JPS62201072A - 振動波モ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、進行性駆動波により移動体を駆動する振動波
モーターに間し２、特に該モーターへの給電実装に関す
る。

〔従来技術〕

振動波モータは、電歪素子に周波電圧を印加したときに
生ずる振動運動を回転運動又は−次元運動に変換するも
ので、従来の電磁モータに比べて巻線を必要としないた
め、構造が簡単で小型になり、低速回転時にも高トルク
が得られるという利点があり、近年注目されている。

第１図、第２図は従来の振動波モータの駆動原理を示す
もので、第１図は上記モータの振動波の発生状態を示し
ている。振動体１　（通常は金属）に接着された電歪素
子２ａ、２ｂは、振動体１の片側、適度に離れた所に、
空間的にλ／４の位相ずれを満足するように配置されて
いる。

振動体１を電歪素子２ａ、２ｂの一方の電極とし、電歪
素子２ａには、交流電源３ａからＶ＝Ｖｏｓｉｎωし、
電歪素子２ｂには９０°移相器３ｂを通してλ／４位相
のずれたＶ＝Ｖｏｓｉｎ（ωＬ±π／２）の交流電圧を
印加する。前記式中の（＋）　　（−）が移動体６を動
かす方向によって移相器３ｂで切換えられる。今、（−
）側に切換えてあり、電歪素子２ｂにはＶ＝Ｖ、５ｉｎ
（ωｔ−π／２）の電圧が印加されているとする。電歪
素子２ａだけが単独で電圧Ｖ＝Ｖｏｓｉｎωｔにより振
動した場合は、同図（ａ）に示すような定在波による振
動が起り、電歪素子２ｂだけが単独で電圧Ｖ＝Ｖｏｓｉ
ｎ（ωｔ−π／２）により振動した場合は、同図（ｂ）
に示すような定在波による振動が起る。上記位相のずれ
た２つの交流電圧を同時に各々の電歪素子２ａ、２ｂに
印加すると振動波は進行性になる。（イ）は時間ｔ＝２
ｎπ／ω、（ロ）はｔ＝π／２ω＋２ｎπ／ω、（ハ）
はｔ＝π／ω＋２ｎπ／ω、（ニ）はｔ＝３π／２ω＋
２ｎπ／ωの時のもので、振動波の波面はＸ方向に進行
する。

このような進行性の振動波は縦波と横波を伴なっており
、第２図に示すように振動体１の質点Ａについて着目す
ると、縦振幅Ｕと横据幅Ｗで反時計方向の回転楕円運動
をしている。振動体１の表面には移動体６が加圧接触し
ており振動面の頂点にだけ接触をすることになるから（
実際には、ある幅をもって面接触している）、頂点にお
ける質点Ａ、ｘ−の楕円運動の縦振幅Ｕの成分に駆動さ
れ、移動体６は矢印Ｎ方向に移動する。９０゜移相器に
より＋９０°位相をずらせば振動波は−Ｘ方向に進行し
、移動体６はＮ方向と逆向きにυ肋する。

上記のように振動波モーターを駆動するに際し、電歪素
子２ａ、２ｂに互いに位相の異なる周波電圧を印加する
必要があり、このため、電歪素子に給電のための導電部
材を接触しなければならず、これらの給電のための導電
部材によって振動波が減衰されて、エネルギー損失を生
じ、振動波による駆動効率が低下するおそれがあった。

（目　的） 本発明は上述の事項に鑑みされたもので、振動体上に電
気−機域エネルギー変換素子を配し、該素子に電極を介
して互いに位相の異なる第１及び第２の周波電圧を印加
して進行性振動波を発生させ、該振動波に移動体との相
対的変位を行わせる振動派モーターにおいて、前記第１
及び第２の周波電圧の印加にてそれぞれ発生する定在波
の腹と節の中間位置に前記素子の電極形状よりも十分小
さな電極パターンを有するフレキシブルプリントパター
ンを圧接し該パターンを介して素子への電極への給電を
行うことにて上述の問題を解消せんとするものである。

〔実施例〕

第３図は本発明に係る振動波モーターの一部断面図を示
している。図において、１は断面が台形状となっており
、かつリング上の振動体である。

該振動体の底面にはリング状の圧電体としての電歪素子
２が一体に接着されている。

第４図（ａ）は電歪素子２の分極状態を示す図であり、
該電歪素子２にはＡ、Ｂ２相の分極処理部を有している
。この分極処理部Ａ、Ｂは物理的に波長λ／４ずれてお
り、（＋）　　（−）は互いに分極ＩＡ埋の方向が異な
ることを示している。

（＋）部と（−）部によって定まる長さは入力する周波
数によって定まる一波長λ分の長さに相当する。該電歪
素子２の上記振動体の底面との接着面は第４図（ｂ）の
如く全面電極となっており、又、該素子２の逆側面は第
４図（Ｃ）の如く、Ａ相部に対応して電極パターン２Ａ
が又、Ｂ相部に対して電極パターン２Ｂが設けられると
共に電歪素子の振動状態を検知するセンサー用電極Ｓ（
振動体の振動により電歪素子に発生する逆起電圧を検知
する電極）並びに共通電極Ｃが設けられている。該共通
電極Ｃと第４図（ｂ）に示した電極とは導電性樹脂によ
り導通している。

第３図に戻り、１１は給電用フレキシブルプリント回路
（以下ＦＰＣと称す。）で、該ＦＰＣは上記電歪素子の
上記各電極と接続し、各電極に上記位相差の異なる駆動
周波電圧を供給する。

該ＦＰＣは第５図に示される如く導体パターン１１′が
印刷されている。

第６図にＦＰＣのパターンと電歪素子２の第４図（ａ）
、（ｅ）にて示して電極パターンとの当接位置関係を示
す配設図であり、ＦＰＣの導体パターンは第６図に示す
位置関係で電歪素子に当接している。該ＦＰＣＩＩはフ
ェルト等の材質から成る振動吸収体４を電歪素子２には
さまれ皿バネ等の圧接部材５にて上下方向に振動体１等
の自重よりも十分に大きな力で加圧されている。

６はリング状の回転体で、該回転体の鍔部６ａは上記振
動体１の上面１ａと当接し、振動体１に発生する進行性
振動波にて回動する。該回転体には溝部６ｂが設けられ
、該溝部とハウジング１０に設けられたボール押え環９
とボール受け８にて形成される軸受は部にてボール７を
受けており、回転体の回転の円滑化をはかっている。

又、ハウジング１０には切欠部１０ａが設けられＦＰＣ
の一端を外部に引出している。

第７図は電歪素子Ａ相、及びＢ相に第４図（Ｃ）の電極
２Ａ、２Ｂを介してそれぞれ位相の９０°異なる周波電
圧を印加した場合のＡ相における定在振動波（実線）及
びＢ相における定在振動波（点線）波形を示す説明図で
ある。該第７図から明らかな如く、Ａ相の振動波形の節
部はＢ相の振動波形の腹部に相当し、逆にＡ相の腹部は
Ｂ相の節部に相当し、腹と節部の中間位置、即ち腹又は
節からλ／８ずれた位置がＡ相及びＢ相の振動に対して
等価な位置となる。本発明では上記第６図に示す如＜Ｆ
ＰＣの接触パターン１１’を上記Ａ、Ｂ相の腹と節部か
らλ／８ずれた位置を中心に配設することにて、ＦＰＣ
パターンを配設した際に振動の損失をＡ相、Ｂ相に対し
てそれぞれ等しくなる様な振動のバランスを悪化を防止
している。即ち、本発明では電極２Ａ、２Ｂ、Ｃ及びＳ
に対する給電用の接触パターン１１’の中心位置を上記
の如＜Ａ、Ｂ相の波形の腹と節の中間位置とすることに
て回転体の駆動効率の低下を極小なものとしている。

尚、実施例ではＦＰＣのパターン面積を電極に対して十
分小なるものになしており振動損失も非常に小なるもの
となしている。

（効　果） 以上の如く、本発明にあってはＦＰＣの電歪素子の各電
極の接触位置をＡ相、Ｂ相の振動波の腹と節の中間位置
となる様なしたので、該ＦＰＣを介して各電極へ給電す
るに際し、該ＦＰＣの電歪素子への圧接による電歪素子
の振動に対する悪影響を防止出来るものである。

尚、実施例におけるあＦＰＣの銅パターン及びフィルム
の厚さは薄いほど損失が少ないものであり、可能な限り
薄膜にて形成したＦＰＣが用いられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は振動波モーターの原理を説明する説明図、第２
図は振動波モーターの動作を示す説明図、第３図は本発
明に係る振動波モーターの要部断面図、第４図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は第３図示の電歪素子の形状を示す構成
図、第５図は第３図示のフレキシブルプリント回路の構
成を示す構成図、第６図は第５図示のフレキシブルプリ
ント回路の電歪素子への配設を示す説明図、第７図は振
動波（定在波）の発生状態を示す説明図である。 ２−−−−−一電歪素子 ＋　１−−−−フレキシブルプリント回路第４図 （ｂ） （Ｃ） Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 振動体上に電気−機械エネルギー変換素子を配し、該素
   子に電極を介して互いに位相の異なる第１及び第２の周
   波電圧を印加して進行性振動波を発生させ、該振動波に
   移動体との相対的変位を行わせる振動波モーターにおい
   て、 前記第１及び第２の周波電圧の印加にてそれぞれ発生す
   る定在波の腹と節の中間位置に前記素子の電極形状より
   も十分小さな電極パターンを有するフレキシブルプリン
   トパターンを圧接し該パターンを介して素子への電極へ
   の給電を行うことを特徴とする振動波モーター。