JPH08126359A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JPH08126359A
JPH08126359A JP6253820A JP25382094A JPH08126359A JP H08126359 A JPH08126359 A JP H08126359A JP 6253820 A JP6253820 A JP 6253820A JP 25382094 A JP25382094 A JP 25382094A JP H08126359 A JPH08126359 A JP H08126359A
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JP
Japan
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vibration
group
mode
electromechanical conversion
elastic body
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Application number
JP6253820A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadao Takagi
忠雄 高木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to DE69507857T priority patent/DE69507857T2/en
Priority to EP95304676A priority patent/EP0691692B1/en
Publication of JPH08126359A publication Critical patent/JPH08126359A/en
Priority to US08/967,343 priority patent/US5917268A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide an L-B ultrasonic motor which can be driven two- dimensionally. CONSTITUTION: First and second groups are formed by electrically connecting electromechanical conversion elements 2a and 2b to electromechanical conversion elements 2b and 2d, respectively, and the groups are relatively moved in X- direction against an object by respectively applying first-frequency voltages having different phases across the groups. In addition, third and fourth groups are formed by electrically connecting the elements 2a and 2c to the elements 2c and 2d, respectively, and the groups are relatively moved in Y-direction against the object by respectively applying second-frequency voltages having different phases across the groups.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、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するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor which produces an elliptical motion in an elastic body to obtain a driving force.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4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振動子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。
各振動子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。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram showing a conventional example of a linear ultrasonic motor. In a conventional linear ultrasonic motor, a vibrator 102 for vibration is arranged at one end of a rod-shaped elastic body 101, and a transformer 103 for vibration suppression is arranged at the other end.
The vibrators 102a and 103 are respectively provided in the vibrators 102a and 103.
a is joined. An alternating voltage is applied from the oscillator 102b to the vibrator 102a for vibration to vibrate the rod-shaped elastic body 101, and this vibration propagates through the rod-shaped elastic body 101 to become a traveling wave. Due to this traveling wave, the rod-shaped elastic body 10
The moving body 104 that is brought into pressure contact with 1 is driven.

【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。
On the other hand, the vibration of the rod-shaped elastic body 101 is transmitted to the vibrator 103a through the vibration damping transformer 103, and the vibrator 103a converts the vibration energy into electric energy. The load 103b connected to the vibrator 103a consumes the electric energy to absorb the vibration. This vibration damping transformer 103 suppresses the reflection of the end surface of the rod-shaped elastic body 101, and the rod-shaped elastic body 1
The generation of standing waves of 01 eigenmodes is prevented.

【0004】図4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。
The linear type ultrasonic motor shown in FIG.
The length of the rod-shaped elastic body 101 is required only for the moving range of 04, and the whole of the rod-shaped elastic body 101 has to be vibrated, so that the device becomes large and the standing wave of the eigenmode is generated. In order to prevent this, there has been a problem that the vibration damping transformer 103 and the like are required.

【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。
In order to solve such problems, various self-propelled ultrasonic motors have been proposed.
The "degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor" described in "222 Piezoelectric linear motor for moving optical pickup" in "Proceedings of Dynamics Symposium on Electromagnetic Force" is known.

【0006】図5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5
(A)は正面図、図5(B)は側面図、図5(C)は平
面図である。弾性体1は、矩形平板状の部材であって、
一方の面に突起状の駆動力取り出し部1a,1bが形成
されている。この駆動力取り出し部1a,1bは、弾性
体1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、ガイドレール等の対象物に押し付けられる。
電気機械変換素子2a,2bは、電気エネルギーを機械
エネルギーに変換する素子であり、弾性体1の他方の面
に貼付され、その弾性体1に縦振動L1モードと屈曲振
動B4モードを発生させる。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional example of a modified degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor.
5A is a front view, FIG. 5B is a side view, and FIG. 5C is a plan view. The elastic body 1 is a rectangular flat plate-shaped member,
Protrusion-shaped driving force extracting portions 1a and 1b are formed on one surface. The driving force extracting portions 1a and 1b are provided at antinodes of the bending vibration B4 mode generated in the elastic body 1, and are pressed against an object such as a guide rail.
The electromechanical conversion elements 2a and 2b are elements that convert electric energy into mechanical energy, and are attached to the other surface of the elastic body 1 to cause the elastic body 1 to generate a longitudinal vibration L1 mode and a bending vibration B4 mode.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】次に、本発明者等が解
明した、図5に示すモータの動作原理を説明し、併せ
て、その問題点に言及する。図6は、図5に示す異形縮
退縦L1−屈曲B4モード・平板モータの駆動原理を説
明する図である。この超音波モータは、図6(A)に示
すように、2つの電気機械変換素子2a,2b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、これにより駆動力取り出し部1
a,1b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つの電気機械変換素子2a,2b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ものとする。
Next, the principle of operation of the motor shown in FIG. 5, which has been clarified by the present inventors, will be described, and the problems will be referred to. FIG. 6 is a diagram for explaining the driving principle of the modified degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor shown in FIG. As shown in FIG. 6 (A), this ultrasonic motor causes high frequency voltages A and B to be applied to the two electromechanical conversion elements 2a and 2b, thereby causing a combined vibration of bending vibration and longitudinal vibration. Drive force extraction part 1
An elliptic motion is generated at the tips of a and 1b to generate a driving force. Here, G is the ground.
Further, the two electromechanical conversion elements 2a and 2b are polarized so that the polarities thereof are in the same direction, and the high frequency voltages A and B are polarized.
Has a temporal phase difference of π / 2.

【0008】図6(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6(A)の横軸は、高周波電圧の実効値を
示している。図6(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6(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6(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。
FIG. 6 (A) shows time changes of the two-phase high frequency voltages A and B input to the ultrasonic motor at t1 to t9. The horizontal axis of FIG. 6A indicates the effective value of the high frequency voltage. FIG. 6B shows how the cross section of the ultrasonic motor is deformed, and shows a temporal change (t1 to t9) of bending vibration generated in the ultrasonic motor. FIG. 6C shows how the cross section of the ultrasonic motor is deformed, and shows the temporal change (t1 to t9) of the longitudinal vibration generated in the ultrasonic motor. FIG. 6D shows the protrusions 11b and 11 of the ultrasonic motor.
3 shows temporal changes (t1 to t9) of the elliptic motion generated in c and c.

【0009】つぎに、こ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t1におい
て、図6(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6(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6(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6(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。
Next, the operation of the ultrasonic motor will be described for each time change (t1 to t9). At time t1, as shown in FIG. 6A, the high frequency voltage A generates a positive voltage and the high frequency voltage B similarly generates the same positive voltage. As shown in FIG. 6B, the bending movements due to the high frequency voltages A and B cancel each other out, and the masses Y1 and Z1 have zero amplitude. Further, as shown in FIG. 6C, the longitudinal vibration due to the high frequency voltages A and B is generated in the extending direction. The mass points Y2 and Z2 show the maximum elongation around the node X, as indicated by the arrow. As a result, as shown in FIG. 6 (D), both of the above vibrations are combined, the movement of the mass points Y1 and Y2 is combined into the movement of the mass point Y, and the movement of the mass points Z1 and Z2 is combined into the mass point Z. Exercise.

【0010】時間t2において、図6(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6(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6(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
6(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。
At time t2, as shown in FIG. 6A, the high frequency voltage B becomes zero and the high frequency voltage A generates a positive voltage. As shown in FIG. 6 (B), a bending motion is generated by the high frequency voltage A, the mass point Y1 oscillates in the positive direction, and the mass point Z1 oscillates in the negative direction. Further, as shown in FIG. 6C, longitudinal vibration due to the high frequency voltage A occurs, and the mass points Y2 and Z2 contract more than at time t1. As a result, as shown in FIG. 6 (D), both of the above vibrations are combined, and the mass Y
And Z move clockwise relative to the time t1.

【0011】時間t3において、図6(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6(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6(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6(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。
At time t3, as shown in FIG. 6 (A), the high frequency voltage A generates a positive voltage and the high frequency voltage B similarly generates the same negative voltage. As shown in FIG. 6 (B), the bending motions due to the high frequency voltages A and B are combined and amplified, and the mass point Y1 is amplified in the positive direction more than at the time t2, showing the maximum positive amplitude value. Mass point Z1 is time t2
It is amplified in the negative direction more than, and shows the maximum negative amplitude value. Further, as shown in FIG. 6C, the longitudinal vibrations due to the high frequency voltages A and B cancel each other out, and the mass points Y2 and Z2 are cancelled.
And return to their original positions. As a result, as shown in FIG. 6 (D), both of the above vibrations are combined, and the mass points Y and Z move clockwise relative to the time t2.

【0012】時間t4において、図6(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6(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6(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6(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。
At time t4, the high frequency voltage A becomes zero and the high frequency voltage B produces a negative voltage as shown in FIG. 6 (A). As shown in FIG. 6 (B), a bending motion occurs due to the high frequency voltage B, and the amplitude of the mass point Y1 is lower than that at the time t3, and the amplitude is lower than that at the mass point Z1 time t3. Further, as shown in FIG. 6 (C), longitudinal vibration is generated by the high frequency voltage B, and the mass points Y2 and Z2 contract.
As a result, as shown in FIG. 6 (D), both of the above vibrations are combined, and the mass points Y and Z move clockwise relative to the time t3.

【0013】時間t5において、図6(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6(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6
(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6(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。
At time t5, as shown in FIG. 6 (A), the high frequency voltage A produces a negative voltage, and the high frequency voltage B produces the same negative voltage. As shown in FIG. 6B, the bending movements due to the high frequency voltages A and B cancel each other out, and the masses Y1 and Z1 have zero amplitude. In addition, FIG.
As shown in (C), the longitudinal vibration due to the high frequency voltages A and B is generated in the contracting direction. The mass points Y2 and Z2 show the maximum contraction around the node X, as indicated by the arrow. As a result, as shown in FIG. 6 (D), both of the above vibrations are combined, and the mass points Y and Z move clockwise relative to the time t4.

【0014】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6(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、駆動力取り出し部1a,1bの先端
に楕円運動を発生させ、駆動力を得る構成となってい
る。従って、駆動力取り出し部1a,1bの先端を対象
物(不図示)に加圧すると、弾性体1は、その対象物と
の間で相対移動をする。
As the time changes from t6 to t9,
Similar to the above-described principle, bending vibration and longitudinal vibration are generated, and as a result, as shown in FIG. 6D, the mass points Y and Z move clockwise and make an elliptic motion. Based on the above principle, the ultrasonic motor is configured to generate an elliptic motion at the tips of the driving force extracting portions 1a and 1b to obtain the driving force. Therefore, when the tips of the driving force extracting portions 1a and 1b are pressed against an object (not shown), the elastic body 1 moves relative to the object.

【0015】しかし、前述した図5に示すモータは、弾
性体1の大きさや電気機械変換素子2a,2bの貼付す
る位置などによって、楕円運動の発生する方向が決定さ
れてしまうので、1方向の駆動しかできない、という問
題点があった。
However, in the above-described motor shown in FIG. 5, the direction in which the elliptic motion occurs is determined by the size of the elastic body 1 and the positions where the electromechanical conversion elements 2a and 2b are attached. There was a problem that it could only be driven.

【0016】本発明の目的は、前述の課題を解決し、簡
単な構成により、2次元方向に駆動が可能な超音波モー
タを提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an ultrasonic motor which can be driven in a two-dimensional direction with a simple structure.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の本発明は、弾性体と、その弾性体に結合
される第1から第4の電気機械変換素子とから構成さ
れ、前記電気機械変換素子に入力される周波電圧に応答
して、前記弾性体の所定位置に楕円振動を発生して、前
記弾性体と接触する対象物との間に相対運動を生じさせ
る超音波モータにおいて、第1方向の駆動信号に応答し
て、前記第1及び第2の電気機械変換素子を電気的に接
続して第1のグループを形成し、前記第3及び第4の電
気機械変換素子を電気的に接続して第2のグループを形
成し、前記第1グループと前記第2グループとに互いに
位相の異なる第1周波電圧を印加して、第1モードの振
動と第2モードの振動とを発生させ、これらが縮退して
楕円振動を発生して、前記対象物との間に前記第1方向
の相対運動を生じさせ、第2方向の駆動信号に応答し
て、前記第1及び第3の電気機械変換素子を電気的に接
続して第3のグループを形成し、前記第2及び第4の電
気機械変換素子を電気的に接続して第4のグループを形
成し、前記第3グループと前記第4グループとに互いに
位相の異なる第2周波電圧を印加して、第3モードの振
動と第4のモードの振動とを発生させ、これらが縮退し
て楕円振動を発生して、前記対象物との間に前記第2方
向の相対運動を生じさせることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 comprises an elastic body and first to fourth electromechanical conversion elements coupled to the elastic body. , Ultrasonic waves that generate elliptical vibration at a predetermined position of the elastic body in response to a frequency voltage input to the electromechanical conversion element to cause relative motion between the elastic body and an object in contact with the elastic body. In the motor, in response to a drive signal in a first direction, the first and second electromechanical conversion elements are electrically connected to form a first group, and the third and fourth electromechanical conversion elements are formed. The elements are electrically connected to each other to form a second group, and first frequency voltages having different phases are applied to the first group and the second group to generate vibrations in the first mode and in the second mode. Vibrations and these degenerate and generate elliptical vibrations. A relative motion in the first direction is generated between the target object and the first and third electromechanical conversion elements, which are electrically connected to each other in response to a drive signal in the second direction. Forming a group, electrically connecting the second and fourth electromechanical conversion elements to form a fourth group, and providing a second frequency voltage having different phases to the third group and the fourth group. Is applied to generate vibrations in the third mode and vibrations in the fourth mode, and these degenerate to generate elliptical vibrations to generate relative motion in the second direction with the object. The feature is to let.

【0018】請求項2の発明は、弾性体と、前記弾性体
に結合される第1から第4の電気機械変換素子と、駆動
信号を発生する駆動信号発生部と、第1方向又は第2方
向のいずれに駆動するかを指示する駆動方向指示部と、
前記駆動方向指示部が第1方向を指示した場合に、前記
第1及び第2の電気機械変換素子を電気的に接続して第
1のグループを形成し、前記第3及び第4の電気機械変
換素子を電気的に接続して第2のグループを形成し、前
記駆動方向指示部が第2方向を指示した場合に、前記第
1及び第3の電気機械変換素子を電気的に接続して第3
のグループを形成し、前記第2及び第4の電気機械変換
素子を電気的に接続して第4のグループを形成するグル
ープ化部と、前記グループ化部が第1及び第2のグルー
プを形成したときに、前記第1グループと前記第2グル
ープとに互いに位相の異なる第1周波電圧を前記駆動信
号発生部から印加し、前記グループ化部が第3及び第4
のグループを形成したときに、前記第3グループと前記
第4グループとに互いに位相の異なる第2周波電圧を前
記駆動信号発生部から印加する入力周波数指示部とから
なり、前記弾性体は、前記第1周波電圧の印加により、
第1モードの振動と第2モードの振動とが発生し、これ
らが縮退して所定位置に楕円振動を発生して、前記対象
物との間に前記第1方向の相対運動を生じ、前記第2周
波電圧の印加により、第3モードの振動と第4のモード
の振動とが発生し、これらが縮退して所定位置に楕円振
動を発生して、前記対象物との間に前記第2方向の相対
運動が生ずることを特徴としている。
According to a second aspect of the invention, an elastic body, first to fourth electromechanical conversion elements coupled to the elastic body, a drive signal generating section for generating a drive signal, and a first direction or a second direction. A drive direction instructing unit for instructing which direction to drive,
The first and second electromechanical conversion elements are electrically connected to each other to form a first group when the drive direction instruction unit indicates the first direction, and the third and fourth electric machines are provided. The conversion elements are electrically connected to form a second group, and the first and third electromechanical conversion elements are electrically connected when the driving direction indicator indicates the second direction. Third
And a grouping unit that electrically connects the second and fourth electromechanical conversion elements to form a fourth group, and the grouping unit forms first and second groups. At this time, first frequency voltages having different phases are applied to the first group and the second group from the drive signal generator, and the grouping unit causes the third and fourth groups to be applied.
And an input frequency instructing section that applies second frequency voltages having different phases from the drive signal generating section to the third group and the fourth group when the groups are formed. By applying the first frequency voltage,
First-mode vibration and second-mode vibration are generated, and these degenerate to generate elliptical vibration at a predetermined position to generate relative movement in the first direction with the object, The application of the two-frequency voltage causes the vibration of the third mode and the vibration of the fourth mode, which are degenerated to generate the elliptical vibration at a predetermined position, thereby causing the second direction between the object and the object. Is characterized by the relative movement of the.

【0019】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
に記載の超音波モータにおいて、前記第1モードの振動
と前記第3モードの振動とが縦振動であり、前記第2モ
ードの振動と前記第4モードの振動とが屈曲振動である
ことを特徴としている。
The invention according to claim 3 is claim 1 or claim 2.
The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the first mode vibration and the third mode vibration are longitudinal vibrations, and the second mode vibration and the fourth mode vibration are bending vibrations. I am trying.

【0020】請求項4の発明は、請求項3に記載の超音
波モータにおいて、前記第2モードの振動と前記第4モ
ードの振動とのモードの次数が異なることを特徴として
いる。請求項5の発明は、請求項3に記載の超音波モー
タにおいて、前記第1モードの振動と前記第3モードの
振動とが1次の縦振動であり、前記第2モードの振動が
4次の屈曲振動であり、前記第4モードの振動が6次の
屈曲振動であることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the invention, in the ultrasonic motor according to the third aspect, the order of modes of the second mode vibration and the fourth mode vibration is different. According to a fifth aspect of the invention, in the ultrasonic motor according to the third aspect, the first mode vibration and the third mode vibration are primary longitudinal vibrations, and the second mode vibration is a quaternary vibration. And the fourth mode vibration is a sixth-order bending vibration.

【0021】[0021]

【作用】本発明においては、電気機械変換素子のグルー
プ分けを、駆動方向に応じて変えるようにしたので、2
次元方向に駆動が可能となった。
In the present invention, the grouping of electromechanical conversion elements is changed according to the driving direction.
It became possible to drive in the dimensional direction.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面等を参照しながら、実施例をあげ
て、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明による超
音波モータの実施例の本体を三角法で描いた平面図、側
面図、正面図及び底面図である。この実施例の超音波モ
ータは、弾性体1と、電気機械変換素子2a〜2dと、
摺動部材3a〜3d等とから構成されている。弾性体1
は、平板状の部材であって、その材質には、ステンレス
若しくはアルミニウム合金等の金属又はプラスチック等
が用いられる。この実施例では、弾性体1は、厚さが
H、長さがWx、幅がWyであるものとする。この弾性
体1には、表面に4枚の電気機械変換素子2a〜2d
が、裏面に4個の摺動部材3a〜3dがそれぞれ貼り付
けられている。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings and the like. FIG. 1 is a plan view, a side view, a front view and a bottom view of a main body of an embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention, which is drawn by trigonometry. The ultrasonic motor of this embodiment includes an elastic body 1, electromechanical conversion elements 2a to 2d,
It is composed of sliding members 3a to 3d and the like. Elastic body 1
Is a plate-shaped member, and the material thereof is metal such as stainless steel or aluminum alloy, or plastic. In this embodiment, the elastic body 1 has a thickness H, a length Wx, and a width Wy. The elastic body 1 has four electromechanical conversion elements 2a to 2d on its surface.
However, four sliding members 3a to 3d are attached to the back surface, respectively.

【0023】電気機械変換素子2a〜2dは、電気エネ
ルギーを機械エネルギーに変換する素子であり、例え
ば、PZT等の圧電素子又はPMN等の電歪素子等が用
いられる。摺動部材3a〜3dは、対象物(不図示)に
接触する部分であって、弾性体1から駆動力を取り出す
部分に設けられている。この摺動部材3a〜3dは、四
ふっ化エチレン樹脂(例えば、テフロン:デュポン社の
商品名)や二硫化モリブデン等を含有したプラスチック
等が用いられる。
The electromechanical conversion elements 2a to 2d are elements for converting electric energy into mechanical energy, and for example, piezoelectric elements such as PZT or electrostrictive elements such as PMN are used. The sliding members 3a to 3d are provided in portions that come into contact with an object (not shown) and that extract the driving force from the elastic body 1. As the sliding members 3a to 3d, a plastic containing ethylene tetrafluoride resin (for example, Teflon: trade name of DuPont), molybdenum disulfide, or the like is used.

【0024】この超音波モータは、電気機械変換素子2
a〜2dに周波電圧が印加されると、弾性体1の摺動部
材3a〜3dを貼り付けた位置に楕円振動が発生し、摺
動部材3a〜3dは、不図示の対象物に加圧接触してい
るために、その対象物との間に相対運動を生じる。
This ultrasonic motor has an electromechanical conversion element 2
When a frequency voltage is applied to a to 2d, elliptical vibration occurs at the position where the sliding members 3a to 3d of the elastic body 1 are attached, and the sliding members 3a to 3d press against an object (not shown). Due to the contact, a relative motion is generated between the object and the object.

【0025】図2は、本発明による超音波モータの実施
例の駆動回路を示すブロック図である。図2において、
11は入力周波数指示部、12は発振器、13は移相指
示部、14は移相器、15と16は増幅器、17はX−
Y方向指示部、18〜21はアナログスイッチである。
FIG. 2 is a block diagram showing a drive circuit of an embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention. In FIG.
11 is an input frequency indicator, 12 is an oscillator, 13 is a phase shift indicator, 14 is a phase shifter, 15 and 16 are amplifiers, 17 is X-.
The Y direction indicator, 18 to 21 are analog switches.

【0026】この超音波モータは、(X)の(+)方向
に移動させたいときには、まず、X−Y方向指示部17
によって(X)を設定して、アナログスイッチ18と2
0をONにし、アナログスイッチ19と21をOFFに
して、電気機械変換素子2aと2cを一体的に、電気機
械変換素子2bと2dを一体的にそれぞれグループ化す
る。
When it is desired to move the ultrasonic motor in the (+) direction of (X), first, the XY direction indicating section 17 is provided.
Set (X) by using the analog switches 18 and 2
0 is turned on and the analog switches 19 and 21 are turned off to group the electromechanical conversion elements 2a and 2c integrally and the electromechanical conversion elements 2b and 2d integrally.

【0027】次に、移相指示部13によって(+)を設
定して、移相器14により+π/2の移相を行う。この
状態において、X−Y方向指示部17から(X)方向の
駆動を入力周波数指示部11に指示すると、入力周波数
指示部11は発振器12に第1の周波数を指示する。発
振器12から第1の周波数信号が出力されると、一方
は、増幅器16によって増幅されて、電気機械変換素子
2bと2dとに入力される。他方は、移相器14により
+π/2だけ移相された後に、増幅器15によって増幅
されて、電気機械変換素子2aと2cとに入力される。
これにより、弾性体1には、1次の縦振動と6次の屈曲
振動とが発生し、これらの2種類の振動が縮退して、弾
性体1の摺動部材3a〜3dを貼り付けた位置に楕円振
動が発生し、対象物との間に(X)の(+)方向に相対
運動を生じることになる。
Next, the phase shift instructing section 13 sets (+), and the phase shifter 14 shifts the phase by + π / 2. In this state, when the XY direction instructing unit 17 instructs the input frequency instructing unit 11 to drive in the (X) direction, the input frequency instructing unit 11 instructs the oscillator 12 to the first frequency. When the first frequency signal is output from the oscillator 12, one is amplified by the amplifier 16 and input to the electromechanical conversion elements 2b and 2d. The other phase is shifted by + π / 2 by the phase shifter 14, amplified by the amplifier 15, and input to the electromechanical conversion elements 2a and 2c.
As a result, first-order longitudinal vibration and sixth-order bending vibration are generated in the elastic body 1, and these two types of vibration are degenerated, and the sliding members 3a to 3d of the elastic body 1 are attached. Elliptical vibration is generated at the position, which causes relative movement in the (X) (+) direction with the object.

【0028】また、この超音波モータは、(X)の
(−)方向に移動させたいときには、まず、X−Y方向
指示部17によって(X)を設定して、アナログスイッ
チ18と20をONにし、アナログスイッチ19と21
をOFFにして、電気機械変換素子2aと2cを一体的
に、電気機械変換素子2bと2dを一体的にそれぞれグ
ループ化する。
When it is desired to move the ultrasonic motor in the (-) direction of (X), first, (X) is set by the XY direction indicator 17 and the analog switches 18 and 20 are turned ON. And analog switches 19 and 21
Is turned off to group the electromechanical conversion elements 2a and 2c integrally and the electromechanical conversion elements 2b and 2d integrally.

【0029】次に、移相指示部13によって(−)を設
定して、移相器14によって−π/2の移相を行う。こ
の状態において、X−Y方向指示部17から(X)方向
の駆動を入力周波数指示部11に指示すると、入力周波
数指示部11は、発振器12に第1の周波数を指示す
る。発振器12から第1の周波数信号が出力されると、
一方は、増幅器16によって増幅されて、電気機械変換
素子2bと2dとに入力される。他方は、移相器14に
より−π/2だけ移相された後に、増幅器15によって
増幅されて、電気機械変換素子2aと2cとに入力され
る。これにより、弾性体1には、1次の縦振動と6次の
屈曲振動とが発生し、これらの2種類の振動が縮退し
て、弾性体1の摺動部材3a〜3dを貼り付けた位置に
楕円振動が発生し、対象物との間に(X)の(−)方向
に相対運動を生じることになる。
Next, the phase shift instructing section 13 sets (-), and the phase shifter 14 shifts the phase by -π / 2. In this state, when the XY direction instructing unit 17 instructs the input frequency instructing unit 11 to drive in the (X) direction, the input frequency instructing unit 11 instructs the oscillator 12 to the first frequency. When the first frequency signal is output from the oscillator 12,
One is amplified by the amplifier 16 and input to the electromechanical conversion elements 2b and 2d. The other phase is shifted by -π / 2 by the phase shifter 14, is amplified by the amplifier 15, and is input to the electromechanical conversion elements 2a and 2c. As a result, first-order longitudinal vibration and sixth-order bending vibration are generated in the elastic body 1, and these two types of vibration are degenerated, and the sliding members 3a to 3d of the elastic body 1 are attached. Elliptical vibration is generated at the position, and a relative motion is generated between the object and the object in the (-) direction (X).

【0030】さらに、この超音波モータは、(Y)の
(+)方向に移動させたいときには、まず、X−Y方向
指示部17によって(Y)を設定して、アナログスイッ
チ19と21をONにし、アナログスイッチ18と20
をOFFにして、電気機械変換素子2aと2bを一体的
に、電気機械変換素子2cと2dを一体的にそれぞれグ
ループ化する。
Further, when it is desired to move this ultrasonic motor in the (+) direction of (Y), first, (Y) is set by the XY direction indicating section 17, and the analog switches 19 and 21 are turned on. And analog switches 18 and 20
Is turned off to group the electromechanical conversion elements 2a and 2b integrally and the electromechanical conversion elements 2c and 2d integrally.

【0031】次に、移相指示部13によって(+)を設
定して、移相器14によって+π/2の移相を行う。こ
の状態において、X−Y方向指示部17から(Y)方向
の駆動を入力周波数指示部11に指示すると、入力周波
数指示部11は発振器12に第2の周波数を指示する。
発振器12から第2の周波数信号が出力されると、一方
は、増幅器16によって増幅されて、電気機械変換素子
2cと2dとに入力される。他方は、移相器14により
+π/2だけ移相された後に、増幅器15によって増幅
されて、電気機械変換素子2aと2bとに入力される。
これにより、弾性体1には、1次の縦振動と4次の屈曲
振動とが発生し、これらの2種類の振動が縮退して、弾
性体1の摺動部材3a〜3dを貼り付けた位置に楕円振
動が発生し、対象物との間に(Y)の(+)方向に相対
運動を生じることになる。
Next, the phase shift instructing section 13 sets (+) and the phase shifter 14 shifts the phase by + π / 2. In this state, when the XY direction instructing unit 17 instructs the input frequency instructing unit 11 to drive in the (Y) direction, the input frequency instructing unit 11 instructs the oscillator 12 to the second frequency.
When the second frequency signal is output from the oscillator 12, one is amplified by the amplifier 16 and input to the electromechanical conversion elements 2c and 2d. The other phase is shifted by + π / 2 by the phase shifter 14, amplified by the amplifier 15, and input to the electromechanical conversion elements 2a and 2b.
As a result, first-order longitudinal vibration and fourth-order bending vibration are generated in the elastic body 1, and these two types of vibration are degenerated, and the sliding members 3a to 3d of the elastic body 1 are attached. Elliptical vibration is generated at the position, and a relative motion is generated in the (Y) (+) direction with respect to the object.

【0032】最後に、この超音波モータは、(Y)の
(−)方向に移動させたいときには、まず、X−Y方向
指示部17によって(Y)を設定して、アナログスイッ
チ19と21をONにし、アナログスイッチ18と20
をOFFにして、電気機械変換素子2aと2bを一体的
に、電気機械変換素子2cと2dを一体的にそれぞれグ
ループ化する。
Finally, when it is desired to move the ultrasonic motor in the (-) direction of (Y), first, (Y) is set by the XY direction indicating section 17, and the analog switches 19 and 21 are set. Turn on, analog switches 18 and 20
Is turned off to group the electromechanical conversion elements 2a and 2b integrally and the electromechanical conversion elements 2c and 2d integrally.

【0033】次に、移相指示部13によって(−)を設
定して、移相器14によって−π/2の移相を行う。こ
の状態において、X−Y方向指示部17から(Y)方向
の駆動を入力周波数指示部11に指示すると、入力周波
数指示部11は発振器12に第2の周波数を指示する。
発振器12から第2の周波数信号が出力されると、一方
は、増幅器16によって増幅されて、電気機械変換素子
2cと2dとに入力される。他方は、移相器14により
−π/2だけ移相された後に、増幅器15によって増幅
されて、電気機械変換素子2aと2bとに入力される。
これにより、弾性体1には、1次の縦振動と4次の屈曲
振動とが発生し、これらの2種類の振動が縮退して、弾
性体1の摺動部材3a〜3dを貼り付けた位置に楕円振
動が発生し、対象物との間に(Y)の(−)方向に相対
運動を生じることになる。
Next, the phase shift instructing section 13 sets (-) and the phase shifter 14 shifts the phase by -π / 2. In this state, when the XY direction instructing unit 17 instructs the input frequency instructing unit 11 to drive in the (Y) direction, the input frequency instructing unit 11 instructs the oscillator 12 to the second frequency.
When the second frequency signal is output from the oscillator 12, one is amplified by the amplifier 16 and input to the electromechanical conversion elements 2c and 2d. The other phase is shifted by -π / 2 by the phase shifter 14, is amplified by the amplifier 15, and is input to the electromechanical conversion elements 2a and 2b.
As a result, first-order longitudinal vibration and fourth-order bending vibration are generated in the elastic body 1, and these two types of vibration are degenerated, and the sliding members 3a to 3d of the elastic body 1 are attached. Elliptical vibration is generated at the position, which causes relative movement in the (Y) (-) direction with the object.

【0034】図3は、本発明の超音波モータの実施例を
X方向とY方向にそれぞれ駆動する原理を説明する図で
ある。弾性体1の長さWxを Wx=32・π・H/(12)1/2 にすると、1次の縦振動の共振周波数ΩL1Xは、弾性体
1の縦弾性係数をE、密度をρとしたときに、 ΩL1X=〔π・(E/ρ)1/2 〕/(2・Wx) =〔(12・E/ρ)1/2 〕/(64・H) となる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of driving the ultrasonic motor of the present invention in the X and Y directions, respectively. When the length Wx of the elastic body 1 is set to Wx = 32 · π · H / (12) 1/2 , the resonance frequency ΩL1X of the first-order longitudinal vibration is E, the longitudinal elastic coefficient of the elastic body 1, and ρ is the density. when, the Omegaeru1X = [π · (E / ρ) 1/2] / (2 · Wx) = [(12 · E / ρ) 1/2] / (64 · H).

【0035】また、6次の屈曲振動の共振周波数ΩB6X
は、弾性体1の断面2次モーメントをI、断面積をAと
したときに、 ΩB6X=〔16・π・π・(E・I/ρ・A)1/2 〕/(Wx・Wx) =〔(12・E/ρ)1/2 〕/(64・H) となり、1次の縦振動と6次の屈曲振動とが一致して縮
退することがわかる。従って、〔(12・E/
ρ)1/2 〕/(64・H)の周波数を入力することによ
り、超音波モータはX方向(紙面の左右方向)に駆動さ
れる。
Further, the resonance frequency of the 6th bending vibration ΩB6X
Is ΩB6X = [16 · π · π · (E · I / ρ · A) 1/2 ] / (Wx · Wx), where I is the second moment of area of the elastic body 1 and A is the sectional area. = [(12 · E / ρ) 1/2 ] / (64 · H), and it can be seen that the first-order longitudinal vibration and the sixth-order bending vibration coincide with each other and degenerate. Therefore, [(12 · E /
By inputting the frequency of ρ) 1/2 ] / (64 · H), the ultrasonic motor is driven in the X direction (left and right direction of the paper surface).

【0036】次に、弾性体1の幅Wyを Wy=72・π・H/(12)1/2 にすると、1次の縦振動の共振周波数ΩL1Yは、弾性体
1の縦弾性係数をE、密度をρとしたときに、 ΩL1Y=〔π・(E/ρ)1/2 〕/(2・Wy) =〔(12・E/ρ)1/2 〕/(144・H) となる。
Next, when the width Wy of the elastic body 1 is set to Wy = 72 · π · H / (12) 1/2 , the resonance frequency ΩL1Y of the first-order longitudinal vibration is E , ΩL1Y = [π · (E / ρ) 1/2 ] / (2 · Wy) = [(12 · E / ρ) 1/2 ] / (144 · H), where ρ is the density .

【0037】また、4次の屈曲振動の共振周波数ΩB4Y
は、弾性体1の断面2次モーメントをI、断面積をAと
したときに、 ΩB4Y=〔16・π・π・(E・I/ρ・A)1/2 〕/(Wy・Wy) =〔(12・E/ρ)1/2 〕/(144・H) となり、1次の縦振動と4次の屈曲振動とが一致して縮
退することがわかる。従って、〔(12・E/
ρ)1/2 〕/(144・H)の周波数を入力することに
より、超音波モータは、Y方向(紙面の上下方向)に駆
動される。
Further, the resonance frequency of the fourth-order bending vibration ΩB4Y
Is ΩB4Y = [16 · π · π · (E · I / ρ · A) 1/2 ] / (Wy · Wy), where I is the second moment of area of the elastic body 1 and A is the sectional area. = [(12 · E / ρ) 1/2 ] / (144 · H), and it can be seen that the first-order longitudinal vibration and the fourth-order bending vibration are coincident and degenerate. Therefore, [(12 · E /
By inputting the frequency of ρ) 1/2 ] / (144 · H), the ultrasonic motor is driven in the Y direction (vertical direction of the paper surface).

【0038】当然ながら、X方向に駆動するための入力
周波数〔(12・E/ρ)1/2 )〕/(64・H)と、
Y方向に駆動するための入力周波数〔(12・E/ρ)
1/2〕/(144・H)とは異なるので、X方向の駆動
とY方向の駆動とを選択することができる。
Naturally, the input frequency for driving in the X direction [(12 · E / ρ) 1/2 )] / (64 · H),
Input frequency for driving in Y direction [(12 · E / ρ)
Since it is different from 1/2 ] / (144 · H), driving in the X direction and driving in the Y direction can be selected.

【0039】なお、正確には、電気機械変換素子2a〜
2dや、摺動部材3a〜3dの影響も考慮して、共振周
波数を求める必要があるが、相当複雑な計算になるの
で、ここでは省略する。
To be precise, the electromechanical conversion elements 2a ...
It is necessary to obtain the resonance frequency in consideration of the influence of 2d and the sliding members 3a to 3d, but it is omitted here because it is a considerably complicated calculation.

【0040】本実施例では、図3に示すように、摺動部
材3a〜3dは、4次の屈曲振動B4の振動(第3モー
ドの振動に相当する)の腹位置と、6次の屈曲振動B6
の振動(第4モードの振動に相当する)の腹位置との交
点の位置に、X方向(第1方向に相当する)の相対運動
の取り出し部とY方向(第2方向に相当する)の相対運
動の取り出し部とを共用するように配置してある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the sliding members 3a to 3d have the antinode position of the vibration of the fourth bending vibration B4 (corresponding to the vibration of the third mode) and the sixth bending. Vibration B6
Of the relative movement in the X direction (corresponding to the first direction) and the Y direction (corresponding to the second direction) at the position of the intersection with the antinode position of the vibration (corresponding to the vibration of the fourth mode). It is arranged so as to be shared with the taking-out portion for relative movement.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電気機械
変換素子のグループ分けを、駆動方向に応じて変えるよ
うにしたので、2次元方向に駆動が可能な超音波モータ
が得られる、という効果がある。
As described above, according to the present invention, the grouping of electromechanical conversion elements is changed according to the driving direction, so that an ultrasonic motor capable of driving in two dimensions can be obtained. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による超音波モータの実施例を三角法で
描いた平面図、側面図、正面図、底面図である。
FIG. 1 is a plan view, a side view, a front view and a bottom view in which an embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention is drawn by trigonometry.

【図2】本実施例に係る超音波モータの駆動回路を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a drive circuit of the ultrasonic motor according to the present embodiment.

【図3】本発明の超音波モータをX方向とY方向にそれ
ぞれ駆動する原理を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of driving the ultrasonic motor of the present invention in each of the X direction and the Y direction.

【図4】リニア型超音波モータの従来例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional example of a linear ultrasonic motor.

【図5】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5(A)は正面図、
図5(B)は側面図、図5(C)は平面図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional example of a modified degenerate vertical L1-bending B4 mode flat plate motor, and FIG.
5B is a side view and FIG. 5C is a plan view.

【図6】図5に示す異形縮退縦L1−屈曲B4モード・
平板モータの駆動原理を説明する図である。
FIG. 6 shows the modified degenerate vertical L1-bending B4 mode shown in FIG.
It is a figure explaining the drive principle of a flat plate motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:弾性体 2,2a〜2d:電気機械変換素子 3,3a〜3d:摺動部材 11:入力周波数指示部 12:発振器 13:移相指示部 14:移相器 15,16:増幅器 17:X−Y方向指示部 18〜21:アナログスイッチ 1: Elastic body 2, 2a to 2d: Electromechanical conversion element 3, 3a to 3d: Sliding member 11: Input frequency indicator 12: Oscillator 13: Phase shift indicator 14: Phase shifter 15, 16: Amplifier 17: XY direction indicator 18 to 21: analog switch

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性体と、その弾性体に結合される第1
から第4の電気機械変換素子とから構成され、 前記電気機械変換素子に入力される周波電圧に応答し
て、前記弾性体の所定位置に楕円振動を発生して、前記
弾性体と接触する対象物との間に相対運動を生じさせる
超音波モータにおいて、 第1方向の駆動信号に応答して、前記第1及び第2の電
気機械変換素子を電気的に接続して第1のグループを形
成し、前記第3及び第4の電気機械変換素子を電気的に
接続して第2のグループを形成し、前記第1グループと
前記第2グループとに互いに位相の異なる第1周波電圧
を印加して、第1モードの振動と第2モードの振動とを
発生させ、これらが縮退して楕円振動を発生して、前記
対象物との間に前記第1方向の相対運動を生じさせ、 第2方向の駆動信号に応答して、前記第1及び第3の電
気機械変換素子を電気的に接続して第3のグループを形
成し、前記第2及び第4の電気機械変換素子を電気的に
接続して第4のグループを形成し、前記第3グループと
前記第4グループとに互いに位相の異なる第2周波電圧
を印加して、第3モードの振動と第4のモードの振動と
を発生させ、これらが縮退して楕円振動を発生して、前
記対象物との間に前記第2方向の相対運動を生じさせる
ことを特徴とする超音波モータ。
1. An elastic body and a first member connected to the elastic body.
To a fourth electromechanical conversion element, and an object that is in contact with the elastic body by generating elliptical vibration at a predetermined position of the elastic body in response to a frequency voltage input to the electromechanical conversion element. An ultrasonic motor that produces relative motion with an object, in response to a drive signal in a first direction, electrically connects the first and second electromechanical conversion elements to form a first group. Then, the third and fourth electromechanical conversion elements are electrically connected to form a second group, and first frequency voltages having different phases are applied to the first group and the second group. To generate a first-mode vibration and a second-mode vibration, which degenerate and generate an elliptical vibration to generate a relative motion in the first direction between the object and the second object. In response to a directional drive signal, the first and third electric machines The conversion elements are electrically connected to form a third group, the second and fourth electromechanical conversion elements are electrically connected to form a fourth group, and the third group and the third group are connected. By applying the second frequency voltages having mutually different phases to the four groups, the third mode vibration and the fourth mode vibration are generated, and these degenerate to generate elliptical vibration, and the target object and An ultrasonic motor characterized by causing relative motion in the second direction between the two.
【請求項2】 弾性体と、 前記弾性体に結合される第1から第4の電気機械変換素
子と、 駆動信号を発生する駆動信号発生部と、 第1方向又は第2方向のいずれに駆動するかを指示する
駆動方向指示部と、 前記駆動方向指示部が第1方向を指示した場合に、前記
第1及び第2の電気機械変換素子を電気的に接続して第
1のグループを形成し、前記第3及び第4の電気機械変
換素子を電気的に接続して第2のグループを形成し、前
記駆動方向指示部が第2方向を指示した場合に、前記第
1及び第3の電気機械変換素子を電気的に接続して第3
のグループを形成し、前記第2及び第4の電気機械変換
素子を電気的に接続して第4のグループを形成するグル
ープ化部と、 前記グループ化部が第1及び第2のグループを形成した
ときに、前記第1グループと前記第2グループとに互い
に位相の異なる第1周波電圧を前記駆動信号発生部から
印加し、前記グループ化部が第3及び第4のグループを
形成したときに、前記第3グループと前記第4グループ
とに互いに位相の異なる第2周波電圧を前記駆動信号発
生部から印加する入力周波数指示部とからなり、 前記弾性体は、前記第1周波電圧の印加により、第1モ
ードの振動と第2モードの振動とが発生し、これらが縮
退して所定位置に楕円振動を発生して、前記対象物との
間に前記第1方向の相対運動を生じ、前記第2周波電圧
の印加により、第3モードの振動と第4のモードの振動
とが発生し、これらが縮退して所定位置に楕円振動を発
生して、前記対象物との間に前記第2方向の相対運動が
生ずることを特徴とする超音波モータ。
2. An elastic body, first to fourth electromechanical conversion elements coupled to the elastic body, a drive signal generating section for generating a drive signal, and driving in either the first direction or the second direction. And a driving direction instructing unit for instructing whether to perform the first direction, and when the driving direction instructing unit instructs the first direction, the first and second electromechanical conversion elements are electrically connected to form a first group. Then, when the third and fourth electromechanical conversion elements are electrically connected to form a second group, and the drive direction indicator indicates the second direction, the first and third electromechanical transducers are connected. Third, by electrically connecting the electromechanical conversion element
And a grouping unit that electrically connects the second and fourth electromechanical conversion elements to form a fourth group, and the grouping unit forms first and second groups. When the first group voltage and the second group are applied with first frequency voltages having different phases from the drive signal generation unit, and the grouping unit forms the third and fourth groups, An input frequency instructing unit that applies second frequency voltages having different phases to the third group and the fourth group from the drive signal generating unit, and the elastic body is configured to apply the first frequency voltage to the third group and the fourth group. , A first mode vibration and a second mode vibration are generated, and these degenerate to generate an elliptical vibration at a predetermined position to generate a relative motion in the first direction with the object, To apply the second frequency voltage As a result, a third mode vibration and a fourth mode vibration are generated, and these degenerate to generate an elliptical vibration at a predetermined position, so that relative motion in the second direction occurs between the object and the object. An ultrasonic motor characterized by the above.
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の超音波モ
ータにおいて、 前記第1モードの振動と前記第3モードの振動とが縦振
動であり、 前記第2モードの振動と前記第4モードの振動とが屈曲
振動であることを特徴とする超音波モータ。
3. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibration in the first mode and the vibration in the third mode are longitudinal vibrations, and the vibration in the second mode and the fourth mode. An ultrasonic motor characterized in that the mode vibration is bending vibration.
【請求項4】 請求項3に記載の超音波モータにおい
て、 前記第2モードの振動と前記第4モードの振動とのモー
ドの次数が異なることを特徴とする超音波モータ。
4. The ultrasonic motor according to claim 3, wherein the second mode vibration and the fourth mode vibration have different mode orders.
【請求項5】 請求項3に記載の超音波モータにおい
て、 前記第1モードの振動と前記第3モードの振動とが1次
の縦振動であり、 前記第2モードの振動が4次の屈曲振動であり、 前記第4モードの振動が6次の屈曲振動であることを特
徴とする超音波モータ。
5. The ultrasonic motor according to claim 3, wherein the first mode vibration and the third mode vibration are first-order longitudinal vibrations, and the second mode vibration is a fourth-order bending. An ultrasonic motor, wherein the vibration of the fourth mode is a bending vibration of sixth order.
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