JPH0697862B2 - 圧電駆動装置 - Google Patents
圧電駆動装置Info
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- JPH0697862B2 JPH0697862B2 JP61256165A JP25616586A JPH0697862B2 JP H0697862 B2 JPH0697862 B2 JP H0697862B2 JP 61256165 A JP61256165 A JP 61256165A JP 25616586 A JP25616586 A JP 25616586A JP H0697862 B2 JPH0697862 B2 JP H0697862B2
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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
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0015—Driving devices, e.g. vibrators using only bending modes
-
- 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
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/026—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors by pressing one or more vibrators against the driven body
-
- 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
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、圧電素子を用いた往復動型または回転型等
の圧電駆動装置に関するものである。
の圧電駆動装置に関するものである。
従来、圧電素子を用いた超音波モータとして、特公昭59
-037672号公報に示されるものがある。これは、圧電素
子を振動体に貼りつけて縦振動を発生させ、振動体の先
端部に傾きを持った駆動片を形成し、その先端部が前記
縦振動によって楕円運動を行い、円板と接触することに
より、摩擦力により円板を回転させるものである。
-037672号公報に示されるものがある。これは、圧電素
子を振動体に貼りつけて縦振動を発生させ、振動体の先
端部に傾きを持った駆動片を形成し、その先端部が前記
縦振動によって楕円運動を行い、円板と接触することに
より、摩擦力により円板を回転させるものである。
しかし、この従来構造であると、回転方向が駆動片の傾
き方向によって決まってしまい、また駆動片の先端部は
細く、摩擦のために摩耗も大きく、寿命的にも問題があ
る。
き方向によって決まってしまい、また駆動片の先端部は
細く、摩擦のために摩耗も大きく、寿命的にも問題があ
る。
また、他の従来例として、特開昭58-148682号公報に示
されるものがある。この例は、圧電素子の全体振動を振
動体に伝え、一方の波形をもう一方の波形と90°位相を
ずらせて振動させることにより、振動体表面に進行波を
発生させ、その上にロータを接触させることにより、摩
擦でロータを回転させるものである。
されるものがある。この例は、圧電素子の全体振動を振
動体に伝え、一方の波形をもう一方の波形と90°位相を
ずらせて振動させることにより、振動体表面に進行波を
発生させ、その上にロータを接触させることにより、摩
擦でロータを回転させるものである。
この例によると、逆転も可能であるが、常に振動子全体
にエネルギを与える必要があり、しかも圧電素子の反対
側への振動は吸収してやる必要がある。このためエネル
ギロスが大きく、効率向上に難がある。また、リニアモ
ータの形成には進行波を循環させる方策を取らなけれ
ば、エネルギロスが大きすぎて問題に成らず、その循環
方法も極めて難しい。
にエネルギを与える必要があり、しかも圧電素子の反対
側への振動は吸収してやる必要がある。このためエネル
ギロスが大きく、効率向上に難がある。また、リニアモ
ータの形成には進行波を循環させる方策を取らなけれ
ば、エネルギロスが大きすぎて問題に成らず、その循環
方法も極めて難しい。
これら従来例の問題点を解消した圧電駆動装置として、
金属弾性材料にてコ字状またはロ字状の振動子を形成
し、この振動子の一対の対向辺の隣合う２面に圧電素子
を貼着し、前記対向辺に最大振幅点が円または楕円運動
となる共振振動を行わせるものを提案した。前記対向辺
には接触部材を弾接させ、接触部材または振動子のいず
れかが駆動されるようにする。
金属弾性材料にてコ字状またはロ字状の振動子を形成
し、この振動子の一対の対向辺の隣合う２面に圧電素子
を貼着し、前記対向辺に最大振幅点が円または楕円運動
となる共振振動を行わせるものを提案した。前記対向辺
には接触部材を弾接させ、接触部材または振動子のいず
れかが駆動されるようにする。
しかし、圧電素子を貼付けているため、特性のばらつき
が大きく、また貼付けのために工数が増えて生産性が悪
いという問題点があった。
が大きく、また貼付けのために工数が増えて生産性が悪
いという問題点があった。
この発明は、低消費電力で効率良く機械的駆動力を得る
ことができ、安定駆動が可能で、さらに特性のばらつき
も少なく、かつ生産性の良い圧電駆動装置を提供するこ
とである。
ことができ、安定駆動が可能で、さらに特性のばらつき
も少なく、かつ生産性の良い圧電駆動装置を提供するこ
とである。
この発明の圧電駆動装置は、圧電材料にてコ字状または
ロ字状に形成されしかも一対の対向辺の断面形状が各々
ほぼ方形である振動体を少なくとも１個有し，この振動
体は前記各対向辺の少なくとも隣合う２面に電極を形成
して圧電素子部を構成し，この圧電素子部に所定の高周
波電圧が印加されて前記対向辺が共振動する振動子と、 前記各対向辺の隣合う圧電素子部に位相差を持たせて高
周波電圧を印加する電源装置と、 弾性部材を介して互いに重ねた複数枚の板状部材からな
り前記振動子の対向辺の各１面に前記板状部材が弾接し
た接触部材とを備え、 前記振動子の対向辺の最大振幅点が円または楕円運動を
することにより、前記接触部材または振動子のいずれか
が駆動されるものである。
ロ字状に形成されしかも一対の対向辺の断面形状が各々
ほぼ方形である振動体を少なくとも１個有し，この振動
体は前記各対向辺の少なくとも隣合う２面に電極を形成
して圧電素子部を構成し，この圧電素子部に所定の高周
波電圧が印加されて前記対向辺が共振動する振動子と、 前記各対向辺の隣合う圧電素子部に位相差を持たせて高
周波電圧を印加する電源装置と、 弾性部材を介して互いに重ねた複数枚の板状部材からな
り前記振動子の対向辺の各１面に前記板状部材が弾接し
た接触部材とを備え、 前記振動子の対向辺の最大振幅点が円または楕円運動を
することにより、前記接触部材または振動子のいずれか
が駆動されるものである。
この発明の構成によると、各振動体の各対向辺の隣り合
う２面の圧電素子部に位相差を持たせた高周波電圧を印
加するので、各対向辺が最大振幅点が円または楕円運動
をする。この対向辺の１面に接触部材が接触するので、
この接触部材または振動子のいずれかが駆動され、機械
的駆動力が得られる。
う２面の圧電素子部に位相差を持たせた高周波電圧を印
加するので、各対向辺が最大振幅点が円または楕円運動
をする。この対向辺の１面に接触部材が接触するので、
この接触部材または振動子のいずれかが駆動され、機械
的駆動力が得られる。
この場合に、各振動体はコ字状またはロ字状としてある
ので、その両対向辺が互いに共振し、大きな振幅が得ら
れる。そのため、電気的エネルギを効率良く機械的駆動
力に変換できる。また、振動子を圧電材料にて形成し、
その圧電材料に直接に電極を形成して圧電素子部を構成
したので、圧電素子を貼付けるものと異なり、貼付け誤
差等による特性のばらつきが少なく、かつ工数が削減さ
れて生産性が向上する。
ので、その両対向辺が互いに共振し、大きな振幅が得ら
れる。そのため、電気的エネルギを効率良く機械的駆動
力に変換できる。また、振動子を圧電材料にて形成し、
その圧電材料に直接に電極を形成して圧電素子部を構成
したので、圧電素子を貼付けるものと異なり、貼付け誤
差等による特性のばらつきが少なく、かつ工数が削減さ
れて生産性が向上する。
振動体の共振は、２本の対向辺が連続した基端部におい
て非振動状態となるように行われるので、基端部を支持
部とすることにより、支持によって振動を妨げることが
なく、このことからも高効率が得られる。また、このよ
うに振動体に振動しない箇所があることから、振動子と
接触部材のいずれを固定側としても可動側としても用い
ることができる。さらに、振動体は２本の対向辺を有
し、この両方が接触部材に接触し、両方の振動により振
動力が相加的に働き、接触点が多点化される。そのた
め、摩擦が軽減され、かつ安定した駆動が可能となる。
て非振動状態となるように行われるので、基端部を支持
部とすることにより、支持によって振動を妨げることが
なく、このことからも高効率が得られる。また、このよ
うに振動体に振動しない箇所があることから、振動子と
接触部材のいずれを固定側としても可動側としても用い
ることができる。さらに、振動体は２本の対向辺を有
し、この両方が接触部材に接触し、両方の振動により振
動力が相加的に働き、接触点が多点化される。そのた
め、摩擦が軽減され、かつ安定した駆動が可能となる。
また、接触部材が弾性部材を介して互いに重ねた複数枚
の板材からなるため、高い寸法精度を持たせなくても接
触部材と振動子とが常にほぼ一定の圧力で接触する。そ
のために、接触部材または振動子の移動における推力の
むらがなくなり、また大きな推力を得ることが可能とな
る。
の板材からなるため、高い寸法精度を持たせなくても接
触部材と振動子とが常にほぼ一定の圧力で接触する。そ
のために、接触部材または振動子の移動における推力の
むらがなくなり、また大きな推力を得ることが可能とな
る。
実施例 この発明の第１の実施例を第１図ないし第７図に基づい
て説明する。この圧電駆動装置は、リニアモータに適用
した例であり、圧電材料にてコ字状に形成されしかも一
対の対向辺３の断面形状が各々方形である１個の振動体
２からなり、この振動体２は前記各対向辺３の隣合う２
面に電極8a,8bを形成して圧電素子部４が構成され、こ
の圧電素子部４に所定の高周波電圧が印加されると対向
辺３が共振振動する振動子１と、各対向辺３の隣合う圧
電素子部４に位相差を持たせて高周波電圧を印加する電
源装置５と、２枚の板状部材6a,6bとのその間に介在し
た弾性部材6cとにより構成されて振動子１の対向辺３の
各一面に上側の板状部材6aが弾接した接触部材６とを備
え、振動子１の対向辺３の最大振幅点が円または楕円運
動をすることにより、接触部材６または振動子１のいず
れかが駆動されるものである。
て説明する。この圧電駆動装置は、リニアモータに適用
した例であり、圧電材料にてコ字状に形成されしかも一
対の対向辺３の断面形状が各々方形である１個の振動体
２からなり、この振動体２は前記各対向辺３の隣合う２
面に電極8a,8bを形成して圧電素子部４が構成され、こ
の圧電素子部４に所定の高周波電圧が印加されると対向
辺３が共振振動する振動子１と、各対向辺３の隣合う圧
電素子部４に位相差を持たせて高周波電圧を印加する電
源装置５と、２枚の板状部材6a,6bとのその間に介在し
た弾性部材6cとにより構成されて振動子１の対向辺３の
各一面に上側の板状部材6aが弾接した接触部材６とを備
え、振動子１の対向辺３の最大振幅点が円または楕円運
動をすることにより、接触部材６または振動子１のいず
れかが駆動されるものである。
振動体２はPZT（ジルコンチタン酸鉛磁器）等の圧電材
料を用いているが、圧電材料とプラスチックの複合材料
でも良い。振動体２の基端部2aは、固定しても振動に影
響を与えない長さをとり、第２図のように基台７に固定
してある。
料を用いているが、圧電材料とプラスチックの複合材料
でも良い。振動体２の基端部2aは、固定しても振動に影
響を与えない長さをとり、第２図のように基台７に固定
してある。
第１図のように、各圧電素子部４（41〜44）の電極8a,8
bは交差指状としてある。すなわち、対向辺３の長手方
向と垂直な複数本の単位電極a1，b1を長手方向に配列
し、これら１本おきの単位電極a1，b1どうしを接続部
a2，b2で接続して２組の電極8a,8bを形成する。これら
２組の電極8a,8b間に直流電圧を印加して分極処理を施
す。この圧電素子部４は、１次モードの圧電縦効果を利
用するものである。
bは交差指状としてある。すなわち、対向辺３の長手方
向と垂直な複数本の単位電極a1，b1を長手方向に配列
し、これら１本おきの単位電極a1，b1どうしを接続部
a2，b2で接続して２組の電極8a,8bを形成する。これら
２組の電極8a,8b間に直流電圧を印加して分極処理を施
す。この圧電素子部４は、１次モードの圧電縦効果を利
用するものである。
接触部材の６の弾性部材6cは、波状の板ばねからなる。
下側の板状部材6bには第７図のように４隅にガイドピン
10を立設し、上側の板状部材6aおよび弾性部材6cに設け
たガイド孔11,12にガイドピン10を挿通してある。これ
により、上下の板状部材6a,6bと弾性部材6cとを互いに
厚み方向へのみ移動自在にある様一体化してある。接触
部材６は、下側の板状部材6bを第１図の矢印Ｐ方向へ進
退移動自在となる様に、ガイド手段（図示せず）を介し
て基台７（第２図）に支持してある。なお、第４図およ
び第５図において、接触部材６は、説明をわかり易くす
るため、一体物のように簡略化して図示してある。
下側の板状部材6bには第７図のように４隅にガイドピン
10を立設し、上側の板状部材6aおよび弾性部材6cに設け
たガイド孔11,12にガイドピン10を挿通してある。これ
により、上下の板状部材6a,6bと弾性部材6cとを互いに
厚み方向へのみ移動自在にある様一体化してある。接触
部材６は、下側の板状部材6bを第１図の矢印Ｐ方向へ進
退移動自在となる様に、ガイド手段（図示せず）を介し
て基台７（第２図）に支持してある。なお、第４図およ
び第５図において、接触部材６は、説明をわかり易くす
るため、一体物のように簡略化して図示してある。
電源装置５は、第６図に示すように高周波電源5aと90°
位相器９とを有し、各圧電素子部４（41〜44）の電極8
a,8bに同図のように電圧を印加する。同図の＋，−の符
号は分極の極性を示す。
位相器９とを有し、各圧電素子部４（41〜44）の電極8
a,8bに同図のように電圧を印加する。同図の＋，−の符
号は分極の極性を示す。
動作 振動体２の２本の対向辺３の各圧電素子部41〜44に、第
６図の電源装置５で高周波電圧を印加して励振すると、
各対向辺３はそれぞれ圧電素子部41〜44の励振に従って
縦および横方向に振動する。このとき圧電素子部42，44
に圧電素子部41、43よりも90°位相を遅らせた電圧を印
加すると、振動子１の対向辺３の先端部のＸ点,Y点は、
第５図の様な円または楕円軌道を描いて運動する。した
がって、対向辺３の１面に接触部材６が接触するように
配置してあると、接触部材６は矢印Ｐ方向に直線的に移
動する。Ｘ点,Y点の楕円軌道の偏平度は、対向辺３の曲
げ方向による曲げ剛性の違いや、各圧電素子部41〜44に
印加する電圧の大きさ，位相差等により調整できる。
６図の電源装置５で高周波電圧を印加して励振すると、
各対向辺３はそれぞれ圧電素子部41〜44の励振に従って
縦および横方向に振動する。このとき圧電素子部42，44
に圧電素子部41、43よりも90°位相を遅らせた電圧を印
加すると、振動子１の対向辺３の先端部のＸ点,Y点は、
第５図の様な円または楕円軌道を描いて運動する。した
がって、対向辺３の１面に接触部材６が接触するように
配置してあると、接触部材６は矢印Ｐ方向に直線的に移
動する。Ｘ点,Y点の楕円軌道の偏平度は、対向辺３の曲
げ方向による曲げ剛性の違いや、各圧電素子部41〜44に
印加する電圧の大きさ，位相差等により調整できる。
圧電素子部42，44に90°進み位相の電圧を印加すれば、
第５図と反対回りの軌道を描くことになり、接触部材６
は矢印Ｐと逆方向に移動する。
第５図と反対回りの軌道を描くことになり、接触部材６
は矢印Ｐと逆方向に移動する。
このように動作するが、各振動体２はコ字状としてある
ので、その両対向辺３が互いに共振し、大きな振動が得
られる。そのため、電気的エネルギを効率良く機械的駆
動力に変換できる。
ので、その両対向辺３が互いに共振し、大きな振動が得
られる。そのため、電気的エネルギを効率良く機械的駆
動力に変換できる。
また、振動体２は圧電材料に直接に電極8a,8bを形成し
て圧電素子部４を設けたものであるため、圧電素子を貼
着することによる特性ばらつきがなく、また工数が削減
されて生産性か向上する。
て圧電素子部４を設けたものであるため、圧電素子を貼
着することによる特性ばらつきがなく、また工数が削減
されて生産性か向上する。
振動体２の共振は、２本の対向辺３が連続した基端部2a
において第３図（Ａ）のように非振動状態となるように
行われるので、基端部2aを支持部とすることにより、支
持によって振動を妨げることがなく、このことからも高
効率が得られる。また、このように振動体２に振動しな
い箇所があることから、振動子１と接触部材６のいずれ
を固定側としても可動側としても用いることができる。
さらに、振動体２は２本の対向辺３を有し、この両方が
接触部材６に接し、両方の振動による振動力が相加的に
働き、接触点が多点化される。そのため、摩耗が軽減さ
れ、かつ安定した駆動が可能となる。
において第３図（Ａ）のように非振動状態となるように
行われるので、基端部2aを支持部とすることにより、支
持によって振動を妨げることがなく、このことからも高
効率が得られる。また、このように振動体２に振動しな
い箇所があることから、振動子１と接触部材６のいずれ
を固定側としても可動側としても用いることができる。
さらに、振動体２は２本の対向辺３を有し、この両方が
接触部材６に接し、両方の振動による振動力が相加的に
働き、接触点が多点化される。そのため、摩耗が軽減さ
れ、かつ安定した駆動が可能となる。
また、接触部材６が、２枚の板材部材6a,6bの間に弾性
部材6cを介在させたものからなり、弾性部材6cの復元力
で板状部材6aを対向辺３に弾接させているため、接触部
材６と対向辺３との接触圧が常にほぼ一定に保たれる。
そのため、推力のむらがなくなり、大きな推力を得るこ
とが可能となる。
部材6cを介在させたものからなり、弾性部材6cの復元力
で板状部材6aを対向辺３に弾接させているため、接触部
材６と対向辺３との接触圧が常にほぼ一定に保たれる。
そのため、推力のむらがなくなり、大きな推力を得るこ
とが可能となる。
この実施例では、対向辺３を第３図（Ａ）のように1st
モードで振動させる場合につき説明したが、第３図
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、2ndモードや3rdモード
等、高次モードで振動させると、対向辺３の接触部材６
に対する接触点をよい一層多くできる。これにより接触
点における摩耗をより一層少なくし、かつ動作の安定を
図ることができる。２次モードや３次モードで振動させ
る場合は、例えば電極8a,8bを対向辺３の長手方向に分
割し、隣り合う分割電極の分極方向を逆とする。
モードで振動させる場合につき説明したが、第３図
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、2ndモードや3rdモード
等、高次モードで振動させると、対向辺３の接触部材６
に対する接触点をよい一層多くできる。これにより接触
点における摩耗をより一層少なくし、かつ動作の安定を
図ることができる。２次モードや３次モードで振動させ
る場合は、例えば電極8a,8bを対向辺３の長手方向に分
割し、隣り合う分割電極の分極方向を逆とする。
第８図は第２の実施例における接触部材６′を示す。こ
の例は、下側の板状部材6b′を他の部材に取付けるため
に上側の板状部材6a′よりも長くし、その延出部分に取
付孔13を設けたものである。振動子１（第１図）には上
側の板状部材6a′を弾接させる。
の例は、下側の板状部材6b′を他の部材に取付けるため
に上側の板状部材6a′よりも長くし、その延出部分に取
付孔13を設けたものである。振動子１（第１図）には上
側の板状部材6a′を弾接させる。
なお、前記各実施例では、接触部材6,6′の弾性部材6c
を、接触部材6,6′の長手方向に波の山が並ぶ波状板ば
ねとしたが、第９図に示すように短幅方向に波山が並ぶ
波状板ばねを弾性部材6c′に用いてもよい。また、第10
図および第11図にそれぞれ示すように、Ｕ字状に湾曲し
た板ばねからなる弾性部材6c″を、内向きまたは外向き
に設けて接触部材６″を構成してもよい。さらに、弾性
部材6cは、スポンジやゴム等の平板状、またはブロック
状体であってもよい。弾性部材6cがスポンジ等である場
合、弾性部材は板状体6a,6bとの接着剤により接着して
もよい。さらに、接触部材６〜６″は、３枚以上の板状
部材を重ね、各板状部材の間に弾性部材を介在させたも
のであってもよい。
を、接触部材6,6′の長手方向に波の山が並ぶ波状板ば
ねとしたが、第９図に示すように短幅方向に波山が並ぶ
波状板ばねを弾性部材6c′に用いてもよい。また、第10
図および第11図にそれぞれ示すように、Ｕ字状に湾曲し
た板ばねからなる弾性部材6c″を、内向きまたは外向き
に設けて接触部材６″を構成してもよい。さらに、弾性
部材6cは、スポンジやゴム等の平板状、またはブロック
状体であってもよい。弾性部材6cがスポンジ等である場
合、弾性部材は板状体6a,6bとの接着剤により接着して
もよい。さらに、接触部材６〜６″は、３枚以上の板状
部材を重ね、各板状部材の間に弾性部材を介在させたも
のであってもよい。
第12図ないし第15図は、それぞれ第５ないし第８の実施
例を示す。第12図の例は、２個のコ字状の振動体2,2を
基端部2a′で互いに一体化させ、１個の振動子１′とし
た例である。接触部材６は上下の振動体２の間に介在さ
せてある。なお、第12図以下において、接触部材６は第
１図の例と同様のものであるが、簡略化して図示してあ
る。
例を示す。第12図の例は、２個のコ字状の振動体2,2を
基端部2a′で互いに一体化させ、１個の振動子１′とし
た例である。接触部材６は上下の振動体２の間に介在さ
せてある。なお、第12図以下において、接触部材６は第
１図の例と同様のものであるが、簡略化して図示してあ
る。
第13図の例は、２個のコ状の振動体２を互いに反対向き
として一体のＨ形の振動子１″を構成した例である。接
触部材６は２個設けてある。両接触部材６は互いに連結
しておいてもよい。
として一体のＨ形の振動子１″を構成した例である。接
触部材６は２個設けてある。両接触部材６は互いに連結
しておいてもよい。
第14図の例は、振動子101が１個のロ字状の振動体102か
らなる例である。６は接触部材、103は対向辺である。
らなる例である。６は接触部材、103は対向辺である。
第15図の例は、２個のロ字状の振動体102を、スペーサ1
05を介して一体化させ、１個の振動子101′とした例で
ある。接触部材６は、両振動体102の間に介在させてあ
る。
05を介して一体化させ、１個の振動子101′とした例で
ある。接触部材６は、両振動体102の間に介在させてあ
る。
なお、前記各実施例では接触部材６が直線的に進退する
ものとしたが、接触部材６は回転自在に支持したもので
あってもよい。
ものとしたが、接触部材６は回転自在に支持したもので
あってもよい。
第16図および第17図は、それぞれ第９および第10の実施
例を示す。第16図の例は、対向辺203の隣り合う２面
に、圧電横効果を利用した圧電素子部204を形成したも
のである。この例では、電極c,dは縦方向の交差指状に
設ける。すなわち、各圧電素子部204は、対向辺203の長
手方向に沿って２本または多数本の平行な電極c,dから
なる交差指電極を形成する。この電極c,d間に直流電圧
を印加して分極処理を施す。図の＋，−は分極の極性を
示す。このように分極処理して電極c,d間に高周波電圧
を印加すれば、対向辺203は圧電素子部204の圧電横効果
による伸縮を生じ、屈曲振動を行う。その他の構成作用
は、第１図の実施例と同様である。
例を示す。第16図の例は、対向辺203の隣り合う２面
に、圧電横効果を利用した圧電素子部204を形成したも
のである。この例では、電極c,dは縦方向の交差指状に
設ける。すなわち、各圧電素子部204は、対向辺203の長
手方向に沿って２本または多数本の平行な電極c,dから
なる交差指電極を形成する。この電極c,d間に直流電圧
を印加して分極処理を施す。図の＋，−は分極の極性を
示す。このように分極処理して電極c,d間に高周波電圧
を印加すれば、対向辺203は圧電素子部204の圧電横効果
による伸縮を生じ、屈曲振動を行う。その他の構成作用
は、第１図の実施例と同様である。
第17図の例は、振動子201′が１個のロ字状の振動体202
の２次の振動モードを利用する実施例であり、各対向辺
203′の隣合う２面の各々に圧電横効果を利用した圧電
素子部204′を２個ずつ形成したものである。すなわ
ち、対向辺203に長手方向中央部の両側に位置して、長
手方向に沿う電極e,fを２本ずつ平行に４本設け、平行
な２本ずつを１組としてこの２本の間に直流電圧を印加
して分極処理する。このとき、１組目の電極e,fと２組
目の電極e,fとは極性を反対にして分極し、同相の高周
波電圧を印加するかまたは、分極を同一方向とし反対の
極性の高周波電圧を印加する。
の２次の振動モードを利用する実施例であり、各対向辺
203′の隣合う２面の各々に圧電横効果を利用した圧電
素子部204′を２個ずつ形成したものである。すなわ
ち、対向辺203に長手方向中央部の両側に位置して、長
手方向に沿う電極e,fを２本ずつ平行に４本設け、平行
な２本ずつを１組としてこの２本の間に直流電圧を印加
して分極処理する。このとき、１組目の電極e,fと２組
目の電極e,fとは極性を反対にして分極し、同相の高周
波電圧を印加するかまたは、分極を同一方向とし反対の
極性の高周波電圧を印加する。
この発明の圧電駆動装置は、各振動体の各対向辺の隣り
合う２面の圧電素子部に位相差を持たせた高周波電圧を
印加するので、各対向辺は最大振幅点が円または楕円運
動をする。この対向辺の１面に接触部材が接触するの
で、この接触部材または振動子のいずれかが駆動され、
機械的駆動力が得られる。
合う２面の圧電素子部に位相差を持たせた高周波電圧を
印加するので、各対向辺は最大振幅点が円または楕円運
動をする。この対向辺の１面に接触部材が接触するの
で、この接触部材または振動子のいずれかが駆動され、
機械的駆動力が得られる。
この場合に、各振動体はコ字状またはロ字状としてある
ので、その両対向辺が互いに共振し、大きな振幅が得ら
れる。そのため、電気的エネルギを効率良く機械的駆動
力に変換できる。また、振動子を圧電材料にて形成し、
その厚電材料に直接に電極を形成して圧電素子部を構成
したので、圧電素子を貼付けるものと異なり、貼付け誤
差等による特性のばらつきが少なく、かつ工数が削減さ
れて生産性が向上する。
ので、その両対向辺が互いに共振し、大きな振幅が得ら
れる。そのため、電気的エネルギを効率良く機械的駆動
力に変換できる。また、振動子を圧電材料にて形成し、
その厚電材料に直接に電極を形成して圧電素子部を構成
したので、圧電素子を貼付けるものと異なり、貼付け誤
差等による特性のばらつきが少なく、かつ工数が削減さ
れて生産性が向上する。
振動体の共振は、２本の対向辺が連続した基端部におい
て非振動状態となるように行われるので、基端部を支持
部とすることにより、支持によって振動を妨げることが
なく、このことからも高効率が得られる。また、このよ
うに振動体に振動しない箇所があることから、振動子と
接触部材のいずれを固定側としても可動側としても用い
ることができる。さらに、振動体は２本の対向辺を有
し、この両方が接触部材に接触し、両方の振動により振
動力が相加的に働き、接触点が多点化される。そのた
め、摩耗が軽減され、かつ安定した駆動が可能となる。
て非振動状態となるように行われるので、基端部を支持
部とすることにより、支持によって振動を妨げることが
なく、このことからも高効率が得られる。また、このよ
うに振動体に振動しない箇所があることから、振動子と
接触部材のいずれを固定側としても可動側としても用い
ることができる。さらに、振動体は２本の対向辺を有
し、この両方が接触部材に接触し、両方の振動により振
動力が相加的に働き、接触点が多点化される。そのた
め、摩耗が軽減され、かつ安定した駆動が可能となる。
また、接触部材が弾性部材を介して互いに重ねた複数枚
の板材からなるため、高い寸法精度を持たせなくても接
触部材と振動子とが常にほぼ一定の圧力で接触する。そ
のため、接触部材または振動子の移動における推力のむ
らがなくなり、また大きな推力を得ることが可能となる
という効果がある。
の板材からなるため、高い寸法精度を持たせなくても接
触部材と振動子とが常にほぼ一定の圧力で接触する。そ
のため、接触部材または振動子の移動における推力のむ
らがなくなり、また大きな推力を得ることが可能となる
という効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の斜視図、第２図はその破
断側面図、第３図はその振動モードの説明図、第４図
（Ａ），（Ｂ）はそれぞれその振動子の平面図および正
面図、第５図はその動作説明図、第６図はその電源装置
のブロック図、第７図はその接触部材の分解斜視図、第
８図は第２の実施例の接触部材の斜視図、第９図はその
弾性部材の変形例の斜視図、第10図および第11図はそれ
ぞれ第３および第４の実施例の接触部材の斜視図、第12
図ないし第17図はそれぞれ第５ないし第10の実施例の振
動子の斜視図である。 1,1′,1″……振動子、２……振動体、３……対向辺、
4,41〜44……圧電素子部、６〜６″……接触部材、6a,6
b……板状部材、6c……弾性部材、8a,8b……電極、101,
101′……振動子、102……振動体、103……対向辺、20
1,201′……振動子、202,202′……振動体、203,203′
……対向辺
断側面図、第３図はその振動モードの説明図、第４図
（Ａ），（Ｂ）はそれぞれその振動子の平面図および正
面図、第５図はその動作説明図、第６図はその電源装置
のブロック図、第７図はその接触部材の分解斜視図、第
８図は第２の実施例の接触部材の斜視図、第９図はその
弾性部材の変形例の斜視図、第10図および第11図はそれ
ぞれ第３および第４の実施例の接触部材の斜視図、第12
図ないし第17図はそれぞれ第５ないし第10の実施例の振
動子の斜視図である。 1,1′,1″……振動子、２……振動体、３……対向辺、
4,41〜44……圧電素子部、６〜６″……接触部材、6a,6
b……板状部材、6c……弾性部材、8a,8b……電極、101,
101′……振動子、102……振動体、103……対向辺、20
1,201′……振動子、202,202′……振動体、203,203′
……対向辺
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−277079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−10975（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−52138（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】圧電材料にてコ字状またはロ字状に形成さ
れしかも一対の対向辺の断面形状が各々ほぼ方形である
振動体を少なくとも１個有し，この振動体は前記各対向
辺の少なくとも隣合う２面に電極を形成して圧電素子部
を構成し，この圧電素子部に所定の高周波電圧が印加さ
れて前記対向辺が共振振動する振動子と、 前記各対向辺の隣合う圧電素子部に位相差を持たせて高
周波電圧を印加する電源装置と、 弾性部材を介して互いに重ねた複数枚の板状部材からな
り前記振動子の対向辺の各１面に前記板状部材が弾接し
た接触部材とを備え、 前記振動子の対向辺の最大振幅点が円または楕円運動を
することにより、前記接触部材または振動子のいずれか
が駆動される圧電駆動装置。 - 【請求項２】前記圧電素子部は交差指電極にて構成し、
その電極で分極処理および高周波励振を行う特許請求の
範囲第（１）項記載の圧電駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256165A JPH0697862B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 圧電駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256165A JPH0697862B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 圧電駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63110972A JPS63110972A (ja) | 1988-05-16 |
| JPH0697862B2 true JPH0697862B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=17288806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256165A Expired - Lifetime JPH0697862B2 (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 圧電駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697862B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5292849B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2013-09-18 | カシオ計算機株式会社 | 圧電アクチュエータ、カメラ装置及び移動用ステージ装置 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP61256165A patent/JPH0697862B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63110972A (ja) | 1988-05-16 |
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