JPH1141955A - Ultrasonic-wave motor and piezoelectric vibrator using motor thereof - Google Patents

Ultrasonic-wave motor and piezoelectric vibrator using motor thereof

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JPH1141955A
JPH1141955A JP9190931A JP19093197A JPH1141955A JP H1141955 A JPH1141955 A JP H1141955A JP 9190931 A JP9190931 A JP 9190931A JP 19093197 A JP19093197 A JP 19093197A JP H1141955 A JPH1141955 A JP H1141955A
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JP
Japan
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ultrasonic motor
piezoelectric
vibrating body
vibration
bending vibration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9190931A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Kawasaki
修 川崎
Tomoki Ueno
伴希 上野
Katsu Takeda
克 武田
Katsumi Imada
勝巳 今田
Katsunori Moritoki
克典 守時
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1141955A publication Critical patent/JPH1141955A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic-wave motor characterized by light weight, small thickness, stable operation, high efficiency and a piezoelectric vibrator which uses the motor thereof. SOLUTION: A disc-shaped vibrator 3, which is formed by overlapping and connecting a disc-shaped elastic body 1 to a disc-shaped piezoelectric body 2 having drive electrodes at both sides, a moving body 4, which is arranged in contact with the elastic body 1 through compression, and a vibrating-body fixing tool 5, which fixes the vibrating body 3, are provided. A moving body 4 is rotated by exciting the standing waves of the deflecting vibration in a secondary or higher order in the radial direction to the vibrating body 3 and tertiary or higher order in the circumferential direction by the AC drive voltage applied to a drive electrode. The position, where the vibrating-body fixture 5 fixes the vibrating body 3, is the position, where the deflecting vibration other than the standing wave to be excited is smaller than in the case when the vibrating body 3 is fixed to only the central part of the body.

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、圧電セラミック等の圧
電体を用いて、圧電体と弾性体から成る振動体に弾性波
の定在波を励振することにより、駆動力を発生する超音
波モータおよびそれを用いた圧電バイブレータに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic wave generating a driving force by exciting a standing wave of an elastic wave to a vibrating body comprising a piezoelectric body and an elastic body using a piezoelectric body such as a piezoelectric ceramic. The present invention relates to a motor and a piezoelectric vibrator using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話、PHS、ページャなど
の携帯用通信機器の呼び出し音の代わりに呼び出し用バ
イブレータが注目されている。以下、図面を参照しなが
らバイブレータの従来技術について、その駆動源である
ところのモータを中心に説明を行う。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a ringing vibrator instead of a ringing sound of a portable communication device such as a mobile phone, a PHS, and a pager. Hereinafter, the prior art of a vibrator will be described with reference to the drawings, focusing on a motor as a driving source thereof.

【0003】従来、呼び出し用パイブレータとして電磁
モータが多く使用されている。図17は電磁モータを使
用した従来の電磁バイブレータの斜視図である。101
は円筒形電磁モータ、102は円筒形電磁モータ101
の回転軸、103は回転軸102に取り付けられた偏芯
重りである。円筒形電磁モータ101に直流電圧を印加
すると、円筒形電磁モータ101は回転軸102を中心
に回転する。回転軸102には偏芯重り103が付けら
れているので、円筒形電磁モータ101は回転数に従っ
て振動をする。この電磁バイブレータを携帯電話、PH
S、ページャなどに取り付けて、呼び出し音の代わりに
振動で呼び出しを知らせることができる。
[0003] Conventionally, electromagnetic motors are often used as paging piebrators. FIG. 17 is a perspective view of a conventional electromagnetic vibrator using an electromagnetic motor. 101
Is a cylindrical electromagnetic motor, 102 is a cylindrical electromagnetic motor 101
And 103, an eccentric weight attached to the rotating shaft 102. When a DC voltage is applied to the cylindrical electromagnetic motor 101, the cylindrical electromagnetic motor 101 rotates around the rotation shaft 102. Since the rotating shaft 102 is provided with the eccentric weight 103, the cylindrical electromagnetic motor 101 vibrates according to the rotation speed. Mobile phones, PH
It can be attached to S, pager, etc. to notify the call by vibration instead of ringing sound.

【0004】図18は別の従来の電磁バイブレータの斜
視図である。104は扁平形電磁モータ、105は扁平
形電磁モータ104の回転軸、106は回転軸105に
取り付けられた偏芯重りである。扁平形電磁モータ10
4に直流電圧を印加すると、扁平形電磁モータ104は
回転軸105を中心に回転する。回転軸105には偏芯
重り106が付けられているので、扁平形電磁モータ1
04は回転数に従って振動をする。この電磁バイブレー
タを携帯電話、PHS、ページャなどに取り付けて、呼
び出し音の代わりに振動で呼び出しを知らせることがで
きる。
FIG. 18 is a perspective view of another conventional electromagnetic vibrator. 104 is a flat electromagnetic motor, 105 is a rotating shaft of the flat electromagnetic motor 104, and 106 is an eccentric weight attached to the rotating shaft 105. Flat electromagnetic motor 10
When a DC voltage is applied to the motor 4, the flat electromagnetic motor 104 rotates about the rotation shaft 105. Since the eccentric weight 106 is attached to the rotating shaft 105, the flat electromagnetic motor 1
04 vibrates according to the rotation speed. This electromagnetic vibrator can be attached to a mobile phone, a PHS, a pager, or the like so that a call can be notified by vibration instead of a ring tone.

【0005】また、回転型のアクチュエータとしては電
磁モータだけではなく超音波モータもバイブレータとし
て考えられる。超音波モータには、進行波型のものと定
在波型のものがあるが、定在波型のものは後述する課題
が存在するため、バイブレータとして使用されていな
い。したがって、ここでは進行波型のものについてのみ
説明する。図19はリング状の進行波型超音波モータの
切り欠き斜視図であり、リング面の1方に多数個の突起
体を形成したリング形の弾性体111のリング面の他方
に、駆動用の圧電体としてリング形圧電セラミック11
2を接着剤等の手段で結合して、リング形振動体113
を構成している。114は耐磨耗性材料の摩擦材、11
5は弾性体であり、互いに貼合せられて移動体(回転
体)116を構成している。移動体116は摩擦材11
4を介して、ここでは図示していないが、ばね等の加圧
手段により振動体113と加圧接触して設置されてい
る。
As a rotary actuator, not only an electromagnetic motor but also an ultrasonic motor can be considered as a vibrator. Ultrasonic motors include a traveling wave type and a standing wave type, but the standing wave type is not used as a vibrator because of the problems described below. Therefore, only the traveling wave type will be described here. FIG. 19 is a cutaway perspective view of a ring-shaped traveling-wave type ultrasonic motor, in which a ring-shaped elastic body 111 having a large number of protrusions formed on one of the ring faces is provided with a drive-use elastic body 111. Ring-shaped piezoelectric ceramic 11 as piezoelectric body
2 by means of an adhesive or the like to form a ring-shaped vibrating body 113.
Is composed. Reference numeral 114 denotes a friction material made of a wear-resistant material;
Reference numeral 5 denotes an elastic body, which is bonded to each other to form a moving body (rotating body) 116. The moving body 116 is the friction material 11
Although not shown here, the pressure sensor 4 is placed in pressure contact with the vibrating body 113 via a pressure means such as a spring.

【0006】図20は図19の圧電セラミック112に
形成される駆動電極の構造図であり、弾性進行波の1/
4波長相当だけ位置的にずれた2組の駆動電極AとBが
形成されている。駆動電極AとBは、それぞれ1/2波
長相当の長さを持つ小電極群からなっている。電極Cと
Dはそれぞれ3/4波長と1/4波長相当の長さを持
ち、駆動電極AとBに1/4波長相当の位置的なずれを
作るために形成している。従って、駆動電極はAとBの
みであり、電極CとDの部分は電極を形成しなくてもよ
い。
FIG. 20 is a structural view of a drive electrode formed on the piezoelectric ceramic 112 of FIG.
Two sets of drive electrodes A and B which are shifted in position by four wavelengths are formed. The drive electrodes A and B are each composed of a small electrode group having a length corresponding to a half wavelength. The electrodes C and D have a length corresponding to / wavelength and 1 / wavelength, respectively, and are formed to create a positional shift corresponding to 1 / wavelength between the drive electrodes A and B. Therefore, the driving electrodes are only A and B, and the electrodes C and D do not need to form electrodes.

【0007】駆動電極AとBに、それぞれ90度位相の
異なる2つの交流電圧を印加すると(例えばsin波と
cos波)、図21に示すような撓み振動の進行波が振
動体113に励振される。ここで、図21(a)は撓み
振動の振動姿態を示し、図21(b)は径方向の変位分
布を示している。リング型超音波モータでは径方向1次
で周方向3次以上の撓み振動の進行波が振動体113に
励振される。この進行波の波頭の横方向成分は振動体1
13の突起体により拡大され、移動体116はこの拡大
された横方向の変位成分により摩擦駆動されて回転運動
をする。移動体116に偏芯重りを設置すればバイブレ
ータとして動作する。
When two AC voltages having phases different from each other by 90 degrees are applied to the drive electrodes A and B (for example, a sine wave and a cosine wave), a traveling wave of bending vibration as shown in FIG. You. Here, FIG. 21A shows a vibration mode of bending vibration, and FIG. 21B shows a radial displacement distribution. In the ring-type ultrasonic motor, a traveling wave of bending vibration of first order in the radial direction and third order or more in the circumferential direction is excited by the vibrating body 113. The transverse component of the wave front of this traveling wave is the vibrating body 1
The moving body 116 is rotated by friction driven by the expanded lateral displacement component and is rotated. If an eccentric weight is installed on the moving body 116, it operates as a vibrator.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】携帯電話、PHS、ペ
ージャなどの携帯用通信機器は軽量化・薄型化が大切で
ある。そして、その呼び出し音とともに呼び出し用バイ
ブレータが多く用いられている。しかし、従来のバイブ
レータにおいて、駆動源として円筒形電磁モータを使用
しているものについては、その厚さは円筒形電磁モータ
の直径で決まる。従って、バイブレータの厚さを薄くす
るためには円筒形電磁モータの直径を小さくすることが
必要である。しかし、偏芯重りを回転させるために必要
な出力トルクを実現するために円筒形電磁モータの直径
はあまり小さくできないので、薄型化が困難であるとい
う課題を有している。また、電磁モータは単位重量あた
りの出力が小さいので必要な出力を得るためには重量が
大きくなるという課題も有している。
It is important to reduce the weight and thickness of portable communication devices such as mobile phones, PHSs, and pagers. A ringing vibrator is often used together with the ringing sound. However, in a conventional vibrator using a cylindrical electromagnetic motor as a drive source, its thickness is determined by the diameter of the cylindrical electromagnetic motor. Therefore, in order to reduce the thickness of the vibrator, it is necessary to reduce the diameter of the cylindrical electromagnetic motor. However, since the diameter of the cylindrical electromagnetic motor cannot be so small to realize the output torque required for rotating the eccentric weight, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness of the cylindrical electromagnetic motor. Further, since the output per unit weight of the electromagnetic motor is small, there is also a problem that the weight increases in order to obtain a required output.

【0009】また、薄型化を実現するために、偏平形電
磁モータを使用しているバイブレータについては、偏芯
重りを回転させるために必要な出力トルクを実現するた
めに偏平形電磁モータの厚さはあまり薄くできないの
で、薄型化には限界があるという課題を有している。ま
た、電磁モータは単位重量あたりの出力が小さいので必
要な出力を得るためには重量が大きくなるという課題も
有している。
[0009] In the case of a vibrator using a flat type electromagnetic motor in order to realize a thin type, the thickness of the flat type electromagnetic motor is required to realize an output torque necessary for rotating an eccentric weight. Has a problem that there is a limit to the reduction in thickness. Further, since the output per unit weight of the electromagnetic motor is small, there is also a problem that the weight increases in order to obtain a required output.

【0010】軽量化、薄型化を達成するために電磁モー
タの代わりに超音波モータを使用することも考えられる
が、従来の進行波型超音波モータは、図19に示すよう
に振動体を構成する弾性体に多数個の突起体を構成して
いる。従って、超音波モータを小型化すると、突起体の
寸法が小さくなって機械加工がしにくく、また突起体が
細くなると突起体の曲げ剛性が小さくなって、進行波に
よる横方向の変位成分により移動体を充分に駆動できな
いという課題を有している。また、従来の超音波モータ
は駆動源として進行波を利用していたために駆動電極の
構造が複雑になり、また90度位相のずれた2つの駆動
信号を必要とするために駆動回路が複雑になるという課
題を有している。
An ultrasonic motor may be used instead of an electromagnetic motor in order to achieve a reduction in weight and thickness. However, a conventional traveling wave type ultrasonic motor has a vibrating body as shown in FIG. A large number of protrusions are formed on the elastic body. Therefore, when the size of the ultrasonic motor is reduced, the size of the projection is reduced to make machining difficult, and when the projection is thinner, the bending rigidity of the projection is reduced, and the projection is moved by a lateral displacement component due to a traveling wave. There is a problem that the body cannot be driven sufficiently. Further, the conventional ultrasonic motor uses a traveling wave as a driving source, so that the structure of the driving electrode becomes complicated, and the driving circuit becomes complicated because two driving signals having a phase shift of 90 degrees are required. Has the problem of becoming

【0011】進行波型超音波モータに対し、本発明の超
音波モータとして用いられている定在波型超音波モータ
は、駆動電極が比較的単純で、機械加工も行いやすいけ
れども、回転運動に必要な振動数以外の振動モードを励
起してしまうため、不安定で、効率の悪いという課題を
有している。
In contrast to the traveling wave type ultrasonic motor, the standing wave type ultrasonic motor used as the ultrasonic motor of the present invention has a relatively simple drive electrode and can be easily machined, but has a disadvantage in that it has a rotational motion. Since a vibration mode other than the required frequency is excited, there is a problem that it is unstable and inefficient.

【0012】本発明は、このような従来のモータおよび
それを用いたバイプレータの有する上記課題を考慮し
て、重量が小さく、厚さの薄い、動作の安定した、しか
も効率の高い超音波モータおよびそれを用いた圧電バイ
ブレータを提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems of a conventional motor and a vibrator using the motor, and has been made in consideration of the above problems. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibrator using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の本発明は、両
面に駆動電極を有する円板形の圧電体に円板形の弾性体
を重ね合わせて結合することによって形成された円板形
の振動体と、前記弾性体に加圧接触して配置された移動
体と、前記振動体を固定する固定具とを備え、前記移動
体は、前記駆動電極に印加された交流駆動電圧が、前記
振動体に径方向に2次以上、周方向に3次以上の撓み振
動の定在波を励振することによって、回転し、前記固定
具が前記振動体を固定する位置は、励振させようとする
前記定在波以外の撓み振動が、前記振動体をその中心部
のみで固定した場合に比較して、小さくなるような位置
であることを特徴とする超音波モータである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a disk-shaped piezoelectric body formed by superposing a disk-shaped elastic body on a disk-shaped piezoelectric body having drive electrodes on both surfaces thereof and joining them together. A vibrating body, a moving body disposed in pressure contact with the elastic body, and a fixture for fixing the vibrating body, wherein the moving body has an AC drive voltage applied to the drive electrode, The vibrating body is rotated by exciting a standing wave of bending vibration of second order or more in the radial direction and third order or more in the circumferential direction to rotate, and the position where the fixing member fixes the vibrating body is to be excited. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein a bending vibration other than the standing wave is smaller than a position where the vibrating body is fixed only at a center portion thereof.

【0014】請求項2の本発明は、前記振動体は、前記
中心部に小孔を有し、前記固定具は、前記小孔と前記撓
み振動の節円部とを介して、前記振動体を固定すること
を特徴とする請求項1に記載の超音波モータである。
According to a second aspect of the present invention, the vibrating body has a small hole in the center portion, and the fixing tool is connected to the vibrating body via the small hole and the bending circle of the bending vibration. 2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the ultrasonic motor is fixed.

【0015】請求項3の本発明は、前記振動体は、前記
中心部に小孔を有し、前記固定具は、前記小孔と前記撓
み振動の少なくとも1つの節直径部の一部とを介して、
前記振動体を固定することを特徴とする請求項1に記載
の超音波モータである。
According to a third aspect of the present invention, the vibrating body has a small hole in the center portion, and the fixing tool includes the small hole and a part of at least one node diameter portion of the bending vibration. Through,
The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibrating body is fixed.

【0016】請求項4の本発明は、前記振動体は、前記
中心部に小孔を有し、前記固定具は、前記小孔と前記撓
み振動の節円部および少なくとも1つの節直径部の一部
とを介して、前記振動体を固定することを特徴とする請
求項1に記載の超音波モータである。
According to a fourth aspect of the present invention, the vibrating body has a small hole in the central portion, and the fixing member is formed of the small hole, the bending circle portion of the bending vibration and at least one bending diameter portion. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibrating body is fixed via a part thereof.

【0017】請求項5の本発明は、前記圧電体は、前記
撓み振動の節円内に配置されていることを特徴とする請
求項1〜4のいずれかに記載の超音波モータである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic motor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the piezoelectric body is disposed within a nodal circle of the bending vibration.

【0018】請求項6の本発明は、前記圧電体は、前記
撓み振動により前記圧電体に誘起される電荷の符号が反
転する境界によって囲まれた領域内に配置されているこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の超音波
モータである。
According to a sixth aspect of the present invention, the piezoelectric body is disposed in a region surrounded by a boundary where the sign of the charge induced in the piezoelectric body by the bending vibration is inverted. An ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 4.

【0019】請求項7の本発明は、前記圧電体は、前記
弾性体片面の実質上全域に配置されていることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載の超音波モータであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic motor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the piezoelectric body is arranged substantially over the entire area of one surface of the elastic body. .

【0020】請求項8の本発明は、前記駆動電極は、前
記撓み振動の節円内に配置されていることを特徴とする
請求項5〜7のいずれかに記載の超音波モータである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the ultrasonic motor according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the drive electrode is disposed within a nodal circle of the bending vibration.

【0021】請求項9の本発明は、前記駆動電極は、前
記撓み振動により前記圧電体に誘起される電荷の符号が
反転する境界によって囲まれた領域内に配置されている
ことを特徴とする請求項6または7に記載の超音波モー
タである。
According to a ninth aspect of the present invention, the drive electrode is disposed in a region surrounded by a boundary where the sign of the charge induced in the piezoelectric body by the bending vibration is inverted. An ultrasonic motor according to claim 6.

【0022】請求項10の本発明は、前記駆動電極のう
ち、第1の駆動電極は、前記撓み振動により前記圧電体
に誘起される電荷の符号が反転する境界によって囲まれ
た領域内に配置され、第2の駆動電極は、前記領域の外
周部に配置されていることを特徴とする請求項7に記載
の超音波モータである。
According to a tenth aspect of the present invention, among the driving electrodes, the first driving electrode is disposed in a region surrounded by a boundary where the sign of the charge induced in the piezoelectric body by the bending vibration is inverted. The ultrasonic motor according to claim 7, wherein the second drive electrode is arranged at an outer peripheral portion of the region.

【0023】請求項11の本発明は、前記駆動電極のう
ち、第1の駆動電極は、前記撓み振動の節円内に配置さ
れ、第2の駆動電極は、前記節円の外周部に配置されて
いることを特徴とする請求項7に記載の超音波モータで
ある。
According to a preferred embodiment of the present invention, among the driving electrodes, a first driving electrode is disposed within a node of the bending vibration, and a second driving electrode is disposed at an outer peripheral portion of the node. The ultrasonic motor according to claim 7, wherein

【0024】請求項12前記圧電体の分極時には、前記
第1の駆動電極と前記第2の駆動電極を使用し、駆動時
には前記第1の駆動電極のみを使用することを特徴とす
る請求項10または11に記載の超音波モータである。
12. The method according to claim 10, wherein the first drive electrode and the second drive electrode are used when the piezoelectric body is polarized, and only the first drive electrode is used when the piezoelectric body is driven. Or an ultrasonic motor according to item 11.

【0025】請求項13の本発明は、前記駆動電極は、
前記固定具と直接接触していないことを特徴とする請求
項1〜12のいずれかに記載の超音波モータである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the driving electrode comprises:
The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the ultrasonic motor is not in direct contact with the fixing tool.

【0026】請求項14の本発明は、請求項1〜13の
いずれかに記載の超音波モータと、前記移動体上に配置
された偏芯重りとを備えることを特徴とする圧電バイプ
レータである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric vibrator comprising the ultrasonic motor according to any one of the first to thirteenth aspects and an eccentric weight disposed on the moving body. .

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態における超音波モータおよびそれを用いた
圧電バイブレータの断面図である。同図において、1は
金属やセラミックなどの弾性振動エネルギーを蓄えやす
い材料から成る円形の弾性体であり、2は単結晶やセラ
ミックなどの材料から成る円形の圧電体であり、弾性体
1と圧電体2はエポキシ樹脂などの接着剤でお互いに貼
り合わせられて円形の振動体3を構成している。圧電体
2の外径は弾性体1の外径に等しくしている。振動体3
は、その中心部に、弾性体1および圧電体2を貫通する
小孔8を有し、後で説明するように、小孔8付近と振動
の節円の位置の両方を介して、振動体固定具5により円
周状に位置固定されている。4は金属やプラスチックな
どで構成された移動体であり、同図中に示すように振動
体3に構成された出力取り出し用の突起体7に加圧接触
して設置されている。10は、小孔8および振動体固定
具5を貫通して移動体4に接触する回転軸である。そし
て、動作原理的には必要ないが信頼性向上のために、移
動体4の振動体3と接する面には耐摩耗性材料を構成し
てもよく、また移動体4そのものを耐摩耗性材料で構成
してもよい。以上により、本実施の形態における超音波
モータが構成されており、これの移動体4の一部に偏芯
重り90を設置することによって、本実施の形態におけ
る圧電バイブレータとなる。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator using the same in Embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a circular elastic body made of a material such as metal or ceramic which easily stores elastic vibration energy, and reference numeral 2 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The body 2 is bonded to each other with an adhesive such as an epoxy resin to form a circular vibrating body 3. The outer diameter of the piezoelectric body 2 is equal to the outer diameter of the elastic body 1. Vibrator 3
Has a small hole 8 penetrating the elastic body 1 and the piezoelectric body 2 at the center thereof, and as will be described later, the vibrating body The position is fixed circumferentially by the fixture 5. Reference numeral 4 denotes a moving body made of metal, plastic, or the like, which is installed in pressure contact with an output take-out projection 7 formed on the vibrating body 3 as shown in FIG. Reference numeral 10 denotes a rotating shaft that penetrates the small hole 8 and the vibrating body fixture 5 and contacts the moving body 4. Although not necessary in principle of operation, a wear-resistant material may be formed on the surface of the moving body 4 in contact with the vibrating body 3 to improve reliability. May be configured. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 4, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0029】振動体3を構成している圧電体2に形成す
る駆動電極例を図2に示す。同図に示す面の裏面はここ
では図示していないが全面ベタ電極である。小駆動電極
9は周方向の撓み振動の2分の1波長に相当する小電極
であり、互いに隣接する小駆動電極9は厚み方向に逆方
向に分極されている。圧電体2は小駆動電極9が短絡さ
れるように図2に示している面を弾性体1に貼り合わせ
られ振動体3が構成される。弾性体1に導電性がない時
には、スパッタや蒸着などの手段で小駆動電極9をあら
かじめお互いに短絡しておく必要がある。
FIG. 2 shows an example of driving electrodes formed on the piezoelectric body 2 constituting the vibrating body 3. Although not shown here, the back surface of the surface shown in FIG. The small drive electrodes 9 are small electrodes corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction, and the small drive electrodes 9 adjacent to each other are polarized in the direction opposite to the thickness direction. The surface of the piezoelectric body 2 shown in FIG. When the elastic body 1 has no conductivity, it is necessary to short-circuit the small drive electrodes 9 to each other in advance by means such as sputtering or vapor deposition.

【0030】図2に示す圧電体2の小駆動電極9の面を
共通電極として、圧電体2の図2に示す面の裏面のベタ
電極に振動体3の共振周波数近傍の交流電圧を印加する
と、振動体3に図1に示す変位分布6を持つ撓み振動が
励振される。ここでは径方向に2次(径方向1次の振動
は節円が存在しない,2次の振動は節円が1つ存在す
る)/周方向3次(周方向に3つの波が存在する)の撓
み振動を励振している。しかし、一般により低次の撓み
振動の方が励振しやすく、径方向2次/周方向3次の撓
み振動とともに特に径方向1次/周方向3次の撓み振動
および他の振動などをも励振してしまう。
When the surface of the small drive electrode 9 of the piezoelectric body 2 shown in FIG. 2 is used as a common electrode, an AC voltage near the resonance frequency of the vibrator 3 is applied to the solid electrode on the back surface of the surface of the piezoelectric body 2 shown in FIG. Then, bending vibration having the displacement distribution 6 shown in FIG. Here, radial second order (radial primary vibration has no node circle, secondary vibration has one node circle) / circumferential third order (three waves exist in circumferential direction) Is excited. However, in general, lower-order flexural vibrations are easier to excite, and in addition to radial secondary / peripheral tertiary flexural vibrations, particularly radial primary / peripheral tertiary flexural vibrations and other vibrations are also excited. Resulting in.

【0031】図3は本実施の形態における超音波モータ
動作原理図であり、図1の超音波モータを周方向に沿っ
て直線化した動作モデル図である。振動体3を構成する
圧電体2に交流電圧を印加すると、図3に示すような撓
み振動の定在波が励振される。同図に示した撓み振動は
時間的に180度位相のずれた振動変位を同時に表して
いる。振動体3に設置された各突起体7a、b、c・・
・は、撓み振動により同図のように縦方向とともに横方
向にも変位動作して移動体4を矢印の方向に駆動する。
つまり、ある瞬間には突起体7aと7cが移動体4を駆
動し、次の瞬間には7bが移動体4を駆動するという動
作を繰り返す。このような動作原理により、振動体3を
駆動すると移動体4が回転を始める。移動体4には偏芯
重り90が設置されているので激しく振動をしてバイブ
レータ動作を行う。
FIG. 3 is an operation principle diagram of the ultrasonic motor in the present embodiment, and is an operation model diagram in which the ultrasonic motor of FIG. 1 is linearized along the circumferential direction. When an AC voltage is applied to the piezoelectric body 2 constituting the vibrating body 3, a standing wave of bending vibration as shown in FIG. 3 is excited. The flexural vibration shown in the figure simultaneously represents a vibration displacement 180 degrees out of phase with respect to time. Each of the protrusions 7a, b, c,...
(3) drives the moving body 4 in the direction of the arrow by displacing both vertically and horizontally by bending vibration as shown in FIG.
That is, the operation in which the protrusions 7a and 7c drive the moving body 4 at a certain moment and the movement of the moving body 4 by the 7b at the next moment are repeated. When the vibrating body 3 is driven by such an operation principle, the moving body 4 starts rotating. Since the eccentric weight 90 is provided on the moving body 4, the vibrator operates by vibrating violently.

【0032】動作原理から、振動体3に径方向2次/周
方向3次とともに、径方向1次/周方向3次などの別の
振動が励振されると、突起体7は効率よく移動体4を駆
動することができず、超音波モータおよび圧電バイブレ
−タの効率は著しく低下する。従って、径方向1次/周
方向3次などの振動を抑制するために、図1に示すよう
に振動体の小孔8付近と振動の節円の位置の両方を介し
て振動体3を振動体固定具5で位置固定する。これによ
り、他の振動モードは励振しにくくなるので、駆動力で
ある径方向2次/周方向3次の撓み振動のみを効率よく
励振できる。そして、特に外部負荷が変化しても振動姿
態を安定に保つことができる。
According to the principle of operation, when different vibrations such as radial primary / circular tertiary as well as radial primary / circular tertiary are excited in the vibrating body 3, the projection 7 efficiently moves. 4 cannot be driven, and the efficiency of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator is significantly reduced. Accordingly, as shown in FIG. 1, the vibrating body 3 is vibrated through both the vicinity of the small hole 8 of the vibrating body and the position of the nodal circle of the vibration in order to suppress the vibration in the primary direction in the radial direction / tertiary direction in the circumferential direction. The position is fixed by the body fixture 5. This makes it difficult to excite other vibration modes, so that only the radial secondary vibration / circumferential tertiary flexural vibration, which is the driving force, can be efficiently excited. In particular, the vibration state can be stably maintained even when the external load changes.

【0033】すなわち、本実施の形態は、径方向1次/
周方向3次などの低次の振動モードや他の振動モードを
抑制するために、振動体の中心部と振動の節円の位置の
両方を介して振動体を位置固定することにより、低次の
振動モードや他の振動モードは励振しにくくなるので、
駆動力である径方向2次/周方向3次の撓み振動のみを
効率よく励振できる。そして、特に負荷が変化しても振
動姿態を安定に保つことができる。その結果、高効率と
高安定性をともに実現できる超音波モータおよびそれを
用いた圧電バイブレータを提供することができる。
That is, in the present embodiment, the radial primary /
In order to suppress low-order vibration modes such as the third order in the circumferential direction and other vibration modes, the position of the vibration body is fixed through both the center of the vibration body and the position of the nodal circle of the vibration, so that the low-order vibration mode is reduced. Vibration mode and other vibration modes are difficult to excite,
Only the radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is the driving force, can be efficiently excited. In particular, the vibration state can be stably maintained even when the load changes. As a result, it is possible to provide an ultrasonic motor capable of realizing both high efficiency and high stability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0034】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、節円の位置が変わるのにつれ
て、振動体の固定位置を変えれば全く同様の効果を得る
ことができる。
Here, the radial secondary / circumferential tertiary bending motion has been briefly described. However, even in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the position of the nodal circle changes. Accordingly, exactly the same effect can be obtained by changing the fixed position of the vibrator.

【0035】(第2の実施の形態)図4は本発明の第2
の実施の形態における超音波モータおよびそれを用いた
圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、第
1の実施の形態と異なる点は、振動体固定具が振動体を
固定する位置である。同図において、11は金属やセラ
ミックなどの弾性振動エネルギーを蓄えやすい材料から
成る円形の弾性体であり、12は単結晶やセラミックな
どの材料から成る円形の圧電体であり、弾性体11と圧
電体12はエポキシ樹脂などの接着剤でお互いに貼り合
わせられて円形の振動体13を構成している。圧電体1
2の外径は弾性体11の外径に等しくしている。振動体
13は、その中心部に、弾性体11および圧電体12を
貫通する小孔18を有し、後で説明するように、小孔1
8付近と少なくとも1つの節直径の位置との両方を介し
て、振動体固定具15により円周状に位置固定されてい
る。14は金属やプラスチックなどで構成された移動体
であり、同図中に示すように振動体13に構成された出
力取り出し用の突起体17に加圧接触して設置されてい
る。20は、小孔18および振動体固定具15を貫通し
て移動体14に接触する回転軸である。そして、動作原
理的には必要ないが信頼性向上のために、移動体14の
振動体13と接する面には耐摩耗性材料を構成してもよ
く、また移動体14そのものを耐摩耗性材料で構成して
もよい。以上により、本実施の形態における超音波モー
タが構成されており、これの移動体14の一部に偏芯重
り90を設置することによって、本実施の形態における
圧電バイブレータとなる。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator using the same in Embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the position where the vibrating body fixture fixes the vibrating body. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a circular elastic body made of a material such as metal or ceramic which easily stores elastic vibration energy, and reference numeral 12 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The body 12 is adhered to each other with an adhesive such as an epoxy resin to form a circular vibrating body 13. Piezoelectric body 1
The outer diameter of 2 is equal to the outer diameter of the elastic body 11. The vibrating body 13 has a small hole 18 at the center thereof, which penetrates the elastic body 11 and the piezoelectric body 12.
It is circumferentially fixed by the vibrator fixture 15 through both the vicinity of 8 and the position of at least one node diameter. Reference numeral 14 denotes a moving body made of metal, plastic, or the like. As shown in the drawing, the moving body 14 is placed in pressure contact with an output take-out projection 17 formed on the vibrating body 13. Reference numeral 20 denotes a rotating shaft that penetrates the small hole 18 and the vibrating body fixture 15 and contacts the moving body 14. Although not necessary in terms of the operation principle, a wear-resistant material may be formed on the surface of the moving body 14 in contact with the vibrating body 13 to improve reliability. May be configured. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by mounting the eccentric weight 90 on a part of the moving body 14, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0036】振動体13を構成している圧電体12の駆
動電極は第1の実施の形態と同様であるので説明は省略
する。圧電体12に振動体13の共振周波数近傍の周波
数の交流電圧を印加すると、振動体13に図4に示す変
位分布16を持つ撓み振動が励振される。ここでは径方
向2次/周方向3次の撓み振動を励振している。しか
し、振動体13には一般に径方向2次/周方向3次の撓
み振動とともに他のいろいろな種類の振動などをも励振
してしまう。また、径方向2次/周方向3次の撓み振動
も負荷条件、固定条件により節直径の位置が変化してし
まう。
The driving electrodes of the piezoelectric body 12 constituting the vibrating body 13 are the same as those in the first embodiment, and therefore the description is omitted. When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the vibrating body 13 is applied to the piezoelectric body 12, bending vibration having a displacement distribution 16 shown in FIG. In this case, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration is excited. However, the vibrating body 13 generally excites other various kinds of vibrations in addition to the radial secondary / circumferential tertiary bending vibration. In addition, the radial vibration secondary / circumferential tertiary flexural vibration also changes the position of the node diameter depending on the load condition and the fixing condition.

【0037】本実施の形態の動作原理は第1の実施の形
態と同様であるので詳細の説明は省略するが、第1の実
施の形態と同様に、振動体13を駆動すると移動体14
が回転を始める。そして、移動体14には偏芯重り90
が設置されているので、激しく振動をしてバイブレータ
動作を行う。動作原理から径方向2次/周方向3次とと
もに別の振動が励振され、節直径の位置が変化すると、
突起体17は効率よく安定に移動体14を駆動すること
ができず、超音波モータおよび圧電バイブレ−タの効率
と安定性は著しく低下する。従って、別の振動を抑制す
るためと節直径の位置を固定するために、図4に示すよ
うに振動体13の小孔18付近と、少なくとも1つの節
直径の位置との両方を介して振動体13を固定する。こ
れにより、他の振動モードは励振しにくくなり、節直径
の位置は変化できなくなるので、駆動力である径方向2
次/周方向3次の撓み振動のみを効率よく安定に励振で
きる。そして、特に負荷が変化しても振動姿態を安定に
保つことができるので、高効率と高安定性をともに実現
できる超音波モータおよびそれを用いた圧電バイブレー
タを提供することができる。
The principle of operation of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and therefore detailed description is omitted. However, similar to the first embodiment, when the vibrating body 13 is driven,
Starts spinning. The eccentric weight 90 is attached to the moving body 14.
Vibrator vibrates violently because it is installed. According to the principle of operation, another vibration is excited together with the radial secondary and the circumferential tertiary, and when the node diameter position changes,
The projection 17 cannot drive the moving body 14 efficiently and stably, and the efficiency and stability of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator are significantly reduced. Therefore, in order to suppress another vibration and to fix the position of the node diameter, as shown in FIG. 4, the vibration occurs through both the vicinity of the small hole 18 of the vibrating body 13 and the position of at least one node diameter. The body 13 is fixed. As a result, it becomes difficult to excite other vibration modes, and the position of the nodal diameter cannot be changed.
Only the third-order / circumferential third-order bending vibration can be efficiently and stably excited. In addition, since the vibration state can be kept stable even when the load changes, it is possible to provide an ultrasonic motor and a piezoelectric vibrator using the same, which can realize both high efficiency and high stability.

【0038】すなわち、本実施の形態は、別の振動モー
ドを抑制するためと節直径の位置を固定するために、振
動体中心部を周状に節直径の位置の両方を介して振動体
を固定することにより、他の振動モードは励振しにくく
なり、節直径の位置は変化できなくなるので、駆動力で
ある径方向2次/周方向3次の撓み振動のみを効率よく
励振できる。そして、特に負荷が変化しても振動姿態を
安定に保つことができるので、高効率と高安定性をとも
に実現できる超音波モータおよびそれを用いた圧電バイ
ブレータを提供することができる。
That is, in the present embodiment, in order to suppress another vibration mode and to fix the position of the nodal diameter, the vibrating body is circumferentially connected to the vibrating body via both the nodal diameter positions. By fixing, it becomes difficult to excite other vibration modes and the position of the nodal diameter cannot be changed. Therefore, only the radial secondary / circumferential tertiary flexural vibration, which is the driving force, can be efficiently excited. In addition, since the vibration state can be kept stable even when the load changes, it is possible to provide an ultrasonic motor and a piezoelectric vibrator using the same, which can realize both high efficiency and high stability.

【0039】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、節直径の位置が変わるのにつれ
て、振動体の固定位置を変えれば全く同様の効果を得る
ことができる。
Here, a brief description has been given of the radial secondary / circumferential tertiary bending motion. However, even in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the position of the node diameter changes. Accordingly, exactly the same effect can be obtained by changing the fixed position of the vibrator.

【0040】(第3の実施の形態)図5は本発明の第3
の実施の形態における超音波モータおよびそれを用いた
圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、第
1の実施の形態と異なる点は、第2の実施の形態と同様
に、振動体固定具が振動体を固定する位置である。同図
において、21は金属やセラミックなどの弾性振動エネ
ルギーを蓄えやすい材料から成る円形の弾性体であり、
22は単結晶やセラミックなどの材料から成る円形の圧
電体であり、弾性体21と圧電体22はエポキシ樹脂な
どの接着剤でお互いに貼り合わせられて円形の振動体2
3を構成している。圧電体22の外径は弾性体21の外
径に等しくしている。振動体23は、その中心部に、弾
性体21および圧電体22を貫通する小孔28を有し、
後で説明するように、小孔28付近を周状に固定すると
ともに、節円と少なくとも1つの節直径の位置の両方を
介して、振動体固定具25により円周状に位置固定され
ている。24は金属やプラスチックなどで構成された移
動体であり、同図中に示すように振動体23に構成され
た出力取り出し用の突起体27と加圧接触して設置され
ている。30は、小孔28および振動体固定具25を貫
通して移動体24に接触する回転軸である。そして、動
作原理的には必要ないが信頼性向上のために、移動体2
4の振動体23と接する面には耐摩耗性材料を構成して
もよく、また移動体24そのものを耐摩耗性材料で構成
してもよい。以上により、本実施の形態における超音波
モータが構成されており、これの移動体24の一部に偏
芯重り90を設置することによって、本実施の形態にお
ける圧電バイブレータとなる。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator using the same in Embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the position where the vibrating body fixture fixes the vibrating body, as in the second embodiment. In the figure, reference numeral 21 denotes a circular elastic body made of a material that easily stores elastic vibration energy such as metal or ceramic;
Reference numeral 22 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The elastic body 21 and the piezoelectric body 22 are bonded to each other with an adhesive such as epoxy resin to form a circular vibrating body 2.
3. The outer diameter of the piezoelectric body 22 is equal to the outer diameter of the elastic body 21. The vibrating body 23 has a small hole 28 penetrating the elastic body 21 and the piezoelectric body 22 at the center thereof,
As will be described later, the vicinity of the small hole 28 is fixed circumferentially, and the position is fixed circumferentially by the vibrating body fixing tool 25 via both the node circle and the position of at least one node diameter. . Reference numeral 24 denotes a moving body made of metal, plastic, or the like, which is placed in pressure contact with an output take-out projection 27 formed on the vibrating body 23 as shown in FIG. Reference numeral 30 denotes a rotating shaft that penetrates the small hole 28 and the vibrating body fixture 25 and contacts the moving body 24. Although not necessary in principle of operation, the moving body 2
The surface in contact with the vibrator 23 of 4 may be made of a wear-resistant material, or the moving body 24 itself may be made of a wear-resistant material. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 24, it becomes the piezoelectric vibrator according to the present embodiment.

【0041】振動体23を構成している圧電体22の駆
動電極は第1の実施の形態と同様であるので説明は省略
する。圧電体22に振動体23の共振周波数近傍の周波
数の交流電圧を印加すると、振動体23に図5に示す変
位分布26を持つ撓み振動が励振される。ここでは径方
向2次/周方向3次の撓み振動を励振している。しか
し、振動体23には一般に径方向2次/周方向3次の撓
み振動とともに他のいろいろな種類の振動などをも励振
してしまう。また、径方向2次/周方向3次の撓み振動
の節直径や節円の位置も負荷条件などにより変化してし
まう。
The driving electrodes of the piezoelectric body 22 constituting the vibrating body 23 are the same as those in the first embodiment, and therefore the description is omitted. When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the vibrating body 23 is applied to the piezoelectric body 22, a bending vibration having a displacement distribution 26 shown in FIG. In this case, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration is excited. However, the vibrating body 23 generally excites other various kinds of vibrations in addition to the radial secondary / circumferential tertiary flexural vibration. Further, the node diameter and the position of the node circle of the radial vibration secondary / circumferential tertiary flexural vibration also change depending on the load condition and the like.

【0042】本実施の形態の動作原理は第1の実施の形
態と同様であるので詳細の説明は省略するが、第1の実
施の形態と同様に、振動体23を駆動すると移動体24
が回転を始める。そして、移動体24には偏芯重り90
が設置されているので、激しく振動をしてバイブレータ
動作を行う。動作原理から径方向2次/周方向3次とと
もに別の振動が励振され、また径方向2次/周方向3次
の撓み振動の節直径や節円の位置も負荷条件などにより
変化すると、突起体27は効率よく安定に移動体24を
駆動することができず、超音波モータおよび圧電バイブ
レ−タの効率と安定性は著しく低下する。従って、別の
振動を抑制するために、図5に示すように振動体23の
小孔28付近を周状に固定するとともに、節円と少なく
とも1つの節直径の位置の両方を介して振動体23を固
定する。これにより、他の振動モードは励振しにくくな
り、撓み振動の節直径や節円の位置も負荷条件などによ
り変化しにくくなり、特に負荷が変化しても振動姿態を
安定に保つことができるので、駆動力である径方向2次
/周方向3次の撓み振動のみを効率よく安定に励振でき
る。そして、高効率と高安定性をともに実現できる超音
波モータおよびそれを用いた圧電バイブレータを提供す
ることができる。
Since the principle of operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, detailed description is omitted. However, as in the first embodiment, when the vibrating body 23 is driven,
Starts spinning. The eccentric weight 90 is attached to the moving body 24.
Vibrator vibrates violently because it is installed. Due to the principle of operation, another vibration is excited together with the radial secondary / circumferential tertiary, and if the nodal diameter or the nodal circle position of the radial secondary / circumferential tertiary flexural vibration changes due to load conditions, etc. The body 27 cannot drive the moving body 24 efficiently and stably, and the efficiency and stability of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator are significantly reduced. Therefore, in order to suppress another vibration, as shown in FIG. 5, the vicinity of the small hole 28 of the vibrating body 23 is fixed circumferentially, and the vibrating body is connected through both the nodal circle and the position of at least one nodal diameter. 23 is fixed. As a result, it becomes difficult to excite other vibration modes, and the node diameter and the position of the node circle of the bending vibration hardly change depending on the load condition, and the vibration state can be kept stable even if the load changes. Only the radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is the driving force, can be efficiently and stably excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor that can realize both high efficiency and high stability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0043】すなわち、本実施の形態は、別の振動モー
ドを抑制するために、振動体の中心部を周状に固定する
とともに、節円と節直径の位置の両方を介して振動体を
固定する。これにより、他の振動モードは励振しにくく
なり、撓み振動の節直径や節円の位置も負荷条件などに
より変化しにくくなり、特に負荷が変化しても振動姿態
を安定に保つことができるので、駆動力である径方向2
次/周方向3次の撓み振動のみを効率よく安定に励振で
きる。そして、高効率と高安定性をともに実現できる超
音波モータおよびそれを用いた圧電バイブレータを提供
することができる。
That is, in this embodiment, in order to suppress another vibration mode, the center of the vibrating body is fixed circumferentially, and the vibrating body is fixed via both the nodal circle and the nodal diameter position. I do. As a result, it becomes difficult to excite other vibration modes, and the node diameter and the position of the node circle of the bending vibration hardly change depending on the load condition, and the vibration state can be kept stable even if the load changes. , Radial direction 2 which is the driving force
Only the third-order / circumferential third-order bending vibration can be efficiently and stably excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor that can realize both high efficiency and high stability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0044】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、節円、節直径の位置が変わるの
につれて、振動体の固定位置を変えれば全く同様の効果
を得ることができる。
Here, the bending motion in the radial secondary / circumferential tertiary order has been briefly described. However, even in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the positions of the nodal circle and the nodal diameter are also considered. The same effect can be obtained by changing the fixed position of the vibrating body as the value changes.

【0045】(第4の実施の形態)図6は本発明の第4
の実施の形態における超音波モータおよびそれを用いた
圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、第
1の実施の形態と異なる点は、圧電体および駆動電極の
配置である。同図において、31は金属やセラミックな
どの弾性振動エネルギーを蓄えやすい材料から成る円形
の弾性体であり、32は単結晶やセラミックなどの材料
から成る円形の圧電体であり、弾性体31と圧電体32
はエポキシ樹脂などの接着剤でお互いに貼り合わせられ
て円形の振動体33を構成している。圧電体32の外径
は、後述するように、撓み振動の節円位置の領域以内に
収まるように構成されている。また、圧電体32は、振
動阻害を少しでも抑えるため、振動体固定具35との直
接固着を避けるように配置されている。振動体33は、
その中心部に、弾性体31および圧電体32を貫通する
小孔38を有し、第1の実施の形態と同様に、小孔38
付近と振動の節円の位置の両方を介して、振動体固定具
35により位置固定されている。また、弾性体31には
出力取り出し用の突起体37が設置されている。34は
金属やプラスチックなどの材料で構成された移動体であ
り、同図中に示すように振動体33に構成された突起体
37と加圧接触して設置されている。40は、小孔38
および振動体固定具35を貫通して移動体34に接触す
る回転軸である。そして、動作原理的には必ずしも必要
ないが、信頼性向上のため移動体34の振動体33と接
する面には耐摩耗性材料を構成してもよく、また移動体
34そのものを耐摩耗性材料で構成してもよい。以上に
より、本実施の形態における超音波モータが構成されて
おり、これの移動体34の一部に偏芯重り90を設置す
ることによって、本実施の形態における圧電バイブレー
タとなる。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator using the same in Embodiment. This embodiment differs from the first embodiment in the arrangement of the piezoelectric bodies and the drive electrodes. In the figure, reference numeral 31 denotes a circular elastic body made of a material that easily stores elastic vibration energy such as metal or ceramic, and 32 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. Body 32
Are bonded to each other with an adhesive such as epoxy resin to form a circular vibrating body 33. As described later, the outer diameter of the piezoelectric body 32 is configured to be within the area of the nodal circle position of the flexural vibration. Further, the piezoelectric body 32 is arranged so as to avoid direct fixation with the vibrating body fixture 35 in order to suppress the vibration inhibition as much as possible. The vibrating body 33 is
At the center thereof, a small hole 38 penetrating the elastic body 31 and the piezoelectric body 32 is provided.
The position is fixed by the vibrating body fixing tool 35 through both the vicinity and the position of the node of vibration. The elastic body 31 is provided with a projection 37 for taking out the output. Reference numeral 34 denotes a moving body made of a material such as metal or plastic, which is installed in pressure contact with a projection 37 formed on the vibrating body 33 as shown in FIG. 40 is a small hole 38
And a rotating shaft that penetrates the vibrating body fixture 35 and contacts the moving body 34. Although not necessary in principle of operation, a wear-resistant material may be formed on the surface of the moving body 34 in contact with the vibrating body 33 in order to improve reliability. May be configured. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 34, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0046】図7(a)は図6で表した振動体33に励
振する径方向2次/周方向3次以上(ここでは径方向2
次/周方向3次の撓み振動)の撓み振動の変位分布36
であり、図7(b)は撓み振動により圧電体32に誘起
する電荷分布を表わしている。図7より振動による誘起
電荷は振動振幅が0になる節円より若干外側でその符号
が反転する。所望の振動モードを効率よく励振するため
には、圧電体32に形成する駆動電極は振動により誘起
される総電荷量ができるだけ大きなるようにすればよ
い。そこで、本実施の形態における駆動電極は誘起電荷
の符号が同一の領域にできるだけ大きな面積で形成され
ている。
FIG. 7A shows a radial secondary / circumferential tertiary or higher (in this case, the radial direction 2) which excites the vibrating body 33 shown in FIG.
Displacement distribution 36 of bending vibration of the next / circumferential tertiary bending)
FIG. 7B shows a distribution of charges induced in the piezoelectric body 32 by bending vibration. According to FIG. 7, the sign of the induced charge due to the vibration is inverted slightly outside the nodal circle where the vibration amplitude becomes zero. In order to efficiently excite a desired vibration mode, the drive electrode formed on the piezoelectric body 32 may have a total charge induced by vibration as large as possible. Therefore, the drive electrode in the present embodiment is formed in a region where the sign of the induced charge is the same and as large as possible.

【0047】振動体33を構成している圧電体32に形
成する駆動電極例を図8に示す。同図に示す圧電体面の
裏面は全面ベタ電極である。駆動電極は複数の小駆動電
極39で構成され、小駆動電極39は周方向の撓み振動
の2分の1波長に相当する小電極である。そして、互い
に隣接する小駆動電極は厚み方向に逆方向に分極されて
いる。圧電体32は図8に示している面が短絡されるよ
うにして弾性体31に貼り合わせられ振動体33が構成
される。従って、弾性体31に導電性がない時には、ス
パッタや蒸着などの手段で小駆動電極39をお互いに短
絡しておく必要がある。
FIG. 8 shows an example of driving electrodes formed on the piezoelectric body 32 constituting the vibrating body 33. The back surface of the piezoelectric body surface shown in FIG. The driving electrode is composed of a plurality of small driving electrodes 39, and the small driving electrode 39 is a small electrode corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction. The small drive electrodes adjacent to each other are polarized in the direction opposite to the thickness direction. The piezoelectric body 32 is bonded to the elastic body 31 so that the surface shown in FIG. Therefore, when the elastic body 31 has no conductivity, it is necessary to short-circuit the small drive electrodes 39 with each other by means such as sputtering or vapor deposition.

【0048】振動体33および、それに接続する小駆動
電極群39を共通電極として圧電体32のベタ電極に、
振動体33の共振周波数近傍の周波数の交流電圧を印加
すると、振動体33に図6および図7に示す変位分布3
6の撓み振動が励振される。ここでは径方向2次(1次
は節円が存在しない,2次は節円が1つ存在する)/周
方向3次(周方向に3つの波が存在する)の撓み振動を
励振している。
The vibrating body 33 and the small driving electrode group 39 connected to the vibrating body 33 are used as common electrodes for the solid electrodes of the piezoelectric body 32,
When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the vibrating body 33 is applied, the displacement distribution 3 shown in FIGS.
6 is excited. In this example, radial vibration secondary vibration (primary has no knot circle, secondary has one knot circle) / circumferential tertiary (three waves exist in circumferential direction) is excited. I have.

【0049】本実施の形態の動作原理は第1の実施の形
態と同様であるので詳細の説明は省略する。図8に示す
駆動電極(小駆動電極群39)は、図7(a)に示す撓
み振動の節円位置の領域以内に構成する。そして、発生
電荷量をできるだけ大きくするためには前記領域内で駆
動電極の面積をできるだけ大きくする。つまり、図7
(a)に示す節円の位置を振動体33の位置固定に使用
し、圧電体32を節円半径の領域内に配置して、図8に
示すように圧電体32全体に複数の小駆動電極39から
成る駆動電極を構成する。これにより、振動体33の振
動阻害を極力小さくすると同時に、総電荷量を大きくす
ることができる。
The principle of operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and a detailed description is omitted. The drive electrode (small drive electrode group 39) shown in FIG. 8 is formed within the area of the nodal circle position of the flexural vibration shown in FIG. Then, in order to increase the amount of generated charges as much as possible, the area of the drive electrode in the region is made as large as possible. That is, FIG.
(A) is used for fixing the position of the vibrating body 33, and the piezoelectric body 32 is arranged in the area of the radius of the nodal circle. As shown in FIG. A drive electrode including the electrode 39 is formed. This makes it possible to minimize the vibration inhibition of the vibrating body 33 and at the same time increase the total charge amount.

【0050】本実施の形態によれば、駆動力である径方
向2次/周方向3次の撓み振動を効率よく励振できる。
そして、高効率と高安定性をともに実現した圧電バイブ
レータを提供することができる。
According to the present embodiment, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is a driving force, can be efficiently excited.
Further, it is possible to provide a piezoelectric vibrator that achieves both high efficiency and high stability.

【0051】すなわち、本実施の形態は、節円の位置を
振動体の位置固定に使用し、圧電体の大きさを振動の節
円の領域内にして、圧電体全体に複数の小駆動電極から
成る駆動電極を構成する。節円の位置と誘起電荷の符号
の反転する位置は近いので、振動体の振動阻害を極力小
さくすると同時に、総電荷量を大きくすることができ
る。本実施の形態によれば、駆動力である径方向2次/
周方向3次の撓み振動を効率よく励振できるので、高効
率と高安定性をともに実現した超音波モータおよびそれ
を用いた圧電バイブレータを提供することができる。
That is, in the present embodiment, the position of the node is used for fixing the position of the vibrating body, the size of the piezoelectric body is set in the area of the node of the vibration, and a plurality of small drive electrodes are provided on the entire piezoelectric body. Is formed. Since the position of the nodal circle and the position where the sign of the induced charge is inverted are close to each other, it is possible to minimize the vibration inhibition of the vibrator and to increase the total charge amount. According to the present embodiment, the radial secondary /
Since the third-order flexural vibration in the circumferential direction can be efficiently excited, it is possible to provide an ultrasonic motor realizing both high efficiency and high stability and a piezoelectric vibrator using the same.

【0052】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/、
周方向3次以上の場合も、節円の位置が変わるのにつれ
て、圧電体の大きさを変えれば全く同様の効果を得るこ
とができる。
Here, the radial secondary / circumferential tertiary bending motion has been described briefly, but the radial secondary /
In the case of the third order or more in the circumferential direction, the same effect can be obtained by changing the size of the piezoelectric body as the position of the node circle changes.

【0053】なお、本実施の形態においては、圧電体3
2と駆動電極39とを節円半径の領域内に配置している
が、圧電体32を図7(b)に示す電荷分布の符号の反
転する位置の領域内に配置し、駆動電極39を節円半径
の領域内または図7(b)に示す電荷分布の符号の反転
する位置の領域内に配置するとしてもよい。
In this embodiment, the piezoelectric body 3
2 and the drive electrode 39 are arranged in the area of the radius of the nodal circle, but the piezoelectric body 32 is arranged in the area where the sign of the charge distribution shown in FIG. It may be arranged in a region with a nodal circle radius or in a region where the sign of the charge distribution shown in FIG. 7B is inverted.

【0054】(第5の実施の形態)図9は本発明の第5
の実施の形態における超音波モータおよびそれを用いた
圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、第
1の実施の形態と異なる点は、駆動電極の配置である。
同図において、41は金属やセラミックなどの弾性振動
エネルギーを蓄えやすい材料から成る円形の弾性体であ
り、42は単結晶やセラミックなどの材料から成る円形
の圧電体であり、弾性体41と圧電体42はエポキシ樹
脂などの接着剤でお互いに貼り合わせられて円形の振動
体43を構成している。後述するように、圧電体42の
外径は弾性体41の外径に等しくしている。振動体43
は、その中心部に、弾性体41および圧電体42を貫通
する小孔48を有し、振動体固定具45により、第1の
実施の形態と同様に、小孔48付近と振動の節円の位置
の両方を介して位置固定されている。また、弾性体41
には出力取り出し用の突起体47が設置されている。4
4は金属やプラスチックなどの材料で構成された移動体
であり、同図中に示すように振動体43に構成された突
起体47と加圧接触して設置されている。50は、小孔
48および振動体固定具45を貫通して移動体44に接
触する回転軸である。そして、動作原理的には必ずしも
必要ないが、信頼性向上のため移動体44の振動体43
と接する面には耐摩耗性材料を構成してもよく、また移
動体44そのものを耐摩耗性材料で構成してもよい。以
上により、本実施の形態における超音波モータが構成さ
れており、これの移動体44の一部に偏芯重り90を設
置することによって、本実施の形態における圧電バイブ
レータとなる。
(Fifth Embodiment) FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the ultrasonic motor and the piezoelectric vibrator using the same in Embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the drive electrodes.
In the figure, reference numeral 41 denotes a circular elastic body made of a material that easily stores elastic vibration energy such as metal or ceramic, and reference numeral 42 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The body 42 is bonded to each other with an adhesive such as an epoxy resin to form a circular vibrating body 43. As described later, the outer diameter of the piezoelectric body 42 is equal to the outer diameter of the elastic body 41. Vibrator 43
Has a small hole 48 penetrating through the elastic body 41 and the piezoelectric body 42 at the center thereof. The position is fixed through both positions. Also, the elastic body 41
Is provided with a projection 47 for taking out output. 4
Reference numeral 4 denotes a moving body made of a material such as metal or plastic, which is installed in pressure contact with a projection 47 formed on the vibrating body 43 as shown in FIG. Reference numeral 50 denotes a rotating shaft that penetrates the small hole 48 and the vibrating body fixture 45 and contacts the moving body 44. Although not necessary in principle of operation, the vibrating body 43 of the moving body 44 is used to improve reliability.
May be made of a wear-resistant material, or the moving body 44 itself may be made of a wear-resistant material. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 44, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0055】図9で表した振動体43に励振する径方向
2次/周方向3次以上(ここでは径方向2次/周方向3
次の撓み振動)の撓み振動の変位分布36と、撓み振動
により圧電体42に誘起する電荷分布は図7に表す分布
と同様である。図7より振動による誘起電荷は撓み振動
振幅が0になる節円より若干外側でその符号が反転す
る。所望の振動モードを効率よく励振するためには、圧
電体42に形成する駆動電極は振動により誘起される総
電荷量を大きくすればよい。そこで、駆動電極は誘起電
荷の符号が同一の領域にできるだけ大きな面積で形成す
る。しかし、本実施の形態においては、振動体43の位
置固定は、振動阻害を極力小さくするために励振する撓
み振動の節円部を介して行なわれている。そして、誘起
電荷の符号が反転する位置は節円部よりも外径にあるた
めに、駆動電極部を誘起電荷の符号が反転する位置まで
形成すると、駆動電極の上から振動体43の位置固定を
振動体固定45で行うことになり、超音波モータ/圧電
バイブレータの動作により駆動電極が劣化する。また、
振動体43の振動子としての特性を表す共振特性は、弾
性体41と圧電体42の和である振動体43のベースの
厚さで決まる。従って、振動体43の特性向上のために
は振動体43の厚さをできる限り一定にすることが好ま
しい。
The radial secondary / circumferential third or higher excited in the vibrating body 43 shown in FIG. 9 (here, radial secondary / circular third
The displacement distribution 36 of the bending vibration (the next bending vibration) and the distribution of charges induced in the piezoelectric body 42 by the bending vibration are the same as the distribution shown in FIG. According to FIG. 7, the sign of the induced charge due to the vibration is reversed slightly outside the node circle where the bending vibration amplitude becomes zero. In order to efficiently excite a desired vibration mode, the drive electrode formed on the piezoelectric body 42 may have a large total charge induced by vibration. Therefore, the drive electrode is formed in a region where the sign of the induced charge is the same and as large as possible. However, in the present embodiment, the position of the vibrating body 43 is fixed via the nodal section of the flexural vibration that is excited to minimize the vibration inhibition. Since the position where the sign of the induced charge is reversed is located outside the nodal circle portion, if the drive electrode portion is formed up to the position where the sign of the induced charge is reversed, the position of the vibrating body 43 is fixed from above the drive electrode. Is performed by the vibrating body fixing 45, and the operation of the ultrasonic motor / piezoelectric vibrator deteriorates the drive electrode. Also,
The resonance characteristic representing the characteristic of the vibrating body 43 as a vibrator is determined by the thickness of the base of the vibrating body 43 which is the sum of the elastic body 41 and the piezoelectric body 42. Therefore, in order to improve the characteristics of the vibrating body 43, it is preferable to make the thickness of the vibrating body 43 as constant as possible.

【0056】振動体43を構成している圧電体42に形
成する駆動電極例を図10に示す。振動体43の厚さを
一定にするために圧電体42の外形は弾性体41の外形
に等しくしている。同図に示す圧電体面の裏面は円形電
極であり、その外形は撓み振動の節円直径にほぼ等しい
か振動体固定具45の支持部分の分だけ若干小さく形成
している。駆動電極は複数の小駆動電極49で構成さ
れ、小駆動電極49は周方向の撓み振動の2分の1波長
に相当する小電極である。そして、互いに隣接する小駆
動電極は厚み方向に逆方向に分極されている。そして、
小駆動電極49の外形は、振動体固定具45の支持部分
と干渉しないように、撓み振動の節円直径に等しいか若
干小さく形成されている。圧電体42は小駆動電極49
が短絡されるように図10に示している面を弾性体41
に貼り合わせて振動体43が構成される。ここで弾性体
41に導電性がない時には、スパッタや蒸着などの手段
で小駆動電極49をお互いに短絡しておく必要がある。
FIG. 10 shows an example of drive electrodes formed on the piezoelectric body 42 constituting the vibrating body 43. In order to make the thickness of the vibrating body 43 constant, the outer shape of the piezoelectric body 42 is made equal to the outer shape of the elastic body 41. The back surface of the piezoelectric body surface shown in the figure is a circular electrode, and its outer shape is formed to be substantially equal to the nodal circle diameter of the flexural vibration or slightly smaller by the supporting portion of the vibrating body fixture 45. The drive electrode is constituted by a plurality of small drive electrodes 49, and the small drive electrode 49 is a small electrode corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction. The small drive electrodes adjacent to each other are polarized in the direction opposite to the thickness direction. And
The outer shape of the small drive electrode 49 is formed to be equal to or slightly smaller than the diameter of the nodal circle of the flexural vibration so as not to interfere with the supporting portion of the vibrating body fixture 45. The piezoelectric body 42 is a small drive electrode 49
The surface shown in FIG.
The vibrating body 43 is formed by sticking them together. Here, when the elastic body 41 has no conductivity, it is necessary to short-circuit the small drive electrodes 49 with each other by means such as sputtering or vapor deposition.

【0057】振動体43を共通電極として圧電体42の
円形電極に、振動体43の共振周波数近傍の周波数の交
流電圧を印加すると、振動体43に図7に示す変位分布
46の撓み振動が励振される。ここでは径方向に2次
(1次は節円が存在しない,2次は節円が1つ存在す
る)/周方向3次(周方向に3つの波が存在する)の撓
み振動を励振している。
When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the vibrating body 43 is applied to the circular electrode of the piezoelectric body 42 using the vibrating body 43 as a common electrode, the bending vibration of the displacement distribution 46 shown in FIG. Is done. Here, a radial vibration (primary has no knot circle, secondary has one knot circle) / circumferential tertiary (three circumferential waves) excitation ing.

【0058】本実施の形態の動作原理は第1の実施の形
態と同様であるので詳細の説明は省略するが、第1の実
施の形態と同様に、振動体43を駆動して撓み振動を励
振すると移動体44は回転を始める。そして、移動体4
4には偏芯重り90が設置されているので圧電バイブレ
ータは振動し始める。本実施の形態においては、振動体
43の厚さが一定であるので共振特性の優れた振動体4
3を実現することができる。また、駆動電極を撓み振動
の節円直径の領域以内に構成し、発生電荷量をできるだ
け大きくするために前記領域内で駆動電極の面積をでき
るだけ大きくしているので、大きな駆動力を得ることが
できる。また、駆動電極部を避けて振動体43を節円部
を介して位置固定しているので駆動電極が動作により劣
化することがないので信頼性を向上することができる。
Since the principle of operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. However, as in the first embodiment, the vibrating body 43 is driven to generate flexural vibration. When excited, the moving body 44 starts rotating. And moving body 4
Since the eccentric weight 90 is installed in 4, the piezoelectric vibrator starts to vibrate. In the present embodiment, since the thickness of the vibrating body 43 is constant, the vibrating body 4 having excellent resonance characteristics is provided.
3 can be realized. In addition, since the drive electrode is configured within the area of the nodal circle diameter of the flexural vibration, and the area of the drive electrode is made as large as possible in the area in order to maximize the amount of generated charge, a large driving force can be obtained. it can. Further, since the vibrating body 43 is fixed at the position via the nodal circle portion while avoiding the driving electrode portion, the driving electrode is not deteriorated by the operation, so that the reliability can be improved.

【0059】つまり、本実施の形態によれば、駆動力で
ある径方向2次/周方向3次の撓み振動を効率よく励振
できる。そして、高効率と高安定性、および高信頼性を
ともに実現した超音波モータおよびそれを用いた圧電バ
イブレータを提供することができる。
That is, according to the present embodiment, radial secondary / circumferential tertiary bending vibrations, which are driving forces, can be efficiently excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor realizing both high efficiency, high stability, and high reliability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0060】すなわち、本実施の形態は、振動体の厚さ
が一定であるので共振特性の優れた振動体43を実現す
ることができる。また、駆動電極を振動の節円の領域以
内に構成し、発生電荷量をできるだけ大きくするために
前記領域内で駆動電極の面積をできるだけ大きくしてい
るので、大きな駆動力を得ることができる。また、節円
部を介して振動体を位置固定することにより、振動損失
を小さくした超音波モータおよびそれを用いた圧電バイ
ブレータを提供することができる。および駆動電極を節
円以内に形成し節円部を介して振動体43を位置固定す
ることにより、駆動電極の損傷を発生することがないの
で、信頼性の高い超音波モータおよびそれを用いた圧電
バイブレータを提供することができる。ここでは、径方
向2次/周方向3次の撓み運動について見体的な説明を
行ったが、径方向2次/周方向3次以上の場合も、誘起
電荷の符号が変わる位置が変わるのにつれて、駆動電極
の大きさを変えれば全く同様の効果を得ることができ
る。
That is, in the present embodiment, since the thickness of the vibrating body is constant, the vibrating body 43 having excellent resonance characteristics can be realized. In addition, since the driving electrodes are configured within the region of the nodal circle of vibration, and the area of the driving electrodes is made as large as possible within the region in order to increase the amount of generated electric charge as much as possible, a large driving force can be obtained. Further, by fixing the position of the vibrating body via the nodal circle, it is possible to provide an ultrasonic motor with reduced vibration loss and a piezoelectric vibrator using the same. Also, since the drive electrode is formed within the nodal circle and the vibrating body 43 is fixed in position via the nodal circle portion, no damage is caused to the drive electrode. Therefore, a highly reliable ultrasonic motor and a highly reliable ultrasonic motor were used. A piezoelectric vibrator can be provided. Here, a brief description has been given of the radial secondary / circumferential tertiary bending motion, but the position at which the sign of the induced charge changes also in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher. Accordingly, the same effect can be obtained by changing the size of the drive electrode.

【0061】(第6の実施の形態)図11は本発明の第
6の実施の形態における超音波モータおよびそれを用い
た圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、
第1の実施の形態と異なる点は、第5の実施の形態と同
様に、駆動電極の配置である。同図において、51は金
属やセラミックなどの弾性振動エネルギーを蓄えやすい
材料から成る円形の弾性体であり、52は単結晶やセラ
ミックなどの材料から成る円形の圧電体であり、弾性体
51と圧電体52はエポキシ樹脂などの接着剤でお互い
に貼り合わせられて円形の振動体53を構成している。
第5の実施の形態と同様の理由から、圧電体52の外径
は弾性体51の外径に等しくしている。振動体53は、
その中心部に、弾性体51および圧電体52を貫通する
小孔58を有し、振動体固定具55により、第1の実施
の形態と同様に、小孔58付近と振動の節円の位置の両
方を介して位置固定されている。また、弾性体51には
出力取り出し用の突起体57が設置されている。54は
金属やプラスチックなどの材料で構成された移動体であ
り、同図中に示すように振動体53に構成された突起体
57と加圧接触して設置されている。60は、小孔58
および振動体固定具55を貫通して移動体54に接触す
る回転軸である。そして、動作原理的には必ずしも必要
ないが、信頼性向上のため移動体54の振動体53と接
する面には耐摩耗性材料を構成してもよく、また移動体
54そのものを耐摩耗性材料で構成してもよい。以上に
より、本実施の形態における超音波モータが構成されて
おり、これの移動体54の一部に偏芯重り90を設置す
ることによって、本実施の形態における圧電バイブレー
タとなる。
(Sixth Embodiment) FIG. 11 is a sectional view of an ultrasonic motor and a piezoelectric vibrator using the same according to a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment,
The difference from the first embodiment lies in the arrangement of the drive electrodes, as in the fifth embodiment. In the figure, reference numeral 51 denotes a circular elastic body made of a material that easily stores elastic vibration energy such as metal or ceramic, and 52 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The bodies 52 are bonded to each other with an adhesive such as epoxy resin to form a circular vibrating body 53.
For the same reason as in the fifth embodiment, the outer diameter of the piezoelectric body 52 is made equal to the outer diameter of the elastic body 51. The vibrating body 53 is
At the center thereof, a small hole 58 penetrating the elastic body 51 and the piezoelectric body 52 is provided, and the vibrator fixing member 55 is used to position the vicinity of the small hole 58 and the position of the nodal circle of vibration as in the first embodiment. Position is fixed through both. The elastic body 51 is provided with a projection 57 for taking out output. Reference numeral 54 denotes a moving body made of a material such as metal or plastic, which is installed in pressure contact with a projection 57 formed on the vibrating body 53 as shown in FIG. 60 is a small hole 58
And a rotating shaft that penetrates the vibrator fixture 55 and contacts the moving body 54. Although not necessary in principle of operation, a wear-resistant material may be formed on the surface of the moving body 54 in contact with the vibrating body 53 to improve reliability. May be configured. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 54, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0062】図11で表した振動体53に励振する径方
向2次/周方向3次以上(ここでは径方向2次/周方向
3次の撓み振動)の撓み振動の変位分布56と、撓み振
動により圧電体52に誘起する電荷分布は図7に表す分
布と同様である。図7より振動による誘起電荷は撓み振
動振幅が0になる節円より若干外側でその符号が反転す
る。所望の振動モードを効率よく励振するためには、圧
電体52に形成する駆動電極は振動により誘起される総
電荷量をできる限り大きくすればよい。そこで、駆動電
極は誘起電荷の符号が同一の領域にできるだけ大きな面
積で形成する。また、第5の実施の形態と同様に、振動
体53の振動子としての特性を表す共振特性は弾性体5
1と圧電体52の和である振動体53の厚さで決まる。
従って、振動体53の特性向上のためには振動体53の
厚さをできる限り一定にすることが好ましい。
Displacement distribution 56 of bending vibration excited to vibrating body 53 shown in FIG. 11 in radial secondary / circumferential tertiary or higher (radial secondary / circumferential tertiary bending vibration), and bending The distribution of charges induced in the piezoelectric body 52 by vibration is the same as the distribution shown in FIG. According to FIG. 7, the sign of the induced charge due to the vibration is reversed slightly outside the node circle where the bending vibration amplitude becomes zero. In order to efficiently excite a desired vibration mode, the driving electrode formed on the piezoelectric body 52 may have a total charge induced by vibration as large as possible. Therefore, the drive electrode is formed in a region where the sign of the induced charge is the same and as large as possible. Also, as in the fifth embodiment, the resonance characteristics representing the characteristics of the vibrator 53 as a vibrator are different from those of the elastic member 5.
It is determined by the thickness of the vibrating body 53 which is the sum of 1 and the piezoelectric body 52.
Therefore, in order to improve the characteristics of the vibrating body 53, it is preferable to make the thickness of the vibrating body 53 as constant as possible.

【0063】振動体53を構成している圧電体52に形
成する駆動電極例を図12に示す。圧電体52の外形は
弾性体51の外形に等しい。同図に示す圧電体面の裏面
は円形のベタ電極であり、その外形は誘起電荷の符号が
反転する直径に等しいか若干小さく形成している。駆動
電極は複数の小駆動電極59で構成され、小駆動電極5
9は周方向の撓み振動の2分の1波長に相当する小電極
である。そして、互いに隣接する小駆動電極は厚み方向
に逆方向に分極されている。そして、小駆動電極59の
外形は誘起電荷の符号が反転する直径に等しいか若干小
さく形成している。圧電体52は図12に示している面
を弾性体51に貼り合わせられ振動体53が構成され
る。ここで弾性体51に導電性がない時には、スパッタ
や蒸着などの手段で小駆動電極59をお互いに短絡して
おく必要がある。
FIG. 12 shows an example of drive electrodes formed on the piezoelectric body 52 constituting the vibrating body 53. The outer shape of the piezoelectric body 52 is equal to the outer shape of the elastic body 51. The back surface of the piezoelectric body surface shown in the figure is a circular solid electrode, and its outer shape is formed to be equal to or slightly smaller than the diameter at which the sign of the induced charge is inverted. The drive electrode is composed of a plurality of small drive electrodes 59, and the small drive electrode 5
Reference numeral 9 denotes a small electrode corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction. The small drive electrodes adjacent to each other are polarized in the direction opposite to the thickness direction. The outer shape of the small drive electrode 59 is formed to be equal to or slightly smaller than the diameter at which the sign of the induced charge is inverted. The piezoelectric body 52 is bonded to the elastic body 51 on the surface shown in FIG. Here, when the elastic body 51 has no conductivity, it is necessary to short-circuit the small drive electrodes 59 with each other by means such as sputtering or vapor deposition.

【0064】振動体53を共通電極として圧電体52の
ベタ電極に振動体53の共振周波数近傍の周波数の交流
電圧を印加すると、振動体53に図11に示す変位分布
56の撓み振動が励振される。ここでは径方向に2次
(1次は節円が存在しない,2次は節円が1つ存在す
る)/周方向3次(周方向に3つの波が存在する)の撓
み振動を励振している。
When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the vibrating body 53 is applied to the solid electrode of the piezoelectric body 52 using the vibrating body 53 as a common electrode, bending vibration of the displacement distribution 56 shown in FIG. You. Here, a radial vibration (primary has no knot circle, secondary has one knot circle) / circumferential tertiary (three circumferential waves) excitation ing.

【0065】本実施の形態の動作原理は第1の実施の形
態と同様であるので詳細の説明は省略するが、第1の実
施の形態と同様に、振動体53に撓み振動を励振すると
移動体54が回転を始める。そして、移動体54には偏
芯重り90が設置されているので圧電バイブレータは振
動し始める。本実施の形態においては、振動体53の厚
さが一定であるので共振特性の優れた振動体53を実現
することができる。また、駆動電極を誘起電荷の符号が
反転する半径の領域以内に構成し、発生電荷量をできる
だけ大きくするために前記領域内で駆動電極の面積をで
きるだけ大きくしているので、大きな駆動力を得ること
ができる。また、節円部を介して振動体53を位置固定
することにより、振動損失を小さくした超音波モータお
よびそれを用いた圧電バイブレータを提供することがで
きる。
Since the principle of operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. However, as in the first embodiment, the vibration member 53 moves when a bending vibration is excited. Body 54 begins to rotate. Since the eccentric weight 90 is installed on the moving body 54, the piezoelectric vibrator starts to vibrate. In the present embodiment, since the thickness of the vibrating body 53 is constant, the vibrating body 53 having excellent resonance characteristics can be realized. Further, since the driving electrode is formed within a region of a radius where the sign of the induced charge is inverted, and the area of the driving electrode is made as large as possible in the region in order to make the generated charge amount as large as possible, a large driving force is obtained. be able to. Further, by fixing the position of the vibrating body 53 via the nodal circle, it is possible to provide an ultrasonic motor with reduced vibration loss and a piezoelectric vibrator using the same.

【0066】つまり、本実施の形態によれば、誘起電荷
量を大きくすることにより駆動力である径方向2次/周
方向3次の撓み振動を効率よく強勢に励振できる。そし
て、高効率と高安定性をともに実現した超音波モータお
よびそれを用いた圧電バイブレータを提供することがで
きる。
In other words, according to the present embodiment, by increasing the amount of induced charges, the radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is the driving force, can be efficiently and strongly excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor realizing both high efficiency and high stability and a piezoelectric vibrator using the same.

【0067】すなわち、本実施の形態は、振動体53の
厚さが一定であるので共振特性の優れた振動体53を実
現することができる。また、駆動電極を電荷分布の符号
の反転する位置の領域以内に構成し、発生電荷量をでき
るだけ大きくするために前記領域内で駆動電極の面積を
できるだけ大きくしているので、大きな駆動力を得るこ
とができる。つまり、本実施の形態によれば、駆動力で
ある径方向2次/周方向3次の撓み振動を効率よく励振
できるので、高効率と高安定性をともに実現した超音波
モータおよびそれを用いた圧電バイブレータを提供する
ことができる。
That is, in the present embodiment, since the thickness of the vibrating body 53 is constant, the vibrating body 53 having excellent resonance characteristics can be realized. In addition, since the driving electrodes are configured within the region where the sign of the charge distribution is inverted, and the area of the driving electrodes is made as large as possible within the region in order to maximize the amount of generated charge, a large driving force is obtained. be able to. That is, according to the present embodiment, radial secondary / circumferential tertiary flexural vibrations, which are driving forces, can be efficiently excited, so that an ultrasonic motor that achieves both high efficiency and high stability, and the use of the ultrasonic motor. A piezoelectric vibrator can be provided.

【0068】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について具体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、誘起電荷の符号が変わる位置が
変わるのにつれて、駆動電極の大きさを変えれば全く同
様の効果を得ることができる。
Here, the bending motion in the radial secondary / circumferential tertiary direction has been specifically described. However, even in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the position where the sign of the induced charge changes is not limited. As it changes, the same effect can be obtained by changing the size of the drive electrode.

【0069】(第7の実施の形態)図13は本発明の第
7の実施の形態における超音波モータおよびそれを用い
た圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、
第1の実施の形態と異なる点は、駆動電極の配置であ
る。同図において、61は金属やセラミックなどの弾性
振動エネルギーを蓄えやすい材料から成る円形の弾性体
であり、62は単結晶やセラミックなどの材料から成る
円形の圧電体であり、弾性体61と圧電体62はエポキ
シ樹脂などの接着剤でお互いに貼り合わせられて円形の
振動体63を構成している。後述するように、圧電体6
2の外径は弾性体61の外径に等しくしている。振動体
63は、その中心部に、弾性体61および圧電体62を
貫通する小孔68を有し、振動体固定具65により、第
1の実施の形態と同様に、小孔48付近と振動の節円の
位置の両方を介して位置固定されている。また、弾性体
61には出力取り出し用の突起体67が設置されてい
る。64は金属やプラスチックなどの材料で構成された
移動体であり、同図中に示すように振動体63に構成さ
れた突起体67と加圧接触して設置されている。70
は、小孔68および振動体固定具65を貫通して移動体
64に接触する回転軸である。動作原理的には必ずしも
必要ないが、信頼性向上のため移動体64の振動体63
と接する面には耐摩耗性材料を構成してもよく、また移
動体64そのものを耐摩耗性材料で構成してもよい。以
上により、本実施の形態における超音波モータが構成さ
れており、これの移動体64の一部に偏芯重り90を設
置することによって、本実施の形態における圧電バイブ
レータとなる。
(Seventh Embodiment) FIG. 13 is a sectional view of an ultrasonic motor and a piezoelectric vibrator using the same according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment,
The difference from the first embodiment is the arrangement of the drive electrodes. In the figure, reference numeral 61 denotes a circular elastic body made of a material that easily stores elastic vibration energy such as metal or ceramic, and 62 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The body 62 is bonded to each other with an adhesive such as an epoxy resin to form a circular vibrating body 63. As described later, the piezoelectric body 6
2 has an outer diameter equal to the outer diameter of the elastic body 61. The vibrating body 63 has a small hole 68 at the center thereof that penetrates the elastic body 61 and the piezoelectric body 62, and vibrates with the vicinities of the small holes 48 by vibrating body fixing tool 65, as in the first embodiment. The position is fixed through both the nodal circle positions. The elastic body 61 is provided with a projection 67 for taking out output. Reference numeral 64 denotes a moving body made of a material such as metal or plastic, which is installed in pressure contact with a projection 67 formed on the vibrating body 63 as shown in FIG. 70
Is a rotating shaft that penetrates the small hole 68 and the vibrating body fixture 65 and contacts the moving body 64. Although not necessary in principle of operation, the vibrating body 63 of the moving body 64 is used to improve reliability.
May be made of a wear-resistant material, or the moving body 64 itself may be made of a wear-resistant material. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 64, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0070】図13で表した振動体63に励振する径方
向2次/周方向3次以上(ここでは径方向2次/周方向
3次の撓み振動)の撓み振動の変位分布66と、撓み振
動により圧電体62に誘起する電荷分布は図7に表す分
布と同様である。図7より振動による誘起電荷は撓み振
動振幅が0になる節円より若干外側でその符号が反転す
る。所望の振動モードを効率よく励振するためには、圧
電体62に形成する駆動電極は振動により誘起される総
電荷量をできる限り大きくすればよい。そこで、駆動電
極は誘起電荷の符号が同一の領域にできるだけ大きな面
積で形成する。また、第5の実施の形態と同様に、振動
体63の振動子としての特性を表す共振特性は弾性体6
1と圧電体62の和である振動体63の厚さで決まる。
従って、振動体63の特性向上のためには振動体63の
厚さをできる限り一定にすることが好ましい。
The displacement distribution 66 of the bending vibration exciting the vibrating body 63 shown in FIG. 13 in the radial secondary / circumferential tertiary or higher (here, radial secondary / circumferential tertiary bending vibration), and the bending The distribution of charges induced in the piezoelectric body 62 by vibration is the same as the distribution shown in FIG. According to FIG. 7, the sign of the induced charge due to the vibration is reversed slightly outside the node circle where the bending vibration amplitude becomes zero. In order to efficiently excite a desired vibration mode, the driving electrode formed on the piezoelectric body 62 may have a total charge induced by vibration as large as possible. Therefore, the drive electrode is formed in a region where the sign of the induced charge is the same and as large as possible. Also, as in the fifth embodiment, the resonance characteristics representing the characteristics of the vibrating body 63 as a vibrator are the same as those of the elastic body 6.
It is determined by the thickness of the vibrating body 63 which is the sum of 1 and the piezoelectric body 62.
Therefore, in order to improve the characteristics of the vibrating body 63, it is preferable to make the thickness of the vibrating body 63 as constant as possible.

【0071】振動体63を構成している圧電体62に形
成する駆動電極例を図14に示す。圧電体62の外径は
弾性体61の外径に等しい。同図に示す圧電体面の裏面
は円形のベタ電極であり、その外径は圧電体62の外径
に実質的に等しく形成している。図14に示す駆動電極
は複数の小駆動電極69a、69bで構成され、小駆動
電極69a、69bはそれぞれ周方向の撓み振動の2分
の1波長に相当する小電極である。そして、周方向に互
いに隣接する小駆動電極、径方向に互いに隣接する小駆
動電極はそれぞれ厚み方向に逆方向に分極されている。
そして、小駆動電極69aの外径は、誘起電荷の符号が
反転する直径に等しいかやや小さく形成されており、電
極69bの内径は、誘起電荷の符号が反転する直径に等
しいかやや大きく、外径は、圧電体62の外形に等しい
かやや小さく形成されている。つまり、小駆動電極69
a群と小駆動電極69b群の境界は誘起電荷の符号が反
転する直径に等しい。圧電体62は小駆動電極69a、
69b群が短絡されるように、図14に示している面を
弾性体61に貼り合わせられ振動体63が構成される。
ここで弾性体61に導電性がない時には、スパッタや蒸
着などの手段で小駆動電極69をお互いに短絡しておく
必要がある。
FIG. 14 shows an example of driving electrodes formed on the piezoelectric body 62 constituting the vibrating body 63. The outer diameter of the piezoelectric body 62 is equal to the outer diameter of the elastic body 61. The back surface of the piezoelectric body surface shown in the figure is a circular solid electrode, the outer diameter of which is substantially equal to the outer diameter of the piezoelectric body 62. The drive electrode shown in FIG. 14 includes a plurality of small drive electrodes 69a and 69b, and each of the small drive electrodes 69a and 69b is a small electrode corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction. The small drive electrodes adjacent to each other in the circumferential direction and the small drive electrodes adjacent to each other in the radial direction are polarized in opposite directions in the thickness direction.
The outer diameter of the small drive electrode 69a is equal to or slightly smaller than the diameter at which the sign of the induced charge is reversed, and the inner diameter of the electrode 69b is equal to or slightly larger than the diameter at which the sign of the induced charge is inverted. The diameter is formed equal to or slightly smaller than the outer shape of the piezoelectric body 62. That is, the small drive electrode 69
The boundary between the group a and the group of small drive electrodes 69b is equal to the diameter at which the sign of the induced charge is inverted. The piezoelectric body 62 has a small drive electrode 69a,
The surface shown in FIG. 14 is adhered to the elastic body 61 to form the vibrating body 63 so that the 69b group is short-circuited.
Here, when the elastic body 61 has no conductivity, it is necessary to short-circuit the small drive electrodes 69 with each other by means such as sputtering or vapor deposition.

【0072】振動体63を共通電極として圧電体62の
ベタ電極に、振動体63の共振周波数近傍の交流電圧を
印加すると、振動体63に図13に示す変位分布66の
撓み振動が励振される。ここでは径方向に2次(1次は
節円が存在しない,2次は節円が1つ存在する)/周方
向3次(周方向に3つの波が存在する)の撓み振動を励
振している。
When an alternating voltage near the resonance frequency of the vibrating body 63 is applied to the solid electrode of the piezoelectric body 62 using the vibrating body 63 as a common electrode, bending vibration of a displacement distribution 66 shown in FIG. . Here, a radial vibration (primary has no knot circle, secondary has one knot circle) / circumferential tertiary (three circumferential waves) excitation ing.

【0073】本実施の形態の動作原理は第1の実施の形
態と同様であるので詳細の説明は省略する。本実施の形
態では、振動体63の厚さが一定であるので共振特性の
優れた振動体63を実現することができる。また、小駆
動電極69aと69bの境界を電荷分布の符号の反転す
る位置に設定することにより、圧電体全域を有効に振動
励振に使用することができ、発生電荷量を大きくできる
ので大きな駆動力を得ることができる。つまり、本実施
の形態によれば、駆動力である径方向2次/周方向3次
の撓み振動を効率よく励振できる。そして、駆動力の大
きな、高効率と高安定性をともに実現した超音波モータ
およびそれを用いた圧電バイブレータを提供することが
できる。
The principle of operation of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, since the thickness of the vibrating body 63 is constant, it is possible to realize the vibrating body 63 having excellent resonance characteristics. Further, by setting the boundary between the small drive electrodes 69a and 69b at the position where the sign of the charge distribution is inverted, the entire area of the piezoelectric body can be effectively used for vibration excitation, and the generated charge amount can be increased, so that a large driving force can be obtained. Can be obtained. That is, according to the present embodiment, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is a driving force, can be efficiently excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor having a large driving force, realizing both high efficiency and high stability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0074】すなわち、本実施の形態は、振動体の厚さ
が一定であるので共振特性の優れた振動体を実現するこ
とができる。また、小駆動電極の境界を電荷分布の符号
の反転する位置に設定することにより、圧電体全域を有
効に振動励振に使用することができ、発生電荷量を大き
くできるので大きな駆動力を得ることができる。つま
り、本実施の形態によれば、駆動力である径方向2次/
周方向3次の撓み振動を効率よく励振できる。そして、
駆動力の大きな、高効率と高安定性をともに実現した超
音波モータおよびそれを用いた圧電バイブレータを提供
することができる。
That is, in this embodiment, since the thickness of the vibrating body is constant, it is possible to realize a vibrating body having excellent resonance characteristics. In addition, by setting the boundary of the small drive electrode at a position where the sign of the charge distribution is inverted, the entire area of the piezoelectric body can be effectively used for vibration excitation, and the generated charge amount can be increased, so that a large driving force can be obtained. Can be. That is, according to the present embodiment, the radial secondary /
The third-order flexural vibration in the circumferential direction can be efficiently excited. And
It is possible to provide an ultrasonic motor having a large driving force, realizing both high efficiency and high stability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0075】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、誘起電荷の符号が変わる位置が
変わるのにつれて、駆動電極の境界を変えれば全く同様
の効果を得ることができる。
Here, the radial secondary / circumferential tertiary bending motion has been briefly described. However, in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the position where the sign of the induced charge changes is also described. The same effect can be obtained by changing the boundary of the drive electrode as the value changes.

【0076】(第8の実施の形態)図15は本発明の第
8の実施の形態における超音波モータおよびそれを用い
た圧電バイブレータの断面図である。本実施の形態が、
第1の実施の形態と異なる点は、駆動電極の配置であ
る。同図において、71は金属やセラミックなどの弾性
振動エネルギーを蓄えやすい材料から成る円形の弾性体
であり、72は単結晶やセラミックなどの材料から成る
円形の圧電体であり、弾性体71と圧電体72はエポキ
シ樹脂などの接着剤でお互いに貼り合わせられて円形の
振動体73を構成している。第8の実施の形態と同様の
理由で、圧電体72の外径は弾性体71の外径に等しく
している。振動体73は、その中心部に、弾性体71お
よび圧電体72を貫通する小孔78を有し、振動体固定
具75により、第1の実施の形態と同様に、小孔78付
近と振動の節円の位置の両方を介して位置固定されてい
る。また、弾性体71には出力取り出し用の突起体77
が設置されている。74は金属やプラスチックなどの材
料で構成された移動体であり、同図中に示すように振動
体73に構成された突起体77と加圧接触して設置され
ている。80は、小孔78および振動体固定具75を貫
通して移動体74に接触する回転軸である。そして、動
作原理的には必ずしも必要ないが、信頼性向上のため移
動体74の振動体73と接する面には耐摩耗性材料を構
成してもよく、また移動体74そのものを耐摩耗性材料
で構成してもよい。以上により、本実施の形態における
超音波モータが構成されており、これの移動体74の一
部に偏芯重り90を設置することによって、本実施の形
態における圧電バイブレータとなる。
(Eighth Embodiment) FIG. 15 is a sectional view of an ultrasonic motor and a piezoelectric vibrator using the same according to an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment,
The difference from the first embodiment is the arrangement of the drive electrodes. In the figure, reference numeral 71 denotes a circular elastic body made of a material such as metal or ceramic which easily stores elastic vibration energy, and 72 denotes a circular piezoelectric body made of a material such as single crystal or ceramic. The bodies 72 are adhered to each other with an adhesive such as epoxy resin to form a circular vibrating body 73. For the same reason as in the eighth embodiment, the outer diameter of the piezoelectric body 72 is made equal to the outer diameter of the elastic body 71. The vibrating body 73 has a small hole 78 at the center thereof that penetrates the elastic body 71 and the piezoelectric body 72. The position is fixed through both the nodal circle positions. The elastic body 71 has a projection 77 for taking out output.
Is installed. Reference numeral 74 denotes a moving body made of a material such as metal or plastic, which is installed in pressure contact with a projection 77 formed on the vibrating body 73 as shown in FIG. Reference numeral 80 denotes a rotating shaft that penetrates the small hole 78 and the vibrating body fixture 75 and contacts the moving body 74. Although not necessarily required in principle of operation, a wear-resistant material may be formed on the surface of the moving body 74 in contact with the vibrating body 73 in order to improve reliability. May be configured. As described above, the ultrasonic motor according to the present embodiment is configured, and by installing the eccentric weight 90 on a part of the moving body 74, the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is obtained.

【0077】図15で表した振動体73に励振する径方
向2次/周方向3次以上(ここでは径方向2次/周方向
3次の撓み振動)の撓み振動の変位分布76と、撓み振
動により圧電体72に誘起する電荷分布は図7に表す分
布と同様である。図7より振動による誘起電荷は撓み振
動振幅が0になる節円より若干外側でその符号が反転す
る。所望の振動モードを効率よく励振するためには、圧
電体72に形成する駆動電極は振動により誘起される総
電荷量をできる限り大きくすればよい。そこで、駆動電
極は誘起電荷の符号が同一の領域にできるだけ大きな面
積で形成する。また、第5の実施の形態と同様に、振動
体73の振動子としての特性を表す共振特性は弾性体7
1と圧電体72の和である振動体73の厚さで決まる。
従って、振動体73の特性向上のためには振動体73の
厚さをできる限り一定にすることが好ましい。
The displacement distribution 76 of the bending vibration excited in the vibrating body 73 shown in FIG. 15 in the radial secondary / circumferential tertiary or higher (here, radial secondary / circumferential tertiary bending vibration) and the bending The distribution of charges induced in the piezoelectric body 72 by vibration is the same as the distribution shown in FIG. According to FIG. 7, the sign of the induced charge due to the vibration is reversed slightly outside the node circle where the bending vibration amplitude becomes zero. In order to efficiently excite a desired vibration mode, the drive electrode formed on the piezoelectric body 72 should have the total charge induced by the vibration as large as possible. Therefore, the drive electrode is formed in a region where the sign of the induced charge is the same and as large as possible. Further, as in the fifth embodiment, the resonance characteristics representing the characteristics of the vibrator 73 as a vibrator are the same as those of the elastic member 7.
It is determined by the thickness of the vibrating body 73 which is the sum of 1 and the piezoelectric body 72.
Therefore, in order to improve the characteristics of the vibrating body 73, it is preferable to make the thickness of the vibrating body 73 as constant as possible.

【0078】振動体73を構成している圧電体72に形
成する両面の駆動電極例を図16に示す。圧電体72の
外径は弾性体71の外径に等しい。図16(b)に示す
第2面には2つの電極が形成され、第1の駆動電極79
cの内径は圧電体72の内径よりやや大きく、外径は励
振する撓み振動の節円直径に等しいかやや小さく形成さ
れ、第2の駆動電極79dの内径は撓み振動の節円直径
と等しいかやや大きく、外径は圧電体72の外径よりや
や小さく形成されている。図16(a)に示す第1面の
駆動電極は複数の小駆動電極79a、79bで構成さ
れ、小駆動電極79a、79bはそれぞれ周方向の撓み
振動の2分の1波長に相当する小電極である。分極時に
は圧電体72の第2面の2つの電極79c、79dを共
通電極にして、第1面の小駆動電極79a、79bに直
流高圧電圧を印加する。そして、周方向に互いに隣接す
る小駆動電極が厚み方向に逆方向に、径方向に互いに隣
接する小駆動電極が厚み方向に周方向に分極される。
FIG. 16 shows an example of both-side drive electrodes formed on the piezoelectric body 72 constituting the vibrator 73. The outer diameter of the piezoelectric body 72 is equal to the outer diameter of the elastic body 71. Two electrodes are formed on the second surface shown in FIG.
The inside diameter of c is slightly larger than the inside diameter of the piezoelectric body 72, the outside diameter is formed equal to or slightly smaller than the node diameter of the bending vibration to be excited, and the inside diameter of the second drive electrode 79d is equal to the node diameter of the bending vibration. The outer diameter is slightly larger than the outer diameter of the piezoelectric body 72. The drive electrode on the first surface shown in FIG. 16A is composed of a plurality of small drive electrodes 79a and 79b, and each of the small drive electrodes 79a and 79b is a small electrode corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction. It is. During polarization, the two electrodes 79c and 79d on the second surface of the piezoelectric body 72 are used as common electrodes, and a DC high voltage is applied to the small drive electrodes 79a and 79b on the first surface. The small drive electrodes adjacent to each other in the circumferential direction are polarized in the direction opposite to the thickness direction, and the small drive electrodes adjacent to each other in the radial direction are polarized in the circumferential direction in the thickness direction.

【0079】そして、圧電体72は小駆動電極79aが
短絡されるように、図16に示している面を弾性体71
に貼り合わせて振動体73が構成される。ここで弾性体
71に導電性がない時には、スパッタや蒸着などの手段
で少なくとも小駆動電極79aをお互いに短絡しておく
必要がある。振動体73を共通電極として圧電体72の
電極79cに振動体73の共振周波数近傍の周波数の交
流電圧を印加すると、振動体73に図15に示す変位分
布76の撓み振動が励振される。このとき、小駆動電極
79b、79dには、電圧は印加されない。ここでは径
方向に2次(1次は節円が存在しない,2次は節円が1
つ存在する)/周方向3次(周方向に3つの波が存在す
る)の撓み振動を励振している。本実施の形態の動作原
理は第1の実施の形態と同様であるので詳細の説明は省
略する。本実施の形態では、振動体73の厚さが一定で
あるので共振特性の優れた振動体73を実現することが
できる。また、駆動電極79aと79bの境界および電
極79c、79dの境界を撓み振動の節円直径位置に設
定する。これにより、発生電荷量が大きくなるので大き
な駆動力を得ることができる。加えて、分極時には圧電
体全体が分極されるので、分極時の歪みにより圧電体が
機械的に破壊する事がない。つまり、本実施の形態によ
れば、駆動力である径方向2次/周方向3次の撓み振動
を効率よく励振できる。そして、高効率と高安定性と高
信頼性をともに実現した超音波モータおよびそれを用い
た圧電バイブレータを提供することができる。
The piezoelectric body 72 has its surface shown in FIG. 16 so that the small drive electrode 79a is short-circuited.
The vibrating body 73 is configured by being bonded to. Here, when the elastic body 71 has no conductivity, it is necessary to short-circuit at least the small drive electrodes 79a to each other by means such as sputtering or vapor deposition. When an AC voltage having a frequency near the resonance frequency of the vibrating body 73 is applied to the electrode 79c of the piezoelectric body 72 using the vibrating body 73 as a common electrode, bending vibration of the displacement distribution 76 shown in FIG. At this time, no voltage is applied to the small drive electrodes 79b and 79d. Here, the radial direction is quadratic (primary has no knot circle, secondary has knot circle of 1
One) / third in the circumferential direction (three waves in the circumferential direction) are excited. The principle of operation of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, since the thickness of the vibrating body 73 is constant, the vibrating body 73 having excellent resonance characteristics can be realized. Also, the boundaries between the drive electrodes 79a and 79b and the boundaries between the electrodes 79c and 79d are set at the positions of the nodal circle diameter of the flexural vibration. As a result, the amount of generated charges is increased, so that a large driving force can be obtained. In addition, since the entire piezoelectric body is polarized during polarization, the piezoelectric body does not break down mechanically due to distortion during polarization. That is, according to the present embodiment, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is a driving force, can be efficiently excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor realizing both high efficiency, high stability and high reliability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0080】すなわち、本実施の形態は、振動体の厚さ
が一定であるので共振特性の優れた振動体を実現するこ
とができる。また、圧電体の第1面の駆動電極の境界お
よび第2面の電極の境界を撓み振動の節円直径位置に設
定する。これにより、発生電荷量が大きくなるので大き
な駆動力を得ることができる。加えて、分極時には圧電
体全体が分極されるので、分極時の歪みにより圧電体が
機械的に破壊する事がない。つまり、本実施の形態によ
れば、駆動力である径方向2次/周方向3次の撓み振動
を効率よく励振できる。そして、高効率と高安定性と高
信頼性をともに実現した超音波モータおよびそれを用い
た圧電バイブレータを提供することができる。
That is, in the present embodiment, since the thickness of the vibrating body is constant, it is possible to realize a vibrating body having excellent resonance characteristics. In addition, the boundaries of the drive electrodes on the first surface and the boundaries of the electrodes on the second surface of the piezoelectric body are set at the nodal circle diameter positions of the flexural vibration. As a result, the amount of generated charges is increased, so that a large driving force can be obtained. In addition, since the entire piezoelectric body is polarized during polarization, the piezoelectric body does not break down mechanically due to distortion during polarization. That is, according to the present embodiment, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is a driving force, can be efficiently excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor realizing both high efficiency, high stability and high reliability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0081】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、撓み振動の節円直径位置が変わ
るのにつれて、駆動電極の境界を変えれば全く同様の効
果を得ることができる。また、電極の境界を節円近傍の
位置に設定しても同様の効果を得ることができる。
Here, the bending motion in the radial secondary / circumferential tertiary direction has been briefly described. However, in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the nodal circle diameter position of the bending vibration is also considered. The same effect can be obtained by changing the boundary of the drive electrode as the value changes. The same effect can be obtained even if the boundary of the electrode is set at a position near the nodal circle.

【0082】(第9の実施の形態)本発明の第9の実施
の形態における超音波モータおよびそれを用いた圧電バ
イブレータを、第8の実施の形態で参照した図15、1
6を用いて説明する。本実施の形態が、第8の実施の形
態と異なる点は、駆動電極の配置であり、その他の構成
等については、第8の実施の形態と同じである。したが
って、第8の実施の形態と異なる点を中心に説明し、説
明を省略したものについては、第8の実施の形態と同じ
とする。
(Ninth Embodiment) An ultrasonic motor according to a ninth embodiment of the present invention and a piezoelectric vibrator using the same are shown in FIGS.
6 will be described. This embodiment is different from the eighth embodiment in the arrangement of the drive electrodes, and the other configurations are the same as those in the eighth embodiment. Therefore, the following description focuses on differences from the eighth embodiment, and the description of which is omitted is the same as that of the eighth embodiment.

【0083】振動体73を構成している圧電体72に形
成する両面の駆動電極例を図16に示す。圧電体72の
外径は弾性体71の外径に等しい。図16(b)に示す
第2面には2つの電極が形成され、第1の駆動電極79
cの内径は圧電体72の内径よりやや大きく、外径は誘
起電荷の符号が反転する直径に等しいかやや小さく形成
され、第2の駆動電極79dの内径は誘起電荷の符号が
反転する直径と等しいかやや大きく、外径は圧電体72
の外径よりやや小さく形成されている。図16(a)に
示す第1面の駆動電極は複数の小駆動電極79a、79
bで構成され、小駆動電極79a、79bはそれぞれ周
方向の撓み振動の2分の1波長に相当する小電極であ
る。分極時には圧電体72の第2面の2つの電極を共通
電極にして、第1面の小駆動電極79a、79bに直流
高圧電圧を印加する。そして、周方向に互いに隣接する
小駆動電極が厚み方向に逆方向に、径方向に互いに隣接
する小駆動電極が厚み方向に周方向に分極される。
FIG. 16 shows an example of a double-sided drive electrode formed on the piezoelectric body 72 constituting the vibrator 73. The outer diameter of the piezoelectric body 72 is equal to the outer diameter of the elastic body 71. Two electrodes are formed on the second surface shown in FIG.
The inner diameter of c is slightly larger than the inner diameter of the piezoelectric body 72, the outer diameter is formed equal to or slightly smaller than the diameter at which the sign of the induced charge is inverted, and the inner diameter of the second drive electrode 79d is the diameter at which the sign of the induced charge is inverted. Equal to or slightly larger than the outer diameter of the piezoelectric body 72
Is formed to be slightly smaller than the outer diameter. The drive electrodes on the first surface shown in FIG. 16A are a plurality of small drive electrodes 79a and 79.
b, and the small drive electrodes 79a and 79b are small electrodes each corresponding to a half wavelength of the bending vibration in the circumferential direction. At the time of polarization, two electrodes on the second surface of the piezoelectric body 72 are used as common electrodes, and a DC high voltage is applied to the small drive electrodes 79a and 79b on the first surface. The small drive electrodes adjacent to each other in the circumferential direction are polarized in the direction opposite to the thickness direction, and the small drive electrodes adjacent to each other in the radial direction are polarized in the circumferential direction in the thickness direction.

【0084】駆動時には、第8の実施の形態と同様に、
小駆動電極79a、79cにのみ、共振周波数近傍の周
波数の交流電圧を印加し、小駆動電極79b、79dに
は、電圧を印加しない。
At the time of driving, as in the eighth embodiment,
An AC voltage having a frequency near the resonance frequency is applied only to the small drive electrodes 79a and 79c, and no voltage is applied to the small drive electrodes 79b and 79d.

【0085】本実施の形態においては、振動体73の厚
さが一定であるので共振特性の優れた振動体73を実現
することができる。また、駆動電極79aと79bの境
界および電極79c、79dの境界を電荷分布の符号の
反転する位置に設定する。これにより、発生電荷量が大
きくなるので大きな駆動力を得ることができる。加え
て、分極時には圧電体全体が分極されるので、分極時の
歪みにより圧電体が機械的に破壊する事がない。つま
り、本実施の形態によれば、駆動力である径方向2次、
周方向3次の撓み振動を効率よく励振できる。そして、
高効率と高安定性と高信頼性をともに実現した超音波モ
ータおよびそれを用いた圧電バイブレータを提供するこ
とができる。
In this embodiment, since the thickness of the vibrating body 73 is constant, the vibrating body 73 having excellent resonance characteristics can be realized. Also, the boundaries between the drive electrodes 79a and 79b and the boundaries between the electrodes 79c and 79d are set at positions where the sign of the charge distribution is inverted. As a result, the amount of generated charges is increased, so that a large driving force can be obtained. In addition, since the entire piezoelectric body is polarized during polarization, the piezoelectric body does not break down mechanically due to distortion during polarization. That is, according to the present embodiment, the radial secondary, which is the driving force,
The third-order flexural vibration in the circumferential direction can be efficiently excited. And
An ultrasonic motor realizing both high efficiency, high stability and high reliability and a piezoelectric vibrator using the same can be provided.

【0086】すなわち、本実施の形態は、振動体の厚さ
が一定であるので共振特性の優れた振動体を実現するこ
とができる。また、圧電体の第1面の駆動電極の境界お
よび第2面の電極の境界を電荷分布の符号の反転する位
置に設定する。これにより、発生電荷量が大きくなるの
で大きな駆動力を得ることができる。加えて、分極時に
は圧電体全体が分極されるので、分極時の歪みにより圧
電体が機械的に破壊する事がない。つまり、本実施の形
態によれば、駆動力である径方向2次/周方向3次の撓
み振動を効率よく励振できる。そして、高効率と高安定
性と高信頼性をともに実現した超音波モータおよびそれ
を用いた圧電バイブレータを提供することができる。
That is, in the present embodiment, since the thickness of the vibrating body is constant, it is possible to realize a vibrating body having excellent resonance characteristics. Further, the boundaries of the drive electrodes on the first surface and the boundaries of the electrodes on the second surface of the piezoelectric body are set at positions where the sign of the charge distribution is inverted. As a result, the amount of generated charges is increased, so that a large driving force can be obtained. In addition, since the entire piezoelectric body is polarized during polarization, the piezoelectric body does not break down mechanically due to distortion during polarization. That is, according to the present embodiment, radial secondary vibration / circumferential tertiary bending vibration, which is a driving force, can be efficiently excited. Further, it is possible to provide an ultrasonic motor realizing both high efficiency, high stability and high reliability, and a piezoelectric vibrator using the same.

【0087】ここでは、径方向2次/周方向3次の撓み
運動について見体的な説明を行ったが、径方向2次/周
方向3次以上の場合も、誘起電荷の符号が変わる位置が
変わるのにつれて、駆動電極の境界を変えれば全く同様
の効果を得ることができる。また、電極の境界を節円近
傍の位置に設定しても同様の効果を得ることができる。
Here, a brief description has been given of the radial secondary / circumferential tertiary bending motion. However, even in the case of radial secondary / circumferential tertiary or higher, the position where the sign of the induced charge changes. The same effect can be obtained by changing the boundary of the drive electrode as the value changes. The same effect can be obtained even if the boundary of the electrode is set at a position near the nodal circle.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、請求項1〜13の本発明は、重量が小さく、厚さの
薄い、動作の安定した、しかも効率の高い超音波モータ
を提供することができ、請求項14の本発明は、前記超
音波モータを用いた圧電バイブレータを提供することが
できる。
As is apparent from the above description, the first to thirteenth aspects of the present invention provide an ultrasonic motor having a small weight, a small thickness, a stable operation, and a high efficiency. The present invention of claim 14 can provide a piezoelectric vibrator using the ultrasonic motor.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態における圧電バイブ
レータの断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した圧電バイブレータの圧電体の駆動
電極の平面図。
FIG. 2 is a plan view of a driving electrode of a piezoelectric body of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図3】図1に示した圧電バイブレータの動作を説明す
る直線モデル図。
FIG. 3 is a linear model diagram for explaining the operation of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施の形態における圧電バイブ
レータの断面図。
FIG. 4 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態における圧電バイブ
レータの断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態における圧電バイブ
レータの断面図。
FIG. 6 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した圧電バイブレータの振動変位と電
荷分布図。
7 is a diagram showing a vibration displacement and a charge distribution of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 6;

【図8】図6に示した圧電バイブレータの圧電体の駆動
電極の平面図。
8 is a plan view of a driving electrode of a piezoelectric body of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図9】本発明の第5の実施の形態における圧電バイブ
レータの断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】図9に示した圧電バイブレータの圧電体の駆
動電極の平面図。
FIG. 10 is a plan view of a driving electrode of a piezoelectric body of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 9;

【図11】本発明の第6の実施の形態における圧電バイ
ブレータの断面図。
FIG. 11 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】図11に示した圧電バイブレータの圧電体の
駆動電極の平面図。
FIG. 12 is a plan view of a driving electrode of a piezoelectric body of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 11;

【図13】本発明の第7の実施の形態における圧電バイ
ブレータの断面図。
FIG. 13 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】図13に示した圧電バイブレータの圧電体の
駆動電極の平面図。
FIG. 14 is a plan view of a driving electrode of a piezoelectric body of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図15】本発明の第8、第9の実施の形態における圧
電バイブレータの断面図。
FIG. 15 is a sectional view of a piezoelectric vibrator according to the eighth and ninth embodiments of the present invention.

【図16】図15に示した圧電バイブレータの圧電体の
駆動電極の平面図。
16 is a plan view of a drive electrode of a piezoelectric body of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図17】従来の円筒型電磁モータを使用したバイブレ
ータの斜視図。
FIG. 17 is a perspective view of a vibrator using a conventional cylindrical electromagnetic motor.

【図18】従来の扁平型電磁モータを使用したバイブレ
ータの斜視図。
FIG. 18 is a perspective view of a vibrator using a conventional flat electromagnetic motor.

【図19】従来のリング型超音波モータの斜視図。FIG. 19 is a perspective view of a conventional ring-type ultrasonic motor.

【図20】図19に示したリング型超音波モータの圧電
体の電極を示す平面図。
FIG. 20 is a plan view showing electrodes of a piezoelectric body of the ring type ultrasonic motor shown in FIG. 19;

【図21】図19のリング型超音波モータの振動体の径
方向振動変位図と振動姿態図。
21A and 21B are a radial vibration displacement diagram and a vibration appearance diagram of the vibrating body of the ring type ultrasonic motor of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21、31、41、51、61、71 弾性
体 2、12、22、32、42、52、62、72 圧電
体 3、13、23、33、43、53、63、73 振動
体 4、14、24、34、44、54、64、74 移動
体 5、15、25、35、45、55、65、75 振動
体固定具 6、16、26、36、46、56、66、76 変位
分布 7、17、27、37、47、57、67、77 突起
体 8、18、28、38、48、58、68、78 小孔 9、39、49、59、69、79 小駆動電極 10、20、30、40、50、60、70、80 回
転軸 90 偏芯重り
1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 Elastic body 2, 12, 22, 32, 42, 52, 62, 72 Piezoelectric body 3, 13, 23, 33, 43, 53, 63, 73 Vibration Body 4, 14, 24, 34, 44, 54, 64, 74 Moving body 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75 Vibration body fixture 6, 16, 26, 36, 46, 56, 66 , 76 Displacement distribution 7, 17, 27, 37, 47, 57, 67, 77 Projection body 8, 18, 28, 38, 48, 58, 68, 78 Small hole 9, 39, 49, 59, 69, 79 Small Drive electrode 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 Rotation axis 90 Eccentric weight

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今田 勝巳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 守時 克典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Katsumi Imada, 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両面に駆動電極を有する円板形の圧電体
に円板形の弾性体を重ね合わせて結合することによって
形成された円板形の振動体と、前記弾性体に加圧接触し
て配置された移動体と、前記振動体を固定する固定具と
を備え、前記移動体は、前記駆動電極に印加された交流
駆動電圧が、前記振動体に径方向に2次以上、周方向に
3次以上の撓み振動の定在波を励振することによって、
回転し、前記固定具が前記振動体を固定する位置は、励
振させようとする前記定在波以外の撓み振動が、前記振
動体をその中心部のみで固定した場合に比較して、小さ
くなるような位置であることを特徴とする超音波モー
タ。
1. A disk-shaped vibrator formed by superposing and connecting a disk-shaped elastic body to a disk-shaped piezoelectric body having drive electrodes on both surfaces, and pressurized contact with said elastic body. And a fixture for fixing the vibrating body, wherein the moving body is configured such that an AC drive voltage applied to the drive electrode is applied to the vibrating body in a radial direction at least two times in a circumferential direction. By exciting a standing wave of bending vibration of third order or more in the direction,
The position at which the fixture rotates and the fixing member fixes the vibrating body is smaller than the case where the bending vibration other than the standing wave to be excited is fixed only at the center of the vibrating body. An ultrasonic motor characterized by being at such a position.
【請求項2】 前記振動体は、前記中心部に小孔を有
し、前記固定具は、前記小孔と前記撓み振動の節円部と
を介して、前記振動体を固定することを特徴とする請求
項1に記載の超音波モータ。
2. The vibrating body has a small hole in the central portion, and the fixing device fixes the vibrating body via the small hole and a node of the bending vibration. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記振動体は、前記中心部に小孔を有
し、前記固定具は、前記小孔と前記撓み振動の少なくと
も1つの節直径部の一部とを介して、前記振動体を固定
することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ。
3. The vibrating body has a small hole in the center portion, and the fixing device is configured such that the fixing member is connected to the vibrating body via the small hole and a part of at least one node diameter portion of the bending vibration. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the ultrasonic motor is fixed.
【請求項4】 前記振動体は、前記中心部に小孔を有
し、前記固定具は、前記小孔と前記撓み振動の節円部お
よび少なくとも1つの節直径部の一部とを介して、前記
振動体を固定することを特徴とする請求項1に記載の超
音波モータ。
4. The vibrating body has a small hole in the center portion, and the fixing tool is provided through the small hole and a part of at least one nodal diameter portion and at least one nodal diameter portion of the bending vibration. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibrator is fixed.
【請求項5】 前記圧電体は、前記撓み振動の節円内に
配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の超音波モータ。
5. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric body is arranged within a node of the bending vibration.
【請求項6】 前記圧電体は、前記撓み振動により前記
圧電体に誘起される電荷の符号が反転する境界によって
囲まれた領域内に配置されていることを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載の超音波モータ。
6. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the piezoelectric body is disposed in a region surrounded by a boundary where the sign of the charge induced in the piezoelectric body by the bending vibration is inverted. An ultrasonic motor according to any one of the above.
【請求項7】 前記圧電体は、前記弾性体片面の実質上
全域に配置されていることを特徴とする請求項1〜4の
いずれかに記載の超音波モータ。
7. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the piezoelectric body is disposed substantially over the entire area of one surface of the elastic body.
【請求項8】 前記駆動電極は、前記撓み振動の節円内
に配置されていることを特徴とする請求項5〜7のいず
れかに記載の超音波モータ。
8. The ultrasonic motor according to claim 5, wherein said drive electrode is disposed within a nodal circle of said bending vibration.
【請求項9】 前記駆動電極は、前記撓み振動により前
記圧電体に誘起される電荷の符号が反転する境界によっ
て囲まれた領域内に配置されていることを特徴とする請
求項6または7に記載の超音波モータ。
9. The device according to claim 6, wherein the drive electrode is disposed in a region surrounded by a boundary where the sign of the charge induced in the piezoelectric body by the bending vibration is inverted. An ultrasonic motor as described.
【請求項10】 前記駆動電極のうち、第1の駆動電極
は、前記撓み振動により前記圧電体に誘起される電荷の
符号が反転する境界によって囲まれた領域内に配置さ
れ、第2の駆動電極は、前記領域の外周部に配置されて
いることを特徴とする請求項7に記載の超音波モータ。
10. A first drive electrode among the drive electrodes, wherein a first drive electrode is disposed in a region surrounded by a boundary where the sign of a charge induced in the piezoelectric body by the bending vibration is inverted, and a second drive electrode is provided. The ultrasonic motor according to claim 7, wherein the electrode is arranged on an outer peripheral portion of the region.
【請求項11】 前記駆動電極のうち、第1の駆動電極
は、前記撓み振動の節円内に配置され、第2の駆動電極
は、前記節円の外周部に配置されていることを特徴とす
る請求項7に記載の超音波モータ。
11. The method according to claim 11, wherein, of the driving electrodes, a first driving electrode is disposed within a node of the bending vibration, and a second driving electrode is disposed at an outer peripheral portion of the node. The ultrasonic motor according to claim 7, wherein
【請求項12】 前記圧電体の分極時には、前記第1の
駆動電極と前記第2の駆動電極を使用し、駆動時には前
記第1の駆動電極のみを使用することを特徴とする請求
項10または11に記載の超音波モータ。
12. The method according to claim 10, wherein the first drive electrode and the second drive electrode are used when the piezoelectric body is polarized, and only the first drive electrode is used when the piezoelectric body is driven. 12. The ultrasonic motor according to 11.
【請求項13】 前記駆動電極は、前記固定具と直接接
触していないことを特徴とする請求項1〜12のいずれ
かに記載の超音波モータ。
13. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the drive electrode is not in direct contact with the fixture.
【請求項14】 請求項1〜13のいずれかに記載の超
音波モータと、前記移動体上に配置された偏芯重りとを
備えることを特徴とする圧電バイプレータ。
14. A piezoelectric vibrator comprising: the ultrasonic motor according to claim 1; and an eccentric weight disposed on the moving body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010158127A (en) * 2008-12-27 2010-07-15 Canon Inc Vibration wave driving device

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JP2010158127A (en) * 2008-12-27 2010-07-15 Canon Inc Vibration wave driving device

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