JPH07213078A - 超音波モータ - Google Patents
超音波モータInfo
- Publication number
- JPH07213078A JPH07213078A JP6005359A JP535994A JPH07213078A JP H07213078 A JPH07213078 A JP H07213078A JP 6005359 A JP6005359 A JP 6005359A JP 535994 A JP535994 A JP 535994A JP H07213078 A JPH07213078 A JP H07213078A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic body
- ultrasonic motor
- conversion element
- electromechanical conversion
- piezoelectric elements
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 印加する電圧を大きくすることなく、大きな
駆動力、駆動速度を取り出すことを可能とする。 【構成】 弾性体11と,弾性体11のいずれかの面に
接合されて、その弾性体11に縦振動モードと屈曲振動
モードとを調和的に発生させる第1の圧電素子12−
1,13−1とを含む超音波モータにおいて、弾性体1
1の第1の圧電素子12−1,13−1が接合されてい
る面以外の面に接合される第2の圧電素子12−2,1
3−2を備えた。
駆動力、駆動速度を取り出すことを可能とする。 【構成】 弾性体11と,弾性体11のいずれかの面に
接合されて、その弾性体11に縦振動モードと屈曲振動
モードとを調和的に発生させる第1の圧電素子12−
1,13−1とを含む超音波モータにおいて、弾性体1
1の第1の圧電素子12−1,13−1が接合されてい
る面以外の面に接合される第2の圧電素子12−2,1
3−2を備えた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、棒状弾性体に楕円運動
を発生させて駆動力を得る超音波モータに関し、特に、
縦振動モードと屈曲振動モードを2相駆動する超音波モ
ータに関するものである。
を発生させて駆動力を得る超音波モータに関し、特に、
縦振動モードと屈曲振動モードを2相駆動する超音波モ
ータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は、リニア型超音波モータの従来例
を示す図である。従来のリニア型超音波モータは、棒状
弾性体101の一端側に加振用の変成器102が配置さ
れ、他端側に制振用の変成器103が配置されている。
各変成器102,103には、振動子102a,103
aが接合されている。加振用の振動子102aに発振器
102bから交流電圧を印加して棒状弾性体101を振
動させ、この振動が棒状弾性体101を伝播することに
より進行波となる。この進行波により、棒状弾性体10
1に加圧接触された移動体104が駆動される。
を示す図である。従来のリニア型超音波モータは、棒状
弾性体101の一端側に加振用の変成器102が配置さ
れ、他端側に制振用の変成器103が配置されている。
各変成器102,103には、振動子102a,103
aが接合されている。加振用の振動子102aに発振器
102bから交流電圧を印加して棒状弾性体101を振
動させ、この振動が棒状弾性体101を伝播することに
より進行波となる。この進行波により、棒状弾性体10
1に加圧接触された移動体104が駆動される。
【0003】一方、棒状弾性体101の振動は、制振用
の変成器103を通じて振動子103aに伝えられ、こ
の振動子103aによって振動エネルギーが電気エネル
ギーに変換される。この振動子103aに接続された負
荷103bにより電気エネルギーを消費することにより
振動を吸収する。この制振用の変成器103により、棒
状弾性体101の端面の反射を抑制して、棒状弾性体1
01の固有モードの定在波の発生を防いでいる。
の変成器103を通じて振動子103aに伝えられ、こ
の振動子103aによって振動エネルギーが電気エネル
ギーに変換される。この振動子103aに接続された負
荷103bにより電気エネルギーを消費することにより
振動を吸収する。この制振用の変成器103により、棒
状弾性体101の端面の反射を抑制して、棒状弾性体1
01の固有モードの定在波の発生を防いでいる。
【0004】図8のリニア型超音波モータは、移動体1
04の移動範囲だけ、棒状弾性体101の長さが必要で
あり、その棒状弾性体101の全体を加振しなければな
らず、装置が大型化するとともに、固有モードの定在波
の発生を防止するために、制振用の変成器103などが
必要となる、という問題があった。
04の移動範囲だけ、棒状弾性体101の長さが必要で
あり、その棒状弾性体101の全体を加振しなければな
らず、装置が大型化するとともに、固有モードの定在波
の発生を防止するために、制振用の変成器103などが
必要となる、という問題があった。
【0005】このような問題を解決するために、自走式
の超音波モータが種々提案されており、例えば、「第5
回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文
集」の「222 光ピックアップ移動を目的とした圧電
リニアモータ」に記載されている「異形縮退縦L1−屈
曲B4モード・平板モータ」が知られている。
の超音波モータが種々提案されており、例えば、「第5
回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文
集」の「222 光ピックアップ移動を目的とした圧電
リニアモータ」に記載されている「異形縮退縦L1−屈
曲B4モード・平板モータ」が知られている。
【0006】図9は、異形縮退縦L1−屈曲B4モード
・平板モータの従来例を示す模式図であって、図9
(A)は正面図、図9(B)は側面図、図9(C)は平
面図である。弾性体1は、矩形平板状の基礎部1aと、
その基礎部1aの一方の面に形成された突起部1b,1
cとから構成されている。圧電素子2,3は、弾性体1
の基礎部1aの他方の面に貼付され、縦振動L1モード
と屈曲振動B4モードを発生させる素子である。弾性体
1の突起部1b,1cは、基礎部1aに発生する屈曲振
動B4モードの腹の位置に設けられており、ガイドレー
ル等の相対運動部材(不図示)に押し付けられる。
・平板モータの従来例を示す模式図であって、図9
(A)は正面図、図9(B)は側面図、図9(C)は平
面図である。弾性体1は、矩形平板状の基礎部1aと、
その基礎部1aの一方の面に形成された突起部1b,1
cとから構成されている。圧電素子2,3は、弾性体1
の基礎部1aの他方の面に貼付され、縦振動L1モード
と屈曲振動B4モードを発生させる素子である。弾性体
1の突起部1b,1cは、基礎部1aに発生する屈曲振
動B4モードの腹の位置に設けられており、ガイドレー
ル等の相対運動部材(不図示)に押し付けられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述した図9のモータ
では、圧電体2,3は、弾性体1の駆動面(下面)と反
対側の面だけに貼られていた。このモータは、大きな駆
動力又は駆動速度が必要とされる用途では、印加する電
圧を大きくして、出力を大きくする方法が考えられる。
しかし、印加する電圧を大きくし過ぎた場合には、消費
電力が増大して発熱し、圧電体2,3の温度が上昇する
ために、圧電体2,3の分極を破壊してしまう可能性が
あった。
では、圧電体2,3は、弾性体1の駆動面(下面)と反
対側の面だけに貼られていた。このモータは、大きな駆
動力又は駆動速度が必要とされる用途では、印加する電
圧を大きくして、出力を大きくする方法が考えられる。
しかし、印加する電圧を大きくし過ぎた場合には、消費
電力が増大して発熱し、圧電体2,3の温度が上昇する
ために、圧電体2,3の分極を破壊してしまう可能性が
あった。
【0008】本発明の目的は、前述の課題を解決し、印
加する電圧を大きくすることなく、大きな駆動力又は駆
動速度を取り出すことができる超音波モータを提供する
ことである。
加する電圧を大きくすることなく、大きな駆動力又は駆
動速度を取り出すことができる超音波モータを提供する
ことである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による超音波モータの第1の解決手段は、弾
性体(11)と,前記弾性体のいずれかの面に接合され
て、その弾性体に縦振動モードと屈曲振動モードとを調
和的に発生させる第1の電気機械変換素子(12−1,
13−1)とを含む超音波モータにおいて、前記弾性体
の前記第1の電気機械変換素子が接合されている面以外
の面に接合される第2の電気機械変換素子(12−2,
13−2,12−3,13−3,12−4,13−4)
を備えたことを特徴としている。
に、本発明による超音波モータの第1の解決手段は、弾
性体(11)と,前記弾性体のいずれかの面に接合され
て、その弾性体に縦振動モードと屈曲振動モードとを調
和的に発生させる第1の電気機械変換素子(12−1,
13−1)とを含む超音波モータにおいて、前記弾性体
の前記第1の電気機械変換素子が接合されている面以外
の面に接合される第2の電気機械変換素子(12−2,
13−2,12−3,13−3,12−4,13−4)
を備えたことを特徴としている。
【0010】第2の解決手段は、第1の解決手段の超音
波モータにおいて、前記弾性体は、平板状であり、前記
第2の電気機械変換素子(12−2,13−2)は、前
記弾性体の前記第1の電気機械変換素子が接合されてい
る面と反対側の面に接合されることを特徴としている。
波モータにおいて、前記弾性体は、平板状であり、前記
第2の電気機械変換素子(12−2,13−2)は、前
記弾性体の前記第1の電気機械変換素子が接合されてい
る面と反対側の面に接合されることを特徴としている。
【0011】第3の解決手段は、第1の解決手段の超音
波モータにおいて、前記弾性体は、平板状であり、前記
第2の電気機械変換素子(12−3,12−4,13−
3,13−4)は、前記弾性体の移動方向の側面の片側
又は両側に接合されることを特徴としている。第4の解
決手段は、第1の解決手段の超音波モータにおいて、前
記第2の電気機械変換素子は、前記弾性体に縦振動モー
ドと屈曲振動モードとを調和的に発生させることを特徴
としている。
波モータにおいて、前記弾性体は、平板状であり、前記
第2の電気機械変換素子(12−3,12−4,13−
3,13−4)は、前記弾性体の移動方向の側面の片側
又は両側に接合されることを特徴としている。第4の解
決手段は、第1の解決手段の超音波モータにおいて、前
記第2の電気機械変換素子は、前記弾性体に縦振動モー
ドと屈曲振動モードとを調和的に発生させることを特徴
としている。
【0012】
【作用】本発明によれば、第1の電気機械変換素子に加
えて、弾性体の別の面に第2の電気機械変換素子を接合
したので、同じ電圧を印加したときに生ずる屈曲振動及
び/又は縦振動の変形が大きくなり、駆動力及び/又は
駆動速度を向上させることができる。このために、高ト
ルク及び/又は高速度でモータを使用する場合であって
も、発熱を抑えることができ、各電気機械変換素子の分
極を破壊することを防止できる。
えて、弾性体の別の面に第2の電気機械変換素子を接合
したので、同じ電圧を印加したときに生ずる屈曲振動及
び/又は縦振動の変形が大きくなり、駆動力及び/又は
駆動速度を向上させることができる。このために、高ト
ルク及び/又は高速度でモータを使用する場合であって
も、発熱を抑えることができ、各電気機械変換素子の分
極を破壊することを防止できる。
【0013】
(第1の実施例)以下、図面等を参照して、実施例につ
き、さらに詳細に説明する。図1は、本発明による超音
波モータの第1の実施例を示した模式図である。弾性体
11は、基礎部11aと、2つの突起部11b,11c
とを有し、その基礎部11aには、縦振動L1モードと
屈曲振動B4モードとを発生させるために、それぞれ電
気的に絶縁された4つの圧電素子12−1,12−2,
13−1,13−2が配置されている。各要素の機能
は、前述した図9に示したものと同様である。圧電素子
12−1,13−1は、弾性体11の駆動面と反対の面
に接合されており、圧電素子12−2,13−2は、弾
性体11の駆動面に設けられた突起部11b,11cの
間の面に接合されている。
き、さらに詳細に説明する。図1は、本発明による超音
波モータの第1の実施例を示した模式図である。弾性体
11は、基礎部11aと、2つの突起部11b,11c
とを有し、その基礎部11aには、縦振動L1モードと
屈曲振動B4モードとを発生させるために、それぞれ電
気的に絶縁された4つの圧電素子12−1,12−2,
13−1,13−2が配置されている。各要素の機能
は、前述した図9に示したものと同様である。圧電素子
12−1,13−1は、弾性体11の駆動面と反対の面
に接合されており、圧電素子12−2,13−2は、弾
性体11の駆動面に設けられた突起部11b,11cの
間の面に接合されている。
【0014】図2は、第1の実施例の超音波モータの駆
動回路を示すブロック図である。この実施例では、圧電
素子12−1,12−2,13−1,13−2は、図2
のように分極されている。つまり、圧電素子12−1,
12−2の分極方向は、両者に同じ位相の交流電圧が印
加された場合に、一方が伸びたときに、他方は縮むよう
な関係になっている。また、圧電素子13−1,13−
2の分極方向も、圧電素子12−1,12−2の関係と
同様になっている。
動回路を示すブロック図である。この実施例では、圧電
素子12−1,12−2,13−1,13−2は、図2
のように分極されている。つまり、圧電素子12−1,
12−2の分極方向は、両者に同じ位相の交流電圧が印
加された場合に、一方が伸びたときに、他方は縮むよう
な関係になっている。また、圧電素子13−1,13−
2の分極方向も、圧電素子12−1,12−2の関係と
同様になっている。
【0015】図2に示すように、発振器21は、駆動用
の交流電圧を出力し、一方は、増幅器22によって増幅
されたのちに、圧電素子12−1,12−2に接続さ
れ、他方は、移相器23によって位相を90度ずらした
のちに、増幅器22を介して、圧電素子13−1,13
−2に接続されており、後述する図3(A)のような2
相の入力電圧A,Bが印加される。なお、圧電素子12
−1,12−2及び圧電素子13−1,13−2には、
各々A相、B相の電圧を印加するので、以下の動作で
は、圧電素子12及び圧電素子13と省略して説明す
る。
の交流電圧を出力し、一方は、増幅器22によって増幅
されたのちに、圧電素子12−1,12−2に接続さ
れ、他方は、移相器23によって位相を90度ずらした
のちに、増幅器22を介して、圧電素子13−1,13
−2に接続されており、後述する図3(A)のような2
相の入力電圧A,Bが印加される。なお、圧電素子12
−1,12−2及び圧電素子13−1,13−2には、
各々A相、B相の電圧を印加するので、以下の動作で
は、圧電素子12及び圧電素子13と省略して説明す
る。
【0016】図3に示すように、この超音波モータは、
2つの圧電素子12,13に高周波電圧A,Bを印加す
ることによって、屈曲振動と縦振動との複合振動を起こ
し、これにより突起部11b,11cとの先端に楕円運
動を発生させ、駆動力を発生させる構成になっている。
ここで、Gはグランドである。また、2つの圧電素子1
2,13は、互いに極性が同一方向になるように分極さ
れ、高周波電圧A,Bは、π/2の時間的位相差を有し
ている。なお、2つの圧電素子12,13の分極は互い
に逆方向であってもよい。
2つの圧電素子12,13に高周波電圧A,Bを印加す
ることによって、屈曲振動と縦振動との複合振動を起こ
し、これにより突起部11b,11cとの先端に楕円運
動を発生させ、駆動力を発生させる構成になっている。
ここで、Gはグランドである。また、2つの圧電素子1
2,13は、互いに極性が同一方向になるように分極さ
れ、高周波電圧A,Bは、π/2の時間的位相差を有し
ている。なお、2つの圧電素子12,13の分極は互い
に逆方向であってもよい。
【0017】図3(A)は、超音波モータに入力される
2相の高周波電圧A,Bの時間的変化をt1〜t9で示
している。図3(A)の横軸は、高周波電圧の実効値を
示している。図3(B)は、超音波モータの断面の変形
の様子を示し、超音波モータに発生する屈曲振動の時間
的変化(t1〜t9)を示している。図3(C)は、超
音波モータの断面の変形の様子を示し、超音波モータに
発生する縦振動の時間的変化(t1〜t9)を示してい
る。図3(D)は、超音波モータの突起部11b,11
cとに発生する楕円運動の時間的変化(t1〜t9)を
示している。
2相の高周波電圧A,Bの時間的変化をt1〜t9で示
している。図3(A)の横軸は、高周波電圧の実効値を
示している。図3(B)は、超音波モータの断面の変形
の様子を示し、超音波モータに発生する屈曲振動の時間
的変化(t1〜t9)を示している。図3(C)は、超
音波モータの断面の変形の様子を示し、超音波モータに
発生する縦振動の時間的変化(t1〜t9)を示してい
る。図3(D)は、超音波モータの突起部11b,11
cとに発生する楕円運動の時間的変化(t1〜t9)を
示している。
【0018】次に、この実施例の超音波モータの動作
を、時間的変化(t1〜t9)ごとに説明する。時間t
1において、図3(A)に示すように、高周波電圧Aは
正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Bは同一の正の電
圧を発生する。図3(B)に示すように、高周波電圧
A,Bによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Y1
とZ1とが振幅零となる。また、図3(C)に示すよう
に、高周波電圧A,Bによる縦振動は伸張する方向に発
生する。質点Y2とZ2とは矢印で示されるように、節
Xを中心にして最大の伸長を示す。その結果、図3
(D)に示すように、上記両振動が複合され、質点Y1
とY2との運動の合成が質点Yの運動となり、また、質
点Z1とZ2との運動の合成が質点Zの運動となる。
を、時間的変化(t1〜t9)ごとに説明する。時間t
1において、図3(A)に示すように、高周波電圧Aは
正の電圧を発生し、同様に高周波電圧Bは同一の正の電
圧を発生する。図3(B)に示すように、高周波電圧
A,Bによる屈曲運動は互いに打ち消し合い、質点Y1
とZ1とが振幅零となる。また、図3(C)に示すよう
に、高周波電圧A,Bによる縦振動は伸張する方向に発
生する。質点Y2とZ2とは矢印で示されるように、節
Xを中心にして最大の伸長を示す。その結果、図3
(D)に示すように、上記両振動が複合され、質点Y1
とY2との運動の合成が質点Yの運動となり、また、質
点Z1とZ2との運動の合成が質点Zの運動となる。
【0019】時間t2において、図3(A)に示すよう
に、高周波電圧Bは零となり、高周波電圧Aは正の電圧
を発生する。図3(B)に示すように、高周波電圧Aに
よる屈曲運動が発生し、質点Y1が正方向に振幅し、質
点Z1が負方向に振幅する。また、図3(C)に示すよ
うに、高周波電圧Aによる縦振動が発生し、質点Y2と
質点Z2とが時間t1のときよりも縮む。その結果、図
3(D)に示すように、上記両振動が複合され、質点Y
とZとが時間t1のときよりも右回りに移動する。
に、高周波電圧Bは零となり、高周波電圧Aは正の電圧
を発生する。図3(B)に示すように、高周波電圧Aに
よる屈曲運動が発生し、質点Y1が正方向に振幅し、質
点Z1が負方向に振幅する。また、図3(C)に示すよ
うに、高周波電圧Aによる縦振動が発生し、質点Y2と
質点Z2とが時間t1のときよりも縮む。その結果、図
3(D)に示すように、上記両振動が複合され、質点Y
とZとが時間t1のときよりも右回りに移動する。
【0020】時間t3において、図3(A)に示すよう
に、高周波電圧Aは正の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Bは同一の負の電圧を発生する。図3(B)に示すよ
うに、高周波電圧A及びBによる屈曲運動が合成されて
増幅され、質点Y1が時間t2のときよりも正方向に増
幅され、最大の正の振幅値を示す。質点Z1が時間t2
のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示
す。また、図3(C)に示すように、高周波電圧A及び
Bによる縦振動が互いに打ち消しあい、質点Y2とZ2
とが元の位置に戻る。その結果、図3(D)に示すよう
に、上記両振動が複合され、質点YとZとが時間t2の
ときよりも右回りに移動する。
に、高周波電圧Aは正の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Bは同一の負の電圧を発生する。図3(B)に示すよ
うに、高周波電圧A及びBによる屈曲運動が合成されて
増幅され、質点Y1が時間t2のときよりも正方向に増
幅され、最大の正の振幅値を示す。質点Z1が時間t2
のときよりも負方向に増幅され、最大の負の振幅値を示
す。また、図3(C)に示すように、高周波電圧A及び
Bによる縦振動が互いに打ち消しあい、質点Y2とZ2
とが元の位置に戻る。その結果、図3(D)に示すよう
に、上記両振動が複合され、質点YとZとが時間t2の
ときよりも右回りに移動する。
【0021】時間t4において、図3(A)に示すよう
に、高周波電圧Aは零となり、高周波電圧Bは負の電圧
を発生する。図3(B)に示すように、高周波電圧Bに
よる屈曲運動が発生し、質点Y1は時間t3のときより
も振幅が低下し、質点Z1時間t3のときよりも振幅が
低下する。また、図3(C)に示すように、高周波電圧
Bによる縦振動が発生し、質点Y2とZ2が収縮する。
その結果、図3(D)に示すように、上記両振動が複合
され、質点YとZとが時間t3のときよりも右回りに移
動する。
に、高周波電圧Aは零となり、高周波電圧Bは負の電圧
を発生する。図3(B)に示すように、高周波電圧Bに
よる屈曲運動が発生し、質点Y1は時間t3のときより
も振幅が低下し、質点Z1時間t3のときよりも振幅が
低下する。また、図3(C)に示すように、高周波電圧
Bによる縦振動が発生し、質点Y2とZ2が収縮する。
その結果、図3(D)に示すように、上記両振動が複合
され、質点YとZとが時間t3のときよりも右回りに移
動する。
【0022】時間t5において、図3(A)に示すよう
に、高周波電圧Aは負の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Bは同一の負の電圧を発生する。図3(B)に示すよ
うに、高周波電圧A,Bによる屈曲運動は互いに打ち消
し合い、質点Y1とZ1とが振幅零となる。また、図3
(C)に示すように、高周波電圧A,Bによる縦振動は
収縮する方向に発生する。質点Y2とZ2とは矢印で示
されるように、節Xを中心にして最大の収縮を示す。そ
の結果、図3(D)に示すように、上記両振動が複合さ
れ、質点YとZとが時間t4のときよりも右回りに移動
する。
に、高周波電圧Aは負の電圧を発生し、同様に高周波電
圧Bは同一の負の電圧を発生する。図3(B)に示すよ
うに、高周波電圧A,Bによる屈曲運動は互いに打ち消
し合い、質点Y1とZ1とが振幅零となる。また、図3
(C)に示すように、高周波電圧A,Bによる縦振動は
収縮する方向に発生する。質点Y2とZ2とは矢印で示
されるように、節Xを中心にして最大の収縮を示す。そ
の結果、図3(D)に示すように、上記両振動が複合さ
れ、質点YとZとが時間t4のときよりも右回りに移動
する。
【0023】時間t6〜t9に変化するにしたがって、
上述の原理と同様に屈曲振動及び縦振動が発生し、その
結果、図3(D)に示すように、質点Y及び質点Zが右
回りに移動し、楕円運動をする。以上の原理により、こ
の超音波モータは、突起部11a,11bとの先端に楕
円運動を発生させ、駆動力を発生させる構成となってい
る。第1の実施例では、弾性体11の2つの面に、圧電
素子12−1,13−1及び圧電素子12−2,13−
2を接合したので、図9に示したように、弾性体の片面
に圧電素子を接合したモータと比較して、同じ電圧を印
加したときに生ずる屈曲振動を大きくして、駆動力を向
上させることができる。
上述の原理と同様に屈曲振動及び縦振動が発生し、その
結果、図3(D)に示すように、質点Y及び質点Zが右
回りに移動し、楕円運動をする。以上の原理により、こ
の超音波モータは、突起部11a,11bとの先端に楕
円運動を発生させ、駆動力を発生させる構成となってい
る。第1の実施例では、弾性体11の2つの面に、圧電
素子12−1,13−1及び圧電素子12−2,13−
2を接合したので、図9に示したように、弾性体の片面
に圧電素子を接合したモータと比較して、同じ電圧を印
加したときに生ずる屈曲振動を大きくして、駆動力を向
上させることができる。
【0024】(第2の実施例)図4は、本発明による超
音波モータの第2の実施例を示したブロック図である。
なお、以下に説明する各実施例では、第1の実施例と同
様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複
する説明は省略する。第2の実施例では、圧電素子12
−2’,13−2’の極性を、逆の極性にしてある。こ
の場合には、圧電素子12−2’,13−2’に圧電素
子12−1,13−1と同じ位相の交流電圧が印加する
と、一方が伸びたときに他方も伸び、一方が縮んだとき
に他方も縮むような関係になってしまうので、圧電素子
12−2’,13−2’には、極性反転器25,26に
よって、それぞれ極性を反転させた駆動電圧を印加して
いる。
音波モータの第2の実施例を示したブロック図である。
なお、以下に説明する各実施例では、第1の実施例と同
様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複
する説明は省略する。第2の実施例では、圧電素子12
−2’,13−2’の極性を、逆の極性にしてある。こ
の場合には、圧電素子12−2’,13−2’に圧電素
子12−1,13−1と同じ位相の交流電圧が印加する
と、一方が伸びたときに他方も伸び、一方が縮んだとき
に他方も縮むような関係になってしまうので、圧電素子
12−2’,13−2’には、極性反転器25,26に
よって、それぞれ極性を反転させた駆動電圧を印加して
いる。
【0025】(第3の実施例)図5は、本発明による超
音波モータの第3の実施例を示した模式図である。第3
の実施例では、弾性体11の移動方向の両側側面にも、
圧電素子12−3,13−3及び12−4,13−4を
貼付したものである。この圧電素子12−3,12−4
の分極方向は、圧電素子12−1と共通の電圧を印加し
たときに、伸縮が同位相で発生する方向になっており、
圧電素子13−3,13−4は、圧電素子13−1に介
して同様の関係になっている。そして、圧電素子12−
1,12−3,12−4にA相の交流電圧、圧電素子1
3−1,13−3,13−4にB相の電圧を印加する。
このことにより、縦振動を大きくして、駆動速度を向上
させることができる。なお、圧電素子12−3,12−
4及び13−3,13−4の分極方向が上記の方向と逆
である場合には、図4に示したような極性反転器を通し
て、A相,B相を入力すればよい。また、弾性体11の
両側でなく、圧電素子12−3,13−3又は圧電素子
12−4,13−4のいずれか一方側にのみ設けてもよ
い。
音波モータの第3の実施例を示した模式図である。第3
の実施例では、弾性体11の移動方向の両側側面にも、
圧電素子12−3,13−3及び12−4,13−4を
貼付したものである。この圧電素子12−3,12−4
の分極方向は、圧電素子12−1と共通の電圧を印加し
たときに、伸縮が同位相で発生する方向になっており、
圧電素子13−3,13−4は、圧電素子13−1に介
して同様の関係になっている。そして、圧電素子12−
1,12−3,12−4にA相の交流電圧、圧電素子1
3−1,13−3,13−4にB相の電圧を印加する。
このことにより、縦振動を大きくして、駆動速度を向上
させることができる。なお、圧電素子12−3,12−
4及び13−3,13−4の分極方向が上記の方向と逆
である場合には、図4に示したような極性反転器を通し
て、A相,B相を入力すればよい。また、弾性体11の
両側でなく、圧電素子12−3,13−3又は圧電素子
12−4,13−4のいずれか一方側にのみ設けてもよ
い。
【0026】(第4の実施例)図6は、本発明による超
音波モータの第4の実施例を示した模式図である。第4
の実施例では、圧電素子12−1,13−1及び圧電素
子12−2,13−2として、圧電材料12a−1,1
3a−1及び12a−2,13a−2上に、電極12b
−1,13b−1及び12b−2,13b−2を形成し
たものである。
音波モータの第4の実施例を示した模式図である。第4
の実施例では、圧電素子12−1,13−1及び圧電素
子12−2,13−2として、圧電材料12a−1,1
3a−1及び12a−2,13a−2上に、電極12b
−1,13b−1及び12b−2,13b−2を形成し
たものである。
【0027】(第5の実施例)図7は、本発明による超
音波モータの第5の実施例を示した模式図である。第5
の実施例では、弾性体11の上面及び下面に、それぞれ
圧電材料14,15を貼り付け、その圧電材料14,1
5の表面には、それぞれ2つの部分に分かれた電極12
b−1,13b−1及び12b−2,13b−2が形成
されている。このようにすれば、圧電材料14,15が
1枚ずつで済むので、接合作業が簡単になり、作業性を
向上させることができる。
音波モータの第5の実施例を示した模式図である。第5
の実施例では、弾性体11の上面及び下面に、それぞれ
圧電材料14,15を貼り付け、その圧電材料14,1
5の表面には、それぞれ2つの部分に分かれた電極12
b−1,13b−1及び12b−2,13b−2が形成
されている。このようにすれば、圧電材料14,15が
1枚ずつで済むので、接合作業が簡単になり、作業性を
向上させることができる。
【0028】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、第2の電気機械変換素子が、弾性体の第1の電気
機械変換素子の接合されている面と別の面に接合されて
いるので、同じ電圧を印加したときに生ずる屈曲振動、
縦振動の変形が大きくなり、駆動力、駆動速度を向上さ
せることができる。このために、高トルク、高速度でモ
ータを使用する場合であっても、発熱を抑えることがで
き、各電気機械変換素子の分極を破壊することを防止で
きる、という効果がある。
れば、第2の電気機械変換素子が、弾性体の第1の電気
機械変換素子の接合されている面と別の面に接合されて
いるので、同じ電圧を印加したときに生ずる屈曲振動、
縦振動の変形が大きくなり、駆動力、駆動速度を向上さ
せることができる。このために、高トルク、高速度でモ
ータを使用する場合であっても、発熱を抑えることがで
き、各電気機械変換素子の分極を破壊することを防止で
きる、という効果がある。
【図1】本発明による超音波モータの第1の実施例を示
した模式図である。
した模式図である。
【図2】第1の実施例の超音波モータの駆動回路を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図3】第1の実施例の超音波モータの駆動動作を説明
する図である。
する図である。
【図4】本発明による超音波モータの第2の実施例を示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図5】本発明による超音波モータの第3の実施例を示
した模式図である。
した模式図である。
【図6】本発明による超音波モータの第4の実施例を示
した模式図である。
した模式図である。
【図7】本発明による超音波モータの第5の実施例を示
した模式図である。
した模式図である。
【図8】リニア型超音波モータの従来例を示す図であ
る。
る。
【図9】異形縮退縦L1−屈曲B4モード・平板モータ
の一例を示す模式図である。
の一例を示す模式図である。
11 弾性体 12−1,12−2,12−3,12−4,13−1,
13−2,13−3,13−4 圧電素子 21 発振器 22,24 増幅器 23 移相器 25,26 極性反転器
13−2,13−3,13−4 圧電素子 21 発振器 22,24 増幅器 23 移相器 25,26 極性反転器
Claims (4)
- 【請求項1】 弾性体と;前記弾性体のいずれかの面に
接合されて、その弾性体に縦振動モードと屈曲振動モー
ドとを調和的に発生させる第1の電気機械変換素子と;
を含む超音波モータにおいて、 前記弾性体の前記第1の電気機械変換素子が接合されて
いる面以外の面に接合される第2の電気機械変換素子を
備えたことを特徴とする超音波モータ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の超音波モータにおい
て、 前記弾性体は、平板状であり、 前記第2の電気機械変換素子は、前記弾性体の前記第1
の電気機械変換素子が接合されている面と反対側の面に
接合されることを特徴とする超音波モータ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の超音波モータにおい
て、 前記弾性体は、平板状であり、 前記第2の電気機械変換素子は、前記弾性体の移動方向
の側面の片側又は両側に接合されることを特徴とする超
音波モータ。 - 【請求項4】 請求項1に記載の超音波モータにおい
て、 前記第2の電気機械変換素子は、前記弾性体に縦振動モ
ードと屈曲振動モードとを調和的に発生させることを特
徴とする超音波モータ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6005359A JPH07213078A (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 超音波モータ |
US08/714,526 US5672930A (en) | 1993-12-21 | 1996-09-16 | Vibration motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6005359A JPH07213078A (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 超音波モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07213078A true JPH07213078A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11608988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6005359A Pending JPH07213078A (ja) | 1993-12-21 | 1994-01-21 | 超音波モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07213078A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100460330B1 (ko) * | 2001-08-10 | 2004-12-08 | 박태곤 | 선형 초음파모터의 하프-바이몰프형 진동자 |
JP2012135072A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Canon Inc | 振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置 |
CN113162463A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种板悬臂梁组合结构的超声波电机振子及其激励方法 |
-
1994
- 1994-01-21 JP JP6005359A patent/JPH07213078A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100460330B1 (ko) * | 2001-08-10 | 2004-12-08 | 박태곤 | 선형 초음파모터의 하프-바이몰프형 진동자 |
JP2012135072A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Canon Inc | 振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置 |
CN113162463A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种板悬臂梁组合结构的超声波电机振子及其激励方法 |
CN113162463B (zh) * | 2021-05-11 | 2022-12-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种板悬臂梁组合结构的超声波电机振子及其激励方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5672930A (en) | Vibration motor | |
JPS60170474A (ja) | 振動波モ−タ | |
JP3412648B2 (ja) | 超音波モータ | |
JPS6013481A (ja) | 振動波モ−タ | |
JPH07170768A (ja) | 超音波モータ | |
JPH07143770A (ja) | 超音波モータ | |
JPH07213078A (ja) | 超音波モータ | |
JP3279021B2 (ja) | 超音波モータとその製造方法 | |
JP3453838B2 (ja) | 超音波モータ | |
JPH0311983A (ja) | 超音波モータの駆動方法および超音波モータ用振動子 | |
JPH02188169A (ja) | 超音波モータ | |
JPS61221584A (ja) | 振動波モ−タの駆動回路 | |
JPH08149862A (ja) | 超音波振動子 | |
JPH0223070A (ja) | リニア型超音波モータ | |
JPH07231680A (ja) | 超音波モータ | |
JPH0870584A (ja) | 超音波モータとその製造方法 | |
JPH11225488A (ja) | 振動アクチュエータ駆動装置 | |
JPH07154982A (ja) | 超音波アクチュエータ | |
JPH07298649A (ja) | 超音波モータ | |
JPH07274550A (ja) | 超音波モータ | |
JP2971971B2 (ja) | 超音波アクチュエータ | |
JPH08149863A (ja) | 超音波振動子 | |
JPH08126359A (ja) | 超音波モータ | |
JPH07298651A (ja) | 超音波アクチュエータ | |
JPH07274553A (ja) | 超音波アクチュエータ |