JPH0799945B2 - Piezoelectric elliptical motion oscillator - Google Patents

Piezoelectric elliptical motion oscillator

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JPH0799945B2
JPH0799945B2 JP1131549A JP13154989A JPH0799945B2 JP H0799945 B2 JPH0799945 B2 JP H0799945B2 JP 1131549 A JP1131549 A JP 1131549A JP 13154989 A JP13154989 A JP 13154989A JP H0799945 B2 JPH0799945 B2 JP H0799945B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子機器に用いられる小形モータに関し、特
にロータ直径の小さい小形の超音波モータに用いられる
圧電楕円運動振動子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small motor used in electronic equipment, and more particularly to a piezoelectric elliptical motion oscillator used in a small ultrasonic motor having a small rotor diameter.

[従来の技術] 一般に、超音波モータは従来の電磁モータと比較して、
低回転で高いトルクが得られること、停止保持力を有す
ること、電磁ノイズが少ないことなどの利点を有してお
り、カメラのオートフォーカス用や自動車用パワーモー
タなどに使用されている。
[Prior Art] Generally, an ultrasonic motor is
It has advantages such as high torque at low rotation, stop holding force, and little electromagnetic noise, and is used for autofocus of cameras and power motors for automobiles.

第7図は小型超音波モータに使用されている従来の圧電
楕円運動振動子、即ち、角柱振動子10の構造を示す概略
図であり、略正方形断面を有する金属角柱120の隣り合
う二面に、各々電極が形成され、厚さ方向分極された圧
電セラミックス薄板121a,121bが接着されている。
FIG. 7 is a schematic view showing the structure of a conventional piezoelectric elliptical motion oscillator used in a compact ultrasonic motor, that is, a prismatic oscillator 10, on two adjacent faces of a metal prism 120 having a substantially square cross section. Electrodes are respectively formed on the piezoelectric ceramic thin plates 121a and 121b, which are polarized in the thickness direction.

圧電セラミックス薄板121a,121bの表面電極からリード
端子122a,122bが引き出され、金属角柱120から共通アー
ス端子123が引き出されている。金属角柱120の断面形状
が略正方形をしているので金属角柱120は互いに直角方
向にほぼ同じ共振周波数で屈曲振動する。
The lead terminals 122a and 122b are drawn out from the surface electrodes of the piezoelectric ceramic thin plates 121a and 121b, and the common ground terminal 123 is drawn out from the metal prism 120. Since the cross-sectional shape of the metal prism 120 is substantially square, the metal prism 120 flexurally vibrates in a direction orthogonal to each other at substantially the same resonance frequency.

従って、リード端子122a-123および122b-123にそれぞれ
周波数が共振周波数に等しく、異なる位相(好ましくは
90°)を有する交流電圧を印加すると金属角柱120の両
端部は円振動あるいは楕円振動する。
Therefore, the lead terminals 122a-123 and 122b-123 each have a frequency equal to the resonance frequency and different phases (preferably
When an AC voltage having 90 °) is applied, both ends of the metal prism 120 vibrate circularly or elliptically.

第8図は第7図に示した角柱振動子10を用いた超音波モ
ータの構成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of an ultrasonic motor using the prismatic vibrator 10 shown in FIG.

この図において、角柱振動子10の両端部に円板124a,124
bが装着され、さらに角柱振動子10の振動の節の位置に
支持ピン125a,125bが形成され、角柱振動子100は支持ピ
ン125a,125bにより安定に支持されている。角柱振動子1
00の両端部に設けられた円板124a,124bは、回転自在に
回転軸に支持されたカップ状回転ローラー126a,126bの
空洞部に挿入され、空洞部内壁に加圧接触されている。
In this figure, the discs 124a and
b is attached, and further support pins 125a and 125b are formed at the vibration nodes of the prismatic oscillator 10, and the prismatic oscillator 100 is stably supported by the support pins 125a and 125b. Prismatic vibrator 1
Discs 124a, 124b provided at both ends of 00 are inserted into the hollow portions of the cup-shaped rotary rollers 126a, 126b rotatably supported by the rotary shaft, and are in pressure contact with the inner walls of the hollow portions.

従って、角柱振動子100の端部が円振動あるいは楕円振
動した場合にカップ状回転ローラー126a,126bを回転さ
せる。
Therefore, when the end of the prismatic vibrator 100 vibrates circularly or elliptically, the cup-shaped rotating rollers 126a and 126b are rotated.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、第7図に示すような従来の角柱状楕円運
動振動子においては、振動子が正方形断面の角柱である
ため、互いに直角な方向の屈曲モードの共振周波数を精
度良く一致させるために角柱の加工精度を厳しくおさえ
なければならない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional prismatic elliptical motion oscillator as shown in FIG. 7, since the oscillator is a prism having a square cross section, the resonance frequencies of bending modes in directions orthogonal to each other. The machining accuracy of the prism must be strictly controlled in order to accurately match the above.

また、圧電セラミックス薄板を金属角柱に接着するとき
の接着状態のばらつきが大きい。
In addition, when the piezoelectric ceramic thin plate is bonded to the metal prism, the bonding state varies widely.

更に、第8図に示したような構造の超音波モータを構成
する場合においては、カップ状回転ローラとの接触状態
を良くするために、金属角柱の両端部に円板等を付加す
る必要があるという欠点を有した。
Further, in the case of constructing the ultrasonic motor having the structure as shown in FIG. 8, it is necessary to add a disc or the like to both ends of the metal prism in order to improve the contact state with the cup-shaped rotating roller. It had the drawback of being.

そこで、本発明の技術的課題は、円板等の接触部材を必
要とせず、また加工精度の比較的緩い製造の容易な圧電
楕円運動振動子を提供することにある。
Therefore, a technical object of the present invention is to provide a piezoelectric elliptical motion oscillator which does not require a contact member such as a disk and which has relatively low processing accuracy and is easy to manufacture.

[課題を解決するための手段] 本発明によれば、中心軸を囲周する外周面を有する圧電
セラミックスと、前記外周面に互いに離間して配された
複数の交差指電極とを有する圧電楕円運動振動子におい
て、前記複数の交差指電極は前記外周面上で前記円周方
向に延在するとともに互いに平行に配された複数の周電
極と、該複数の周電極を互いに電気的に接続する接続電
極とを夫々有し、互いに隣接する前記複数の交差指電極
間における前記周電極は、前記中心軸方向で互いに対向
して形成されていることを特徴とする圧電楕円運動振動
子が得られる。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a piezoelectric ellipse having a piezoelectric ceramic having an outer peripheral surface surrounding a central axis and a plurality of interdigital electrodes arranged on the outer peripheral surface and spaced apart from each other. In the motion oscillator, the plurality of interdigital electrodes extend on the outer peripheral surface in the circumferential direction and electrically connect the plurality of circumferential electrodes arranged in parallel to each other. A piezoelectric elliptical motion oscillator is obtained, which has connection electrodes, respectively, and the peripheral electrodes between the plurality of interdigitated finger electrodes adjacent to each other are formed to face each other in the central axis direction. .

[作用] 本発明の圧電楕円運動振動子においては、圧電セラミッ
クスは、中心軸を囲周する外周面を有する。複数の交差
指電極は、圧電セラミックスの外周面の円周方向に互い
に離間して配されている。
[Operation] In the piezoelectric elliptical motion oscillator of the present invention, the piezoelectric ceramic has an outer peripheral surface surrounding the central axis. The plurality of interdigital electrodes are arranged apart from each other in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the piezoelectric ceramic.

この複数の交差指電極は前記外周面上で前記円周方向に
延在するとともに互いに平行に配された複数の周電極
と、該複数の周電極を互いに電気的に接続する接続電極
とを夫々有している。
The plurality of interdigitated electrodes respectively include a plurality of peripheral electrodes extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface and arranged in parallel with each other, and a connection electrode electrically connecting the plurality of peripheral electrodes to each other. Have

また、互いに隣接する複数の交差指電極間における周電
極は、前記中心軸方向で互いに対向して形成されてい
る。
In addition, the peripheral electrodes between the plurality of intersecting finger electrodes adjacent to each other are formed to face each other in the central axis direction.

これらの交差指電極を用いて、圧電セラミックスを中心
軸に沿う方向に分極し、更に、これら交差指電極一対間
に交流電圧を印加した場合、この交流電圧の極性が分極
時の極性と同じときは、圧電セラミックスは周電極の長
さ方向と直角な方向に伸び歪みが発生し、交流電圧の極
性と逆向きのときは、周電極の長さ方向と直角な方向に
縮み歪みが発生する。
When these piezoelectric elements are used to polarize the piezoelectric ceramic in the direction along the central axis, and when an alternating voltage is applied between the pair of the interdigital electrodes, when the polarity of this alternating voltage is the same as the polarity at the time of polarization. In the piezoelectric ceramics, extension strain occurs in a direction perpendicular to the length direction of the peripheral electrode, and when the polarity is opposite to the polarity of the alternating voltage, contraction strain occurs in a direction perpendicular to the length direction of the peripheral electrode.

従って、一つの交差指電極対に第1の位相を有する第1
の交流電圧を印加し、この交差指電極対の交差指電極と
は少なくとも一方が異なり、中心軸に対して互いに対称
位置にないもう一つの交差指電極対に、第1の位相と異
なる第2の位相を有する第2の交流電圧を印加すると、
互いに交差する方向に位相の異なる屈曲振動が励起され
圧電セラミックスの端部は、中心軸に交差する面内で楕
円振動を行う。
Therefore, the first pair of electrodes having the first phase on one pair of interdigital electrodes.
At least one of the crossing finger electrode pair is different from the crossing finger electrode pair of the crossing finger electrode pair, and another crossing finger electrode pair that is not symmetrical with respect to the central axis has a second phase different from the first phase. When a second AC voltage having a phase of
The bending vibrations having different phases are excited in the directions intersecting with each other, and the ends of the piezoelectric ceramics make elliptical vibrations in the plane intersecting with the central axis.

[実施例] 本発明の実施例を図面を参照して説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の実施例に係る圧電楕円運動振動子の
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a piezoelectric elliptical motion oscillator according to an embodiment of the present invention.

この図において、パイプ状圧電セラミックス50の外周面
を円周方向と平行で、円周の1/4よりも短い複数個のス
トリップ電極からなる周電極101〜111,201〜211,301〜3
11及び401〜411を、このパイプ状圧電セラミックス50の
長さ方向のほぼ全体に施して周電極群とし、4つの周電
極群を円周方向に対称に形成し、前記周電極群の間に、
このパイプ状圧電セラミックスの長さ方向と平行に、4
本のストリップ電極からなる接続電極100,200,300及び4
00を形成し、これら4本の接続電極を互いに電気的に接
続されないように、夫々これら4本の接続電極の両側の
前記周電極群の中のひとつ置きの周電極と接続する。
In this figure, the outer peripheral surface of the pipe-shaped piezoelectric ceramics 50 is parallel to the circumferential direction, and the peripheral electrodes 101 to 111, 201 to 211, 301 to 3 are composed of a plurality of strip electrodes shorter than 1/4 of the circumference.
11 and 401 to 411 are applied to almost the entire length of the pipe-shaped piezoelectric ceramic 50 to form a peripheral electrode group, and four peripheral electrode groups are formed symmetrically in the circumferential direction, and between the peripheral electrode groups. ,
4 parallel to the length direction of this pipe-shaped piezoelectric ceramic
Connection electrodes 100, 200, 300 and 4 consisting of two strip electrodes
00 is formed and each of these four connection electrodes is connected to every other peripheral electrode in the peripheral electrode group on both sides of each of these four connection electrodes so as not to be electrically connected to each other.

上方から一つ置きに、この互いに隣合う周電極は、接続
電極100,200,300及び400に電気的に接続されて第1,第2,
第3,及び第4の交差指電極1,2,3,4を夫々形成する。
Every other one from above, the peripheral electrodes adjacent to each other are electrically connected to the connection electrodes 100, 200, 300 and 400 to form the first, second, and
Third and fourth interdigital electrodes 1, 2, 3, 4 are formed, respectively.

従って、互いに隣合う第1及び第2の交差指電極1,2,第
2及び第3の交差指電極2,3,第3及び第4の交差指電極
3,4,第4及び第1の交差指電極4,1,交差指電極の周電極
は、中心軸方向に沿って夫々互いに対向する形状にな
る。
Therefore, the first and second interdigital electrodes 1, 2, the second and third interdigital electrodes 2, 3, the third and fourth interdigital electrodes adjacent to each other
The circumferential electrodes of the third, fourth, fourth, and first interdigital electrodes 4,1, the interdigital electrodes have shapes facing each other along the central axis direction.

第2図は本発明の圧電楕円運動振動子の外周面電極の構
造を説明するための図であり、適宜上外周面の電極を平
面的に広げて示してある。
FIG. 2 is a view for explaining the structure of the outer peripheral surface electrode of the piezoelectric elliptical motion oscillator of the present invention, in which the electrode on the upper outer peripheral surface is appropriately expanded in a plane.

従って、第2図の破線で示した接続電極は、同一の接続
電極400を表している。
Therefore, the connection electrodes shown by the broken lines in FIG. 2 represent the same connection electrode 400.

第3図から第5図は本発明の圧電楕円運動振動子の動作
原理を説明するための図である。
3 to 5 are diagrams for explaining the operation principle of the piezoelectric elliptical motion oscillator of the present invention.

第3図において、互いに対向する長さ方向の接続電極10
0と300、及び接続電極200と400を夫々接続線51及び52で
接続して二端子51′及び52′とし、この二端子51′及び
52′間に、図のように直流高電圧を印加すると、第1の
交差指電極1の周電極から第2及び第4の交差指電極の
周電極、第3の交差指電極の周電極から第1及び第4の
交差指電極の周電極に向かって、即ち、図中に破線で示
した矢印53の向きに分極される。
In FIG. 3, the connecting electrodes 10 in the longitudinal direction facing each other are shown.
0 and 300 and connection electrodes 200 and 400 are connected by connection lines 51 and 52, respectively, to form two terminals 51 'and 52'.
When a high DC voltage is applied between 52 'as shown in the figure, the peripheral electrodes of the first interdigital electrode 1 to the peripheral electrodes of the second and fourth interdigital electrodes, and the peripheral electrodes of the third interdigital electrode are It is polarized toward the peripheral electrodes of the first and fourth interdigital electrodes, that is, in the direction of the arrow 53 shown by the broken line in the drawing.

第3図のように分極されたパイプ状圧電セラミックス50
に対して、第4図に示すように、隣り合う中心軸方向の
接続電極100と400及び200と300を夫々接続線54及び55で
接続して二端子54′及び55′とし、この二端子54′及び
55′間に図のように直流電圧を印加すると第2の交差指
電極2の周電極から第1の交差指電極2の周電極に,第
3の交差指電極3の周電極から第4の交差指電極の周電
極に夫々向かって、即ち、図中に破線の矢印56で示した
向きに電界が印加される。
Pipe-shaped piezoelectric ceramics 50 polarized as shown in FIG.
On the other hand, as shown in FIG. 4, adjacent connecting electrodes 100 and 400 and 200 and 300 in the direction of the central axis are connected by connecting lines 54 and 55, respectively, to form two terminals 54 'and 55'. 54 'and
When a DC voltage is applied between 55 ′ as shown in the figure, the peripheral electrode of the second interdigital electrode 2 is changed from the peripheral electrode of the second interdigital electrode 2 to the peripheral electrode of the third interdigital electrode 3 An electric field is applied to each of the circumferential electrodes of the interdigital electrodes, that is, in the direction indicated by the broken arrow 56 in the figure.

第4図からわかるように、第1及び第2の交差指電極1
及び2の互いに対向する周電極群201〜211の部分は、破
線の矢印53で示される分極の向きと、実線の矢印56で示
される電界の向きとが逆向きになり、この部分は、長さ
方向に縮み歪みが発生し、第3及び第4の交差指電極の
互いに対向する周電極群401〜411の部分は、破線の矢印
53で示される分極の向きと、実線の矢印57で示される電
界の向きとが同じ向きになり、この部分は、長さ方向に
伸び歪みが発生する。
As can be seen from FIG. 4, the first and second interdigital electrodes 1
In the portions of the peripheral electrode groups 201 to 211 facing each other, the polarization direction indicated by the broken arrow 53 and the electric field direction indicated by the solid arrow 56 are opposite to each other. Shrinkage distortion occurs in the vertical direction, and the portions of the peripheral electrode groups 401 to 411 of the third and fourth interdigital electrodes that face each other are indicated by broken line arrows.
The direction of polarization indicated by 53 and the direction of the electric field indicated by the solid arrow 57 are the same, and at this portion, elongation strain occurs in the longitudinal direction.

この結果、パイプ状圧電セラミックス50は周電極群401
〜411の部分から、周電極群201〜211の部分の方向に屈
曲する。
As a result, the pipe-shaped piezoelectric ceramic 50 is
Bent from the portion of ˜411 to the portion of the peripheral electrode groups 201 to 211.

従って、二端子54′及び55′間にパイプ状圧電セラミッ
クス50の共振周波数に等しい周波数で第1の位相を有す
る第1の交流電圧を印加すると、二端子54′及び55′間
に、パイプ状圧電セラミックス50は第1の屈曲振動す
る。
Therefore, when a first AC voltage having a first phase at a frequency equal to the resonance frequency of the pipe-shaped piezoelectric ceramics 50 is applied between the two terminals 54 'and 55', the pipe-shaped connection is made between the two terminals 54 'and 55'. The piezoelectric ceramic 50 undergoes the first bending vibration.

また、第5図に示すように、隣り合う中心軸方向の接続
電極100と200、及び接続電極300と400を夫々接続線58及
び59で接続して二端子58′及び59′とし、この二端子5
8′及び59′間に図のように直流電圧を印加すると、第
4の交差指電極4の周電極から第1の交差指電極の周電
極1に、第2の交差指電極2の周電極から第3の交差指
電極3の周電極に夫々向かって、即ち、図中に実線の矢
印60及び61で示した向きに電界が印加される。
Further, as shown in FIG. 5, adjacent connecting electrodes 100 and 200 in the central axis direction and connecting electrodes 300 and 400 which are adjacent to each other are connected by connecting lines 58 and 59, respectively, to form two terminals 58 'and 59'. Terminal 5
When a DC voltage is applied between 8'and 59 'as shown in the figure, from the peripheral electrode of the fourth interdigital electrode 4 to the peripheral electrode 1 of the first interdigital electrode, to the peripheral electrode of the second interdigital electrode 2. From this, an electric field is applied toward the peripheral electrodes of the third interdigital electrode 3, that is, in the directions shown by solid arrows 60 and 61 in the figure.

第5図からわかるように、第2及び第3の交差指電極2
及び3の互いに対向する周電極群301〜311の部分は、分
極の向きと電界の向きが逆向きになり、この部分は長さ
方向に縮み歪みが発生し、第1及び第4の交差指電極の
互いに対向する周電極群101〜111の部分は、分極の向き
と電界の向きが同じになり、この部分は、長さ方向に伸
び歪みが発生する。
As can be seen from FIG. 5, the second and third interdigital electrodes 2
In the portions of the peripheral electrode groups 301 to 311 facing each other of 3 and 3, the polarization direction and the electric field direction are opposite to each other, and in this portion, contraction strain occurs in the length direction, and the first and fourth intersection fingers. The portions of the peripheral electrode groups 101 to 111 of the electrodes facing each other have the same polarization direction and the same electric field direction, and this portion has elongation strain in the length direction.

この結果、パイプ状圧電セラミックス50は、周電極101
〜111の部分から周電極群301〜311の部分の方向に屈曲
する。
As a result, the pipe-shaped piezoelectric ceramic 50 has the peripheral electrode 101.
Bent from the portion of 111 to the portion of the peripheral electrode groups 301 to 311.

従って、二端子間58′及び59′にパイプ状圧電セラミッ
クス50の共振周波数に等しい周波数で第1の位相と異な
る第2の位相を有する第2の交流電圧を印加すると、二
端子58′及び59′間にパイプ状圧電セラミックス50は第
2の屈曲振動する。
Therefore, when a second AC voltage having a second phase different from the first phase at a frequency equal to the resonance frequency of the pipe-shaped piezoelectric ceramic 50 is applied between the two terminals 58 'and 59', the two terminals 58 'and 59' are applied. During this period, the pipe-shaped piezoelectric ceramic 50 undergoes the second bending vibration.

この第2の屈曲振動の振動面は、中心軸を含み第4図の
第1の屈曲振動の場合と直角な方向になる。
The vibrating surface of the second bending vibration is in a direction including the central axis and at a right angle to the case of the first bending vibration in FIG.

以上のことから各々の屈曲振動を駆動するための第1及
び第2の交流駆動電圧の第1及び第2の位相を90°ずら
せることにより、パイプ状圧電セラミックスの両端部に
楕円振動を発生させることができる。
From the above, the elliptical vibration is generated at both ends of the pipe-shaped piezoelectric ceramics by shifting the first and second phases of the first and second AC drive voltages for driving each bending vibration by 90 °. Can be made.

第6図は本発明の圧電楕円運動振動子を駆動する回路の
一例である。
FIG. 6 shows an example of a circuit for driving the piezoelectric elliptical motion oscillator of the present invention.

この図において、入力側が1回路及び出力側が2回路の
トランスを2個を使用しており、第1のトランス20の入
力側に入力端21及び22、出力側には、出力端25及び26、
及び出力端27及び28が設けられている。また、第2のト
ランス20′も同様に、入力側に入力端23及び24、出力側
に出力端29及び30、及び出力端31及び32が設けられてい
る。
In this figure, two transformers having one circuit on the input side and two circuits on the output side are used. The input ends 21 and 22 are on the input side of the first transformer 20, and the output ends 25 and 26 are on the output side.
And output terminals 27 and 28 are provided. Similarly, the second transformer 20 'is also provided with input terminals 23 and 24 on the input side, output terminals 29 and 30 on the output side, and output terminals 31 and 32.

この出力端25及び29、26及び31、27及び30、28及び32は
夫々つなぎ合わされてセラミック50の接続電極100,200,
300,400に夫々接続されている。
The output terminals 25 and 29, 26 and 31, 27 and 30, 28 and 32 are connected to each other to connect the connecting electrodes 100, 200, 200 of the ceramic 50.
It is connected to 300 and 400 respectively.

入力端21及び22間,及び入力端23及び25間に互いに90°
位相の異なる第1及び第2のトランス入力電圧,V0sin
ωt,V0cosωtを印加すると、出力端25及び26間,出力
端27及び28,及び出力端29及び3間,出力端31及び32間
には、第1及び第2のトランス入力電圧より180°位相
の異なる電圧,−V1sinωt,−V1cosωtが発生する。
90 ° to each other between input terminals 21 and 22 and between input terminals 23 and 25
First and second transformer input voltages having different phases, V 0 sin
When ωt, V 0 cos ωt is applied, the output voltage between the output terminals 25 and 26, the output terminals 27 and 28, the output terminals 29 and 3 and the output terminals 31 and 32 is 180 degrees from the first and second transformer input voltages. ° Voltages with different phases, −V 1 sin ωt, −V 1 cos ωt, are generated.

従って、互いに対向するように、電極100及び400間,電
極200及び300間には、同方向に第1のトランス出力電圧
V1sinωtが印加され、電極100及び200間,電極400及び
300間には、第2のトランス出力電圧V1cosωtが夫々印
加される。
Therefore, the first transformer output voltage is applied in the same direction between the electrodes 100 and 400 and between the electrodes 200 and 300 so as to face each other.
V 1 sin ωt is applied, between electrodes 100 and 200, electrodes 400 and
During 300, the second transformer output voltage V 1 cos ωt is applied.

このような、回路構成により、圧電セラミックス50に互
いに直角な方向に2つの屈曲振動を同時に励振すること
ができる。
With such a circuit configuration, two bending vibrations can be simultaneously excited in the piezoelectric ceramics 50 in the directions perpendicular to each other.

従って、夫々のトランス入力電圧として、前述したよう
に、90°位相のずれた電圧、V0sinωt,V0cosωt,を夫々
印加することにより、楕円振動を励振することができ
る。
Therefore, as described above, the elliptic vibrations can be excited by applying the voltages 90 ° out of phase, V 0 sin ωt and V 0 cos ωt, as the respective transformer input voltages.

尚、互いに対向する交差指電極を円周をn分割する位置
(nは2以上の自然数)に設けて、実施例と同様に、中
心軸方向に沿って互い違いに分極し、中心軸方向に互い
に対向する一対の交差指電極間の夫々に第1の交流駆動
電圧を印加すると共に、これらの交差指電極対と異な
り、中心軸に対して対称位置にない交差指電極間に、第
1の交流駆動電圧の位相と異なる位相を有する第2の交
流駆動電圧を印加しても同様な楕円振動が得られること
は明らかである。
It should be noted that, as the crossing finger electrodes facing each other are provided at positions where the circumference is divided into n (n is a natural number of 2 or more), they are polarized in a staggered manner along the central axis direction and are mutually polarized in the central axis direction as in the embodiment. A first AC drive voltage is applied to each of a pair of opposing interdigital electrodes, and a first alternating current is applied between the interdigital electrodes that are not symmetrical with respect to the central axis, unlike the pair of interdigital electrodes. It is apparent that similar elliptical vibration can be obtained by applying the second AC drive voltage having a phase different from the phase of the drive voltage.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の圧電楕円運動振動子にお
いては、振動子の形状が単純で、特に外形が円形となっ
ているので、高精度の加工が容易であり、互いに直角な
方向の二つの共振周波数を合わせやすい。また、断面外
形が円形であることは、例えば、従来例に示したような
超音波モータを構成する場合にカップ状回転ローラーと
の接触状態が良く、安定したモータが得られる。
[Effects of the Invention] As described above, in the piezoelectric elliptical motion oscillator of the present invention, since the oscillator has a simple shape, and in particular, the outer shape is circular, high-precision machining is easy and It is easy to match two resonance frequencies in the orthogonal direction. Further, the circular cross-sectional outer shape makes it possible to obtain a stable motor because the contact state with the cup-shaped rotating roller is good when the ultrasonic motor as shown in the conventional example is constructed.

さらに、本発明の圧電楕円運動振動子においては、接着
材を使用していないため、接着による特性のばらつきも
少なく、実用上その効果は大きい。
Further, in the piezoelectric elliptic motion oscillator of the present invention, since no adhesive is used, the variation in characteristics due to adhesion is small, and the effect is practically large.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例に係る圧電楕円運動振動子の斜
視図、第2図は本発明の実施例に係る圧電楕円運動振動
子の電極の構造を説明するための展開図、第3図〜第5
図は本発明の実施例に係る圧電楕円運動振動子の動作原
理の説明に供する図、第6図は本発明の実施例に係る圧
電楕円運動振動子を駆動するための回路の一例を示す
図、第7図は従来例に係る圧電楕円運動振動子の動作原
理を示す斜視図、第8図は従来例に係る圧電楕円運動振
動子を用いた超音波モータの構成を示す斜視図である。 図中、1,2,3,4は交差指電極、10は角柱振動子、50はパ
イプ状圧電セラミックス、101〜111,201〜211,301〜31
1,401〜411は周電極群、100,200,300,400は接続電極、1
20は金属角柱、121a,121bは圧電セラミックス薄板、122
a,122b,123はリード端子、124a,124bは円板、125a,125b
は支持ピン、126a,126bはカップ状回転ローラーであ
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a piezoelectric elliptical motion oscillator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a structure of electrodes of a piezoelectric elliptical motion oscillator according to an embodiment of the present invention. Figure 3 to 5
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation principle of the piezoelectric elliptical motion oscillator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an example of a circuit for driving the piezoelectric elliptical motion oscillator according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view showing the operating principle of a piezoelectric elliptical motion oscillator according to a conventional example, and FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of an ultrasonic motor using the piezoelectric elliptical motion oscillator according to the conventional example. In the figure, 1,2,3,4 are interdigital electrodes, 10 is a prismatic vibrator, 50 is a pipe-shaped piezoelectric ceramic, 101-111, 201-211, 301-31
1,401 to 411 are peripheral electrode groups, 100,200,300,400 are connection electrodes, 1
20 is a metal prism, 121a and 121b are piezoelectric ceramic thin plates, 122
a, 122b, 123 are lead terminals, 124a, 124b are discs, 125a, 125b
Are support pins, and 126a and 126b are cup-shaped rotating rollers.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−264543(JP,A) 日本音響学会講演論文集、昭和63年10月 P.867(1−P−▲4▼) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 62-264543 (JP, A) Proceedings of the Acoustical Society of Japan, October 1988, p. 867 (1-P- ▲ 4 ▼)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中心軸を囲周する外周面を有する圧電セラ
ミックスと、 前記外周面に互いに離間して配された複数の交差指電極
とを有する圧電楕円運動振動子において、 前記複数の交差指電極は前記外周面上で前記円周方向に
延在するとともに互いに平行に配された複数の周電極
と、該複数の周電極を互いに電気的に接続する接続電極
とを夫々有し、互いに隣接する前記複数の交差指電極間
における前記周電極は、前記中心軸方向で互いに対向し
て形成されていることを特徴とする圧電楕円運動振動
子。
1. A piezoelectric elliptical motion oscillator comprising: a piezoelectric ceramic having an outer peripheral surface surrounding a central axis; and a plurality of interdigitated finger electrodes arranged on the outer peripheral surface so as to be spaced apart from each other. The electrodes each have a plurality of peripheral electrodes that extend in the circumferential direction on the outer peripheral surface and are arranged in parallel with each other, and connection electrodes that electrically connect the plurality of peripheral electrodes to each other, and are adjacent to each other. The piezoelectric elliptical motion oscillator, wherein the circumferential electrodes between the plurality of interdigitated electrode electrodes are formed to face each other in the central axis direction.
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