に示すように誘電体材料から成る部材１と、該部材１の
一方の面にピエゾ部材３の扇形部に夫々対応して設けら
れた電気伝導性材料から成る複数の電極２と、部材１の
他方の面に設けられ、夫々交互の電圧を印加される複数
の電気伝導通路４と、該電気伝導通路４と電極２との間
の部材１に、隣合う電極２同志が互いに交互の電圧を印
加されるように設けられ且つ電気伝導材料の被覆或いは
装入により電気伝導性とされた複数の連絡孔５とから構
成されている。
【００１１】図３及び図４に示すように、部材１は、本
実施例においてはピエゾ部材３とほぼ同形状のリング状
に形成されており、その一方の面に電極２が、上記した
ピエゾ部材３の扇形部の配列及び形状と一致するように
複数の扇形状に導電材の蒸着により形成されている。
尚、厳密には各電極間の隙間によりピエゾ部材３の扇形
部よりは少し小さい。本実施例においては、図５に示す
ように、４つの電気伝導通路４がその２本づつが片側の
半円部に位置するように互いに交わることなく同心円状
に導電材の蒸着により部材１の他方の面に形成されてい
る。これら電気伝導通路４は、ろう付けピン６である４
つの入力部に夫々接続されており、半円部に各２本づつ
位置する電気伝導通路４に夫々 sinタイプ及び cosタイ
プの電圧が供給されるように、該入力部には夫々− sin
（ωｔ）、＋ sin（ωｔ）、− cos（ωｔ）、＋ cos
（ωｔ）タイプの交互の電圧が印加される。部材１に
は、図３〜図５に示すように、その一方の面に位置する
扇形状の電極２にその隣合うもの同志が互いに異なる電
気伝導通路４と連絡するように、相互連絡孔５が形成さ
れており、該相互連絡孔５は電気伝導性材料の被覆によ
って、電気伝導性とされる。電極２と電気伝導通路４と
に導電材を蒸着してもよいが、所定面全域を蒸着し、必
要個所をマスキングしてエッチング処理して、電極２や
電気伝導通路４を形成してもよい。
実施例においてはピエゾ部材３とほぼ同形状のリング状
に形成されており、その一方の面に電極２が、上記した
ピエゾ部材３の扇形部の配列及び形状と一致するように
複数の扇形状に導電材の蒸着により形成されている。
尚、厳密には各電極間の隙間によりピエゾ部材３の扇形
部よりは少し小さい。本実施例においては、図５に示す
ように、４つの電気伝導通路４がその２本づつが片側の
半円部に位置するように互いに交わることなく同心円状
に導電材の蒸着により部材１の他方の面に形成されてい
る。これら電気伝導通路４は、ろう付けピン６である４
つの入力部に夫々接続されており、半円部に各２本づつ
位置する電気伝導通路４に夫々 sinタイプ及び cosタイ
プの電圧が供給されるように、該入力部には夫々− sin
（ωｔ）、＋ sin（ωｔ）、− cos（ωｔ）、＋ cos
（ωｔ）タイプの交互の電圧が印加される。部材１に
は、図３〜図５に示すように、その一方の面に位置する
扇形状の電極２にその隣合うもの同志が互いに異なる電
気伝導通路４と連絡するように、相互連絡孔５が形成さ
れており、該相互連絡孔５は電気伝導性材料の被覆によ
って、電気伝導性とされる。電極２と電気伝導通路４と
に導電材を蒸着してもよいが、所定面全域を蒸着し、必
要個所をマスキングしてエッチング処理して、電極２や
電気伝導通路４を形成してもよい。
【００１２】上記した分配回路の形成方法を順に表すと
例えば、次の通りである。例えば、３５μｍの厚さの銅
から成る電気伝導性材料の電極２を例えば１００μｍの
厚さのポリイミド或いはエポキシガラスから成る誘電体
材料の部材１の一方の面に配置し、該部材１の他方の面
に夫々交互の電圧を印加される複数の電気伝導通路４を
設け、該伝導通路と前記電極との間の小片を貫通する相
互連絡孔５を設け、電気伝導性材料の被覆或いは配置に
より前記相互連絡孔５を電気伝導性にする。尚、本発明
の好ましい実施態様によれば、相互連絡孔５の直径は0.
３〜0.８mmである。上記した分配回路は、ピエゾ部材３
に電極２の各扇形部がピエゾ部材３の扇形部に対向する
ように部材１の一方の面を１０μｍのエポキシ樹脂の薄
い層によって接合されている。これにより、各ろう付け
ピン６を介して電気伝導通路４に異なる電圧が印加され
ると、各相互連絡孔５を介してピエゾ部材３の一方の扇
形群にはその隣合う扇形部に交互に− sin（ωｔ）、＋
sin（ωｔ）、タイプの電圧が印加され、他方の扇形群
にはその隣合う扇形部に交互に− cos（ωｔ）、＋ cos
（ωｔ）タイプの電圧が印加される。上記した異なる電
圧がピエゾ部材３に印加されると、ステータ７に徐々に
進行する波を発生するように、ピエゾ部材３は振動す
る。ステータ７に発生する進行波は、ローター８との間
の摩擦力によりローター８を回転させ、ローター８と一
体回転可能にローター８に固定され、ハウジンク９外に
突出する出力軸８ａより回転出力として機械的動力を取
り出す。
例えば、次の通りである。例えば、３５μｍの厚さの銅
から成る電気伝導性材料の電極２を例えば１００μｍの
厚さのポリイミド或いはエポキシガラスから成る誘電体
材料の部材１の一方の面に配置し、該部材１の他方の面
に夫々交互の電圧を印加される複数の電気伝導通路４を
設け、該伝導通路と前記電極との間の小片を貫通する相
互連絡孔５を設け、電気伝導性材料の被覆或いは配置に
より前記相互連絡孔５を電気伝導性にする。尚、本発明
の好ましい実施態様によれば、相互連絡孔５の直径は0.
３〜0.８mmである。上記した分配回路は、ピエゾ部材３
に電極２の各扇形部がピエゾ部材３の扇形部に対向する
ように部材１の一方の面を１０μｍのエポキシ樹脂の薄
い層によって接合されている。これにより、各ろう付け
ピン６を介して電気伝導通路４に異なる電圧が印加され
ると、各相互連絡孔５を介してピエゾ部材３の一方の扇
形群にはその隣合う扇形部に交互に− sin（ωｔ）、＋
sin（ωｔ）、タイプの電圧が印加され、他方の扇形群
にはその隣合う扇形部に交互に− cos（ωｔ）、＋ cos
（ωｔ）タイプの電圧が印加される。上記した異なる電
圧がピエゾ部材３に印加されると、ステータ７に徐々に
進行する波を発生するように、ピエゾ部材３は振動す
る。ステータ７に発生する進行波は、ローター８との間
の摩擦力によりローター８を回転させ、ローター８と一
体回転可能にローター８に固定され、ハウジンク９外に
突出する出力軸８ａより回転出力として機械的動力を取
り出す。
【００１３】上記した実施例においては、２相の定常波
の結合により徐々に進行する波を発生させるピエゾモー
ターに本発明を適用したが、本発明は多相の定常波の結
合により進行波を発生させるピエゾモーターにも適用す
ることができる。例えば、長さ及び時間でπ／３位相の
ずれた３つの定常波の結合は、次の式で表される運動を
する徐々に進行する波を発生させる： ｕ＝３／２Ａ cos（ωｔ＋ｎθ）この結合モードの利点
は、２つの定常波の結合に比し出力が1.５倍増大される
ことである。
の結合により徐々に進行する波を発生させるピエゾモー
ターに本発明を適用したが、本発明は多相の定常波の結
合により進行波を発生させるピエゾモーターにも適用す
ることができる。例えば、長さ及び時間でπ／３位相の
ずれた３つの定常波の結合は、次の式で表される運動を
する徐々に進行する波を発生させる： ｕ＝３／２Ａ cos（ωｔ＋ｎθ）この結合モードの利点
は、２つの定常波の結合に比し出力が1.５倍増大される
ことである。
【００１４】図６に３相の定常波の結合を許容するλ／
６位相のずれた電極の配置を示す。この実施例において
は、リング状を呈するセラミックスから成るピエゾ部材
が、半波長（λ／２）に相当する扇形部１６個と、１／
６波長（λ／６）の長さに相当する扇形部２個と、１／
３波長（λ／３）の長さに相当する扇形部とに分割され
て、半波長（λ／２）に相当する扇形部は６個づつ連続
して接合されると共に残り４個を連続して接合され、３
つの扇形群を形成し、これら扇形群はその端部を１／６
波長（λ／６）の長さに相当する扇形部及び１／３波長
（λ／３）の長さに相当する扇形部を介して接合されて
いる。電極１２はこれらピエゾ部材の扇形部の配置及び
形状に一致するように、部材１１の一方の面にエッチン
グにより形成され、部材１１の一方の面に電極１２の各
扇形部がピエゾ部材の扇形部に対向するように１０μｍ
のエポキシ樹脂の薄い層によって接合される。
６位相のずれた電極の配置を示す。この実施例において
は、リング状を呈するセラミックスから成るピエゾ部材
が、半波長（λ／２）に相当する扇形部１６個と、１／
６波長（λ／６）の長さに相当する扇形部２個と、１／
３波長（λ／３）の長さに相当する扇形部とに分割され
て、半波長（λ／２）に相当する扇形部は６個づつ連続
して接合されると共に残り４個を連続して接合され、３
つの扇形群を形成し、これら扇形群はその端部を１／６
波長（λ／６）の長さに相当する扇形部及び１／３波長
（λ／３）の長さに相当する扇形部を介して接合されて
いる。電極１２はこれらピエゾ部材の扇形部の配置及び
形状に一致するように、部材１１の一方の面にエッチン
グにより形成され、部材１１の一方の面に電極１２の各
扇形部がピエゾ部材の扇形部に対向するように１０μｍ
のエポキシ樹脂の薄い層によって接合される。
【００１５】図７に示すように、部材１１の他方の面に
は、６本の電気伝導通路１４が形成され、各電気伝導通
路１４には上記した実施例と同様にろう付けピン１６を
介して、− sin（ωｔ）、＋ sin（ωｔ）、− sin（ω
ｔ−π／３）、＋ sin（ωｔ−π／３）、− sin（ωｔ
＋π／３）、＋ sin（ωｔ＋π／３）タイプの電圧を印
加させる。電気伝導通路１４に印加されたこれらの電圧
は、相互連絡孔１５を介して電極１２に伝えられ、これ
により、ピエゾ部材の一方の６個の扇形から成る扇形群
にはその隣合う扇形部に交互に− sin（ωｔ）、＋ sin
（ωｔ）タイプの電圧が印加され、他方の６個の扇形か
ら成る扇形群にはその隣合う扇形部に交互に− sin（ω
ｔ＋π／３）、＋ sin（ωｔ＋π／３）タイプの電圧が
印加され、４個の扇形から成る扇形群にはその隣合う扇
形部に交互に− sin（ωｔ−π／３）、＋ sin（ωｔ−
π／３）タイプの電圧が印加される。一つの実施態様と
して、本発明に従う装置は、１５０mmの直径で２０mmの
高さを持つ、約３０〜５０Ｗの出力のモーターに適して
いる。
は、６本の電気伝導通路１４が形成され、各電気伝導通
路１４には上記した実施例と同様にろう付けピン１６を
介して、− sin（ωｔ）、＋ sin（ωｔ）、− sin（ω
ｔ−π／３）、＋ sin（ωｔ−π／３）、− sin（ωｔ
＋π／３）、＋ sin（ωｔ＋π／３）タイプの電圧を印
加させる。電気伝導通路１４に印加されたこれらの電圧
は、相互連絡孔１５を介して電極１２に伝えられ、これ
により、ピエゾ部材の一方の６個の扇形から成る扇形群
にはその隣合う扇形部に交互に− sin（ωｔ）、＋ sin
（ωｔ）タイプの電圧が印加され、他方の６個の扇形か
ら成る扇形群にはその隣合う扇形部に交互に− sin（ω
ｔ＋π／３）、＋ sin（ωｔ＋π／３）タイプの電圧が
印加され、４個の扇形から成る扇形群にはその隣合う扇
形部に交互に− sin（ωｔ−π／３）、＋ sin（ωｔ−
π／３）タイプの電圧が印加される。一つの実施態様と
して、本発明に従う装置は、１５０mmの直径で２０mmの
高さを持つ、約３０〜５０Ｗの出力のモーターに適して
いる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、ピエゾ部材が複数の断
片に分割され、各断片は過熱されることなく分配回路に
より電気信号が適宜供給されるので、ピエゾ部材の電歪
効果特性を悪化させることなく、高い機械−電気変換効
率を持つピエゾ部材を利用することができる。これによ
り、ピエゾ部材を悪化させることなく、又利用するピエ
ゾ部材の特性及び大きさに制約を受けることなく、ピエ
ゾモーターの出力を増大させることが可能となる。ま
た、ピエゾ部材が夫々独立して配置され、互いに影響を
及ぼし合うことがないので、不必要な多くの共振点が発
生することを防止することができる。
片に分割され、各断片は過熱されることなく分配回路に
より電気信号が適宜供給されるので、ピエゾ部材の電歪
効果特性を悪化させることなく、高い機械−電気変換効
率を持つピエゾ部材を利用することができる。これによ
り、ピエゾ部材を悪化させることなく、又利用するピエ
ゾ部材の特性及び大きさに制約を受けることなく、ピエ
ゾモーターの出力を増大させることが可能となる。ま
た、ピエゾ部材が夫々独立して配置され、互いに影響を
及ぼし合うことがないので、不必要な多くの共振点が発
生することを防止することができる。
【図１】本発明に従ったピエゾモーターの一実施例の斜
視図。
視図。
【図２】図１のピエゾモーターのローター、ステータ、
ピエゾ部材及び分配回路の結合体の一実施例の断面図。
ピエゾ部材及び分配回路の結合体の一実施例の断面図。
【図３】図２のピエゾモーターのピエゾ部材、分配回路
の分解図。
の分解図。
【図４】図２における部材の前面図。
【図５】図２における部材の背面図。
【図６】本発明に従った他の実施例の部材及び電極を示
す前面図。
す前面図。
【図７】図６に示される部材及び電極の背面図。
【図８】従来のピエゾモーターのピエゾ部材の前面図及
び背面図。
び背面図。
【図９】従来のピエゾモーターのピエゾ部材の前面図及
び背面図。
び背面図。
１ 部材 ２ 電極 ３ ピエゾ部材 ４ 電気伝導通路 ５ 相互連絡孔 ７ ステータ ８ ローター ９ ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チーエーリ マゾイェ フランス国 06140 バンス シュメン ドユラ ゴーデ ル バル ベール （番 地の表示なし) (72)発明者 ジャン−デニ ソザードユ フランス国 06130 グラース コマンド リ サン クリストフ （番地の表示な し) (72)発明者 ジル チング フランス国 06800 カニュ スル メー ル シュメン ドユ バル フレウリー 60
Claims (4)
- 【請求項１】 ハウジングと、ハウジング内に回転不能
に配設されるステータと、該ステータの一方の面に相対
回転可能に且つその一方の面が摺接するように配設され
るローターと、前記ステータの他方の面にその一方の面
が固定され、電圧に印加させることにより振動し、該振
動により前記ステータに表面波を発生させると共に前記
ステータ表面に楕円運動を起こさせるピエゾ部材を備
え、該ピエゾ部材が複数の断片に分割されているピエゾ
モーターにおいて、誘電体材料から成る部材と、該部材
の一方の面に前記ピエゾ部材の複数の断片に夫々対応し
て設けられた電気伝導性材料から成る複数の電極と、前
記部材の他方の面に設けられ、夫々交互の電圧を印加さ
れる複数の電気伝導通路と、該電気伝導通路と前記電極
との間の前記部材に隣合う電極同志が互いに交互の電圧
を印加されるように設けられ、電気伝導材料の被覆或い
は装入により電気伝導性とされた複数の連絡孔とから成
る分配回路を有し、該分配回路は前記部材の一方の面を
前記ピエゾ部材の他方の面に接合されていることを特徴
とするピエゾモーター。 - 【請求項２】 夫々−正弦波、＋正弦波、−余弦波、＋
余弦波タイプの電圧が供給される４つの伝導通路が設け
られることを特徴とする請求項１に記載のピエゾモータ
ー。 - 【請求項３】 前記分配回路は、１０μｍのエポキシ樹
脂の薄い層によって接合されていることを特徴とする請
求項２に記載のピエゾモーター。 - 【請求項４】 ピエゾモーターのピエゾ部材への電気信
号の分配回路を形成するための方法であって、複数の断
片に分割されたピエゾ部材に接合される誘電体材料から
成る部材の一方の面に電気伝導性材料から成り、夫々前
記ピエゾ部材の複数の断片に対応する複数の電極を設
け、該部材の他方の面に夫々交互の電圧を印加される複
数の電気伝導通路を設け、該電気伝導通路と前記電極と
の間の前記部材に隣合う電極同志が互いに交互の電圧を
印加され得るように複数の連絡孔を設け、該連絡孔を電
気伝導材料の被覆或いは装入により電気伝導性にするこ
とを特徴とした方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9301286A FR2701340B1 (fr) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | Procédé de réalisation d'un circuit de distribution de signaux électriques, circuit de distribution obtenu et moteur piézoélectrique comportant un tel circuit. |
| FR9301286 | 1993-02-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06319273A true JPH06319273A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=9443770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6031974A Pending JPH06319273A (ja) | 1993-02-05 | 1994-02-04 | ピエゾモーター及び、ピエゾモーターのピエゾ部材への電気信号の分配回路形成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5471108A (ja) |
| EP (1) | EP0610139A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06319273A (ja) |
| FR (1) | FR2701340B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144885A1 (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | 株式会社村田製作所 | 超音波モータ |
| JP2015029410A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-02-12 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム及び光学機器、並びに振動波駆動装置の製造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3276100B2 (ja) * | 1995-05-15 | 2002-04-22 | 松下電器産業株式会社 | 超音波モータ |
| EP1009095A4 (en) * | 1997-04-09 | 2002-10-23 | Seiko Instr Inc | ULTRASONIC MOTOR AND ELECTRONIC APPARATUS PROVIDED WITH AN ULTRASONIC MOTOR |
| KR100376137B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2003-03-15 | 한국과학기술연구원 | 원환형 압전초음파 모터 |
| US6933661B2 (en) * | 2002-10-16 | 2005-08-23 | Lockheed Martin Corporation | Self cooling piezo actuator for high temperature applications |
| JP5265370B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2013-08-14 | ピーシービー モーター エイピーエス | 電気機械波デバイス |
| CN105453289A (zh) * | 2013-07-08 | 2016-03-30 | 株式会社村田制作所 | 致动器 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02197272A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Canon Inc | 大出力型振動波モータ |
| US4513219A (en) * | 1982-11-25 | 1985-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPS60170472A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-09-03 | Canon Inc | 振動波モ−タ |
| US4771203A (en) * | 1986-02-24 | 1988-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPS62262675A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Canon Inc | 振動波駆動装置 |
| JPH0257289U (ja) * | 1988-10-15 | 1990-04-25 | ||
| US5023526A (en) * | 1988-10-31 | 1991-06-11 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Vibratory motor |
| US5247220A (en) * | 1989-10-20 | 1993-09-21 | Seiko Epson Corporation | Ultrasonic motor |
| US5225734A (en) * | 1990-03-01 | 1993-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave driven motor |
| JP2862634B2 (ja) * | 1990-05-25 | 1999-03-03 | アスモ株式会社 | 超音波モータ |
-
1993
- 1993-02-05 FR FR9301286A patent/FR2701340B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-03 US US08/193,658 patent/US5471108A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-04 JP JP6031974A patent/JPH06319273A/ja active Pending
- 1994-02-04 EP EP94400237A patent/EP0610139A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144885A1 (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | 株式会社村田製作所 | 超音波モータ |
| US8063538B2 (en) | 2008-05-27 | 2011-11-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ultrasonic motor |
| JP2015029410A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-02-12 | キヤノン株式会社 | 振動波駆動装置、振動波モーター用ステーター、振動波モーター、駆動制御システム及び光学機器、並びに振動波駆動装置の製造方法 |
| US10038394B2 (en) | 2013-06-28 | 2018-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave drive device, stator for a vibration wave motor, vibration wave motor, driving control system, optical apparatus, and manufacturing method of a vibration wave driving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2701340A1 (fr) | 1994-08-12 |
| US5471108A (en) | 1995-11-28 |
| FR2701340B1 (fr) | 1995-03-24 |
| EP0610139A1 (fr) | 1994-08-10 |
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