WO1999039429A1

WO1999039429A1 - Moteur ultrasonique et son procede de fabrication

Info

Publication number: WO1999039429A1
Application number: PCT/JP1999/000370
Authority: WO
Inventors: Takeshi Oono; Takayuki Satodate
Original assignee: Seiko Instruments Inc.
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 1999-08-05
Also published as: CN1262809A; JP2969447B2; US6384513B1; EP0991176A1; EP0991176A4; JPH11215865A

Description

明細書超音波モー夕及び超音波モー夕の製造方法技術分野

本発明は、分«理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に加圧状態で接触して、る超音波口一夕を駆動させるように構成された超音波モ一夕に関し、特に、超音波モー夕を構成する圧電素子に電気信号を印加するために設けられた超音波モー夕リード基板の構造に関する。

また、本発明は、圧電素子に電気信号を印加するために設けられた超音波モ一夕リード基板を含む超音波モータの製造方法に関する。背景技術

図 1 1及び図 1 2を参照すると、従来の超音波モータでは、超音波モータ 9 1 0は超音波ステ一夕 9 2 2と、超音波モー夕支持部材 9 2 4と、超音波モー夕軸 9 3 2と、超音波口一夕 9 3 4と、超音波モータリード基板 9 4 0とを備える。超音波モータ支持部材 9 2 4は貫通穴 9 2 4 aを有し、この貫通穴 9 2 4 aを超音波モー夕軸 9 3 2に通して、超音波モータ軸 9 3 2に固着される。超音波ステ一夕 9 2 2は中心穴 9 2 2 aと、超音波ステ一夕本体 9 2 2 bと、変位拡大用の突起 (くし歯） 9 2 2 cとを有する。変位拡大用の突起 (くし歯） 9 2 2 cは、超音波ステ一タ本体 9 2 2 bの表面に設けられる。分極処理された圧電素子 9 5 0が超音波ステ一夕本体 9 2 2 bの下面に固着されている。超音波ステ一夕 9 2 2は、中心穴 9 2 2 aを超音波モ一夕軸 9 3 2に通して、超音波モ一夕軸 9 3 2に固着される。超音波ステ一夕 9 2 2は、中心穴 9 2 2 aの外周部分の端面が超音波モータ軸 9 3 2に接触した状態で、超音波モ一夕軸 9 3 2に固着される。超音波モー夕リード勘反 9 4 0は、圧電素子 9 5 0に設けられている ®iに電気信号を印加するために設けられる。超音波モータリード基板 9 4 0は、超音波ステ一夕本体 9 2 2 bと超音波モータ支持部材 9 2 4との間に配置される。超音波モ一夕リード續 9 4 0は、超音波ステ一夕本体 9 2 2 b及び超音波モ一夕支持部材 9 2 4のいずれにも固着されていない。超音波モータリード基板 9 4 0の導通パターン 9 4 0 a、 9 4 O bの先端が、それぞれ圧電素子 9 5 0の電極 9 5 0 a、 9 5 O bとはんだ付け（それそれ 9 5 2 a、 9 5 2 bで示す）される。超音波ロー夕 9 3 4は、超音波口一夕下部材 9 3 4 aと、超音波口一夕上部材 9 3 4 bと、回転部材 9 3 4 cと、止めねじ 9 3 4 dと、ばね接触用部材 9 3 4 eとを含む。超音波口一夕 9 3 4は、下部材 9 3 4 aの下面が超音波ステ一夕 9 2 2の突起 9 2 2 cの上面と接触するように、超音波モー夕軸 9 3 2に対して回転可能に設けられる。

力 Π圧ばね 9 6 0がばね接触用部材 9 3 4 eの頂部に接触している。カロ圧ばね 9 6 0の弾性力により、超音波口一夕 9 3 4を超音波ステ一夕 9 2 2に加圧接触させる。

超音波モー夕駆動回路（図示せず）が、超音波モ一夕 9 1 0を駆動させるための電気信号を発生させ、この電気信号は、超音波モー夕リード基板 9 4 0の導通パターン 9 4 0 a及び 9 4 O bを介して、圧電素子 9 5 0に入力される。この電気信号に基づいて、振動波が圧電素子 9 5 0を固定した超音波ステ一夕 9 2 2に発生する。この振動波により、超音波ステ一夕 9 2 2に力□圧状態で接触している超音波ロー夕 9 3 4は回転する。

しかし、 ^の超音波モ一夕では、超音波モー夕リード S反は、超音波ステ一夕と超音波モータ支持部材との間に配置されるが、超音波ステ一夕及び超音波モ —夕支持部材のいずれにも固着されていない。そして、超音波モー夕リード ¾反と超音波ステ一夕との間に上下方向の隙間があり、また、超音波モー夕リード基板と超音波モー夕支持部材との間に上下方向の隙間がある。従って、超音波モータリード基板は、超音波ステ一夕と超音波モータ支持部材との間で自由に上下方向に動くことがあり、その結果、超音波モータリード St反の導通パターンが、超音波モー夕リード基板本体から剥がれて、断線が発生するおそれがあった。

更に、従来の超音波モ一夕では、超音波モー夕リード基板の導通パターンを超音波ステ一夕に接続した状態で、超音波ステ一夕を超音波モー夕軸に固着していた。従って、超音波ステ一夕を超音波モ一夕軸に固着するのが難しかった。また、この固着工程において、超音波モータリード基板の導通パターンが、超音波モ —タリ一ド勘反本体から剥がれて、断線が発生するおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、従来のこのような課題を解決するため、超音波モ一夕リード基板の導通パターンが超音波モー夕リード基板本体から剥がれるおそれがない超音波モー夕及び超音波モータの S ^方法をすることにある。

本発明の他の目的は、組立及び igが容易な超音波モータを提供することにあ

発明の開示

上記課題を解決するために、本発明は、分極処理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に加圧状態で接触してレヽる超音波口一夕を駆動させるように構成された超音波モ一夕において、超音波ステ一夕及び超音波モー夕支持部材を支持するための超音波モータ軸と、超音波モー夕軸に固着された超音波モータ支持部材と、が設けられかつ分極処理された圧電素子を固定し、かつ、超音波モー夕軸に固着された超音波ステ一夕と、導通パターンを有し、超音波モータ支持部材に固着された超音波モー夕リード基板と、超音波モ一夕軸に対して回転可能に設けられ、超音波ステ一夕と接触している超音波口一夕と、超音波ステ一夕と超音波口一夕とを加圧するための加圧ばねとを備えているように構成した。そして、本発明の超音波モ一夕では、超音波モー夕リード基板の導通パターンが、圧電素子のと導通しているように構成されている。

このように構成することにより、超音波モ一夕リ一ド反の導通パターンが超音波モータリード基板本体から剥がれるおそれを無くすか、或いは、このおそれを少なくすることができる。

また、本発明の超音波モータでは、超音波モータ支持部材が、超音波モータ軸を貫通させるための第 1の貫通穴と、超音波モ一夕リ一ド基板の導通ノターンを通すための第 2の貫通穴とを有し、超音波モ一夕支持部材が、超音波モー夕軸を超音波モ一夕支持部材の第 1の貫通穴に通した状態で、超音波モ一夕軸に固着されており、超音波モータリード基板の導通パターンが、第 2の貫通穴を貫通した状態で、圧電素子の電極に固着されているのが好ましい。

また、本発明の超音波モータでは、超音波ステ一夕が、中心穴を有する筒状部分を有し、超音波ステ一夕が、筒状部分の一方の端面が超音波モ一夕支持部材に接触した状態で、超音波モ一夕軸に固着されているのが好ましい。

また、本発明の超音波モー夕では、超音波モー夕リード ¾1反は、超音波モ一夕支持部材の一方の面に固着されており、超音波ステ一夕は、超音波モー夕支持部材の他方の面に接触するようにして超音波モータ軸に固着されているのが好ましい。

このように構成することにより、超音波モ一夕リード S反の導通パターンが超音波モ一夕リード反本体から剥がれるおそれを無くすか、或いは、このおそれを少なくすることができる。

また、本発明の超音波モータは、組立及び製造が容易である。

更に、本発明は、分極処理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に加圧状態で接触して、る超音波口一夕を駆動させるように構成された超音波モー夕を製造する超音波モー夕の製造方法において、超音波モータ軸を貫通させるための第 1の貫通穴と、超音波モ一夕リード ¾反の導通パターンを通すための第 2の貫通穴を超音波モー夕支持部材に設ける。次に、超音波モータ軸を超音波モータ支持部材の第 1の貫通穴に通した状態で、超音波モータ支持部材を超音波モータ軸に固着する。次に超音波ステ一夕を超音波モータ軸に固着する。次に、導通パターンを有する超音波モータリード ¾反を超音波モータ支持部材に固着する。次に、超音波モータリ一ド纖の導通パターンが、第 2の貫通穴を貫通した状態で、超音波モー夕リード基板の導通パターンを圧電素子の電極に固着させる。次に、超音波口一夕を超音波ステ一夕と接触させて、超音波モ一夕軸に対して回転可能に配置する。次に、超音波ステ一夕と超音波ロータとを加圧接触させる。

このように構成することにより、超音波モ一夕リ一ド St反の導通パターンが超音波モー夕リード基板本体から剥がれるおそれを無くすか、或いは、このおそれを少なくすることができる。

また、このような本発明の超音波モータの製造方法を用いると、超音波モー夕の組立及び製造が容易である。

更に、本発明は、分極処理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に力 Π圧状態で接触している超音波口一夕を駆動させるように構成された超音波モ一夕を製造する超音波モータの製造方法において、超音波モータ軸を貫通させるための第 1の貫通穴と、超音波モ一夕リード基板の導通パターンを通すための第 2の貫通穴を超音波モ一夕支持部材に設ける。次に、導通パターンを有する超音波モー夕リード基板を前言音波モー夕支持部材に固着する。次に、超音波モータ軸を超音波モ一夕支持部材の第 1の貫通穴に通した状態で、超音波モ一夕支持部材を超音波モ一夕軸に固着する。次に、超音波ステ一夕を超音波モ —夕軸に固着する。次に、超音波モ一夕支持部材に固着されている超音波モー夕リード Si反の導通パターンが、第 2の貫通穴を貫通した状態で、超音波モータリード雄の導通パターンを前言 BE電素子の S¾に固着させる。次に超音波口一夕を、超音波ステ一夕と接触させて、超音波モー夕軸に対して回転可能に配置する。次に超音波ステ一夕と超音波口一夕とを加圧接触させるように加圧ばねを配置する。

このように構成することにより、超音波モ一タリ一ド^ ¹反の導通パターンが超音波モ一夕リード ¾反本体から剥がれるおそれを少なくすることができる。また、このような本発明の超音波モー夕の製造方法を用いると、超音波モータの糸 ϋ:及び 3gが容易である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の超音波モー夕の実施の形態を示す概略断面図である。図 2は、本発明の超音波モータの実施の形態の表側から見た形状を示す平面図である。

図 3は、本発明の超音波モータの実施の形態の裏側から見た形状を示す平面図である。

図 4は、本発明の超音波モ一夕に用いられる超音波モ一夕リード基板を示す平面図である。

図 5は、本発明の超音波モータを用いるアナ口グ電子時計の表側から見た形状を、一部の部品を省略して示す概略平面図である。

図 6は、本発明の超音波モ一夕を用いるアナログ電子時計の裏側から見た形状を、一部の部品を省略してを示す概略平面図である。

図 7は、本発明の超音波モ一夕を用いるアナ口グ電子時計の構成を示すプロヅク図である。

図 8は、本発明の超音波モ一夕の駆動回路の構成を示すプロック図である。図 9は、本発明の超音波モー夕の超音波ステ一夕の平面図である。

図 1 0は、本発明の超音波モ一夕の超音波ステ一夕の断面図である。図 1 1は、従来の超音波モー夕の概略断面図である。

図 1 2は、従来の超音波モータの表側から見た形状を示す平面図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の超音波モー夕の実施の形態を図面に基づいて説明する。 ( 1 ) 本発明の超音波モータ

図 1から図 3を参照すると、本発明の超音波モ一夕 1 3 0は、超音波ステ一夕 1 2 2と、超音波モ一夕支持部材 1 2 4と、超音波モー夕軸 1 3 2と、超音波口一夕 1 3 4と、超音波モ一夕リード基板 1 3 6とを備える。超音波モータ軸 1 3 2は、つば部分 1 3 2 aと、第 1軸部分 1 3 2 bと、第 2軸部分 1 3 2 cと、先端軸部分 1 3 2 dとを含む。

超音波モー夕支持部材 1 2 4は、超音波モー夕軸 1 3 2を貫通させるための第 1の貫通穴 1 2 4 aと、超音波モー夕リード謝反 1 3 6の導通パターンを通すための第 2の貫通穴 1 2 4 bとを有する。超音波モー夕支持部材 1 2 4は、この第 1の貫通穴 1 2 4 aを超音波モー夕軸 1 3 2に通して、超音波モータ軸 1 3 2の第 1軸部分 1 3 2 bに固着される。超音波モ一夕支持部材 1 2 4は、超音波モ一夕支持部材 1 2 4の下面が超音波モー夕軸 1 3 2のつば部分 1 3 aに当接している。

超音波ステ一夕 1 2 2は中心穴 1 2 2 aと、超音波ステ一夕本体 1 2 2 bと、変位拡大用の突起（くし歯） 8 1 7と、筒状部分 1 2 2 dとを有する。突起 8 1 7は、超音波ステ一夕本体 1 2 2 bの表面に設けられる。筒状部分 1 2 2 dは超音波ステ一夕本体 1 2 2 bの裏面から突出しており、中心穴 1 2 2 aは筒状部分 1 2 2 dを貫通するように形成されている。

分極処理された圧電素子 8 0 2が超音波ステ一夕本体 1 2 2 bの下面に固着されている。超音波ステ一夕 1 2 2は、中心穴 1 2 2 aを超音波モー夕軸 1 3 2に通して、超音波モータ軸 1 3 2の第 2軸部分 1 3 2 cに固着される。超音波ステ一夕 1 2 2は、中心穴 1 2 2 aの外周部分、すなわち、筒状部分 1 2 2 dの端面が超音波モー夕支持部材 1 2 4の上面に接触した状態で、超音波モー夕軸 1 3 2 に固着される。

図 4を参照すると、超音波モ一タリ一ド纖 1 3 6は、圧電素子 8 0 2に設けられている ¾®に電気信号を印加するために設けられる。超音波モータリード基板 1 3 6は、ポリイミド等の絶縁材料で形成された本体 1 3 6 dと、反本体 1 3 6 dに固着された導通パターン 1 3 6 a及び 1 3 6 bとを有する。開口部 1 3 6 cが St反本体 1 3 6 dに設けら u 導通パターン 1 3 6 aの先端部分 1 3 6 eと導通パターン 1 3 6 bの先端部分 1 3 6 が、開口部 1 3 6 cの中に配置されている。

再び図 1から図 3を参照すると、超音波モータリード反 1 3 6の基板本体 1 3 6 dの導通パターン 1 3 6 a及び 1 3 6 bが無い方の面が、超音波モー夕支持部材 1 2 4の裏面に、接着により固着される。超音波モータリード基板 1 3 6の超音波モ一夕支持部材 1 2 4への固着は、超音波ステ一夕 1 2 2を超音波モー夕軸 1 3 2に固着した後で行うのが好ましい。

このような工程により、超音波モー夕リード反 1 3 6の導通パターン 1 3 6 a及び 1 3 6 bが超音波モー夕リード 1 3 6の反本体 1 3 6 dから剥がれるおそれをなくすことができるか、或いは、このようなおそれを極めて小さくすることができる。

次に、超音波モータリ一ド鎌 1 3 6の導通パターン 1 3 6 aの先端部分 1 3 6 eと、導通パターン 1 3 6 bの先端部分 1 3 6 fを、それそれ圧電素子 8 0 2 の亟 8 0 3 a、 8 0 3 bと溶接する。変形例として、導通パターン 1 3 6 aの先端部分 1 3 6 eと、導通パターン 1 3 6 bの先端部分 1 3 6 fを、それそれ庄電素子 8 0 2の電極 8 0 3 a、 8 0 3 bとはんだ付けしてもよい。

超音波ロー夕 1 3 4は、回転部材 1 3 4 cと、ばね接触用部材 1 3 4 eとを含む。超音波口一夕 1 3 4は、回転部材 1 3 4 cの下面が超音波ステ一夕 1 2 2の ¾® 8 1 7の上面と接触するように、超音波モー夕軸 1 3 2に対して回転可能に設けられる。

カロ圧ばね 1 3 8がばね接触用部材 1 3 4 eの頂部に接触している。加圧ばね 1 3 8の弾性力により、超音波口一夕 1 3 4を超音波ステ一夕 1 2 2に加圧接触させる。

超音波モー夕駆動回路（図示せず）が、超音波モ一夕 1 3 0を駆動させるための電気信号を発生させ、この電気信号は、超音波モ一夕リード籠 1 3 6の導通パターン 1 3 6 a及び 1 3 6 bを介して、圧電素子 8 0 2に入力される。この電気信号に基づいて、振動波が圧電素子 8 0 2を固定した超音波ステ一夕 1 2 2に発生する。この振動波により、超音波ステ一夕 1 2 2にカロ圧状態で接触している超音波ロー夕 1 3 4は回転する。

変形例として、最初に、超音波モー夕リード基板 1 3 6を超音波モ一夕支持部材 1 2 4の裏面に接着し、次に、超音波モ一夕支持部材 1 2 4を超音波モータ軸 1 3 2に固着し、次に、超音波ステ一夕 1 2 2を超音波モ一夕軸 1 3 2に固着してもよい。そして、次に、超音波モータリード勘反 1 3 6の導通パターン 1 3 6 aの先端部分 1 3 6 eと、導通パターン 1 3 6 bの先端部分 1 3 6 fを、それそれ圧電素子 8 0 2の «^ 8 0 3 a、 8 0 3 bと溶接する。

このような工程により、超音波モータリード SI反 1 3 6の導通パターン 1 3 6 a及び 1 3 6 bが超音波モータリード 1 3 6の ¾|反本体 1 3 6 dから剥がれるおそれを減らすことができる。

本発明の超音波モータ 1 3 0をアナログ電子時計に用いる場合には、超音波モ —夕支持部材 1 2 4を地板 1 0 2に固定する。この場合には、力 11圧ばね 1 3 8を、日車押さえの一部分として形成するのが好ましい。

以上のような本発明の超音波モー夕 1 3 0は組立及び製造が容易である。 ( 2 ) 本発明の超音波モー夕を用いる電子時計

本発明の超音波モータ 1 3 0を用いる電子時計について説明する。図 5及び図 6を参照すると、本発明の超音波モー夕 1 3 0を用いる電子時計のムーブメント（駆動部分を含む機械体） 1 0 0はアナログ電子時計で構成されており、ムーブメントの基板を構成する地板 1 0 2を有する。巻真 1 0 4が、地板 1 0 2の卷真案内穴に回転可能に組み込まれる。文字板（図示せず）がムーブメント 1 0 0に取付けられる。卷真 1 0 4を操作することにより作動する切換装置 (図示せず）が、地板 1 0 2に設けられる。

地板 1 0 2の両側のうちで、文字板のある方の側をム一ブメント 1 0 0の「裏側」と称し、文字板のある方の側と反対側をムーブメント 1 0 0の「表側」と称する。ムーブメント 1 0 0の「表側」に組み込まれる輪列を「表輪列」と称し、ムーブメント 1 0 0の「裏側」に組み込まれる輪列を「裏輪列」と称している。切換装置は、ムーブメント 1 0 0の「表側」に組み込まれてもよいし、或いは、ムーブメント 1 0 0の「裏側」に組み込まれてもよい。日車、曜車等の表示車は、ムーブメント 1 0 0の「裏側」に組み込まれている。

日車 1 2 0が地板 1 0 2に回転可能に配置される。日車 1 2 0は曰車歯車部分 1 2 0 aと、日文字印刷部分 1 2 O bを含む。日文字 1 2 0 cの一例として、「 5」だけを図 6に示す。日車歯車部分 1 2 0 aは 3 1枚の日車歯を含む。

日車 1 2 0を回転させるための超音波モー夕 1 3 0が、地板 1 0 2に配置されている。超音波モ一夕 1 3 0を用いることにより、少ない数の減速輪列により、確実に日車 1 2 0を回転させることができる。

日回し中間車 1 4 2が、超音波モー夕 1 3 0の超音波口一夕 1 3 4の回転に基づいて回転するように設けられる。曰回し車 1 5 0が曰回し中間車 1 4 2の回転に基づいて回転するように設けられる。日回し車 1 5 0は、 4枚の日送り歯車部分 1 5 O bを有する。日回し車 1 5 0が回転することにより、曰送り歯車部分 1 5 O bは日車 1 2 0を回転させるように構成されている。

超音波モ一夕 1 3 0が回転させる表示車は、曰車であってもよいし、曙車であつてもよいし、或いは、時刻又は暦に関する情報を表示する他の種類の車、例えば、時車、月車、年車、月齢表示車等であってもよい。

ムーブメント 1 0 0の表側には、回路プロック 1 7 2が配置され、この回路ブロック 1 7 2は回路 ¾|反 1 7 0と、集積回路 2 1 0と、水晶振動子 2 1 2とを有する。

ムーブメント 1 0 0は、コイルブロック 2 2 0と、ステ一夕 2 2 2と、ロー夕 2 2 4とを有する。五番車 2 3 0が、口一夕 2 2 4の回転に基づいて回転するように配置される。四番車 2 3 2が、五番車 2 3 0の回転に基づいて回転するように配置される。「秒」を表示する ¾½十2 3 4が四番車 2 3 2に取付けられている。三番車 2 3 6が、四番車 2 3 2の回転に基づいて回転するように配置される。分車 2 4 0が三番車 2 3 6の回転に基づいて回転するように配置される。「分」を表示する分針 2 4 2が分車 2 4 0に取付けられている。電池 2 5 0が回路プロヅク 1 7 2及び輪列受 2 4 6の上に配置される。

次に本発明の超音波モータを用いるアナログ電子時計の作用について説明す図 7を参照すると、発振回路 4 2 4が基準信号を出力する。発振回路 4 2 4は、源振を構成する水晶振動子 2 1 2を含む。水晶振動子 2 1 2は、例えば、 3 2 ， 7 6 8ヘルツで発振する。この水晶振動子 2 1 2の振動に基づいて分周回路 4 2 6が発振回路 4 2 4の出力信号を分周する。モー夕駆動回路 4 2 8が分周回路 4 2 6の出力信号に基づいて、ステヅブモ一夕を駆動するモータ駆動信号を出力する。発振回路 4 2 4、分周回路 4 2 6及びモー夕駆動回路 4 2 8は、集積回路 2 1 0に内蔵されている。

コイルブロック 2 2 0がモー夕駆動信号を入力すると、ステ一夕 2 2 2が磁化して、ロー夕 2 2 4を回転させる。口一夕 2 2 4は、例えば、 1秒、ごとに 1 8 0 度回転する。口一夕 2 2 4の回転に基づいて、五番車 2 3 0の回転を介して四番車 2 3 2が回転する。四番車 2 3 2は 1分間に 1回転するように構成されている。秒、針 2 3 4は四番車 2 3 2と一体になつて回転する。三番車 2 3 6が四番車 2 3 2の回転に基づいて回転する。分車 2 4 0が三番車 2 3 6の回転に基づいて回転する。分針 2 4 2は分車 2 4 0と一体になつて回転する。スリヅ構（図示せず）が分車 2 4 0に設けられている。スリップにより、針合わせをするときに、秒針 2 3 4を停止させた状態で、巻真 1 0 4を回転させることにより、分針 2 4 2及び時針を回転させることができる。分車 2 4 0は 1時間に 1回転する。

日の裏車 2 7 0が分車 2 4 0の回転に基づいて回転する。筒車 2 7 2が日の裏車 2 7 0の回転に基づいて回転する。筒車 2 7 2は 1 2時間に 1回転する。時針 2 7 4が筒車 2 7 2に取付けられている。時針 2 7 4は筒車 2 7 2と一体になつて回転する。

超音波モータ駆動回路 3 1 0が、分周回路 4 2 6の出力信号に基づいて、超音波モータ 1 3 0を駆動する超音波モ一夕駆動信号を出力する。超音波モ一夕駆動回路 3 1 0は、集積回路 2 1 0に内蔵されている。

曰回し中間車 1 4 2は、超音波モ一夕 1 3 0の超音波口一夕 1 3 4の回転に基づいて回転する。曰回し車 1 5 0は曰回し中間車 1 4 2の回転に基づいて回転する。日回し車 1 5 0が回転することにより、曰送り歯車部分 1 5 O bは日車 1 2 0を回転させる。超音波モー夕駆動回路 3 1 0の出力する信号は、 1日につき日車 1 2 0を 1歯だけ回転させるように出力される。

日修正スィツチ 3 3 0を作動させることにより、日車 1 2 0を回転させることができるように構成されている。日修正スィッチ 3 3 0を作動させると、超音波モータ駆動回路 3 1 0は超音波モー夕 1 3 0を駆動する超音波モ一夕駆動信号を出力する。この構成により、日車 1 2 0の表示を変えることができる。日修正スイッチ 3 3 0は、巻真 1 0 4の作動により動作するように構成してもよいし、或いは、日修正スィツチ 3 3 0を作動させるためのボタン等を設けてもよい。 ( 3 )超音波モータの作用

次に、本発明の超音波モータの作用について説明する。図 8を参照すると、超音波モ一夕 1 3 0の振動体を構成する超音波ステ一夕 1 2 2の一方の面には、複数の ¾@からなる 2組の ¾@群 8 0 3 a、 8 0 3 bが形成された圧電素子 8 0 2が接着されている。発振駆動回路 8 2 5が圧電素子 8 0 2の電極群 8 0 3 a、 8 0 3 bに接続される。インバー夕 8 1 2が、圧電素子 8 0 2の β¾群 8 0 3 a、 8 0 3 bが形成された一方の面と、他方の面に形成された電極 8 0 3 c又は超音波ステ一夕 1 2 2より、励振情報である電気的信号を反転増幅するための反転電力増幅器の役割を果たす。抵抗 8 1 3はインバー夕 8 1 2に並列に接続され、ィンバ一夕 8 1 2の動作点を安定化させる。

インバ一夕 8 1 2の出力端子は抵抗 8 1 4を介して 2組のバッファ 8 1 1 a、 8 1 1 bの入力端子に接続されている。 2つのバッファ 8 1 l a、 8 1 1 bの出力端子の各々は、圧電素子 8 0 2の電極群 8 0 3 a、 8 0 3 bにそれそれ接続される。コンデンサ 8 1 5は一端がインバー夕 8 1 2の入力端子に接続され、コンデンサ 8 1 6は一端が、抵抗 8 1 4を介してインバー夕 8 1 2の出力端子に接続される。コンデンサ 8 1 5、 8 1 6は、他端が接地され、発振駆動回路 8 2 5内の位相調整を行う。

ィンバ一夕 8 1 2及びバッファ 8 1 1 a、 8 1 1 bはそれそれ、入力端子及び出力端子とともに制御端子も有しており、この制御端子に入力される信号次第で、出力端子を高インピーダンスの状態にすることができるトライ 'ステート構成のィンバ一夕及びバッファである。

正逆転信号発生手段 8 2 0が、超音波モ一夕の超音波口一夕 1 3 4の回転方向を設定するための正逆転信号を切換回路 8 2 6に出力する。切換回路 8 2 6の出力端子は、発振駆動回路 8 2 5のトライ 'ステート 'バッファ 8 1 1 a、 8 1 1 b及びトライ ·ステート ·ィンバ一夕 8 1 2の制御端子にそれそれ接続され、正逆転信号発生手段 8 2 0の出力する出力信号に基づいて、トライ ·ステ一ト ·バヅファ 8 1 1 a、 8 1 1 bの一方を通常のバッファとして機能させ、他方のバヅファの出力端子を高インピーダンス状態としてディスエーブルにする。発振駆動回路 8 2 5、正逆転信号発生手段 8 2 0及び切換回路 8 2 6は、超音波モータ駆動回路 3 1 0に含まれている。

超音波ステ一夕 1 2 2は、切換回路 8 2 6の出力信号により選択された通常のバッファとして機能するトライ 'ステート 'バッファによって駆動される。超音波ステ一夕 1 2 2は、切換回路 8 2 6によって通常のバッファとしての機能を許されたトライ 'ステート 'バッファのみによって駆動され、切換回路 8 2 6により通常のバッファとしての機能を許されたトライ 'ステート 'パッファが交換されると、超音波モータ 1 3 0の超音波口一夕 1 3 4の回転方向が逆転する。正逆転信号発生手段 8 2 0からの出力に基づいて出力される切換回路 8 2 6からの出力信号により、トライ 'ステ一ト ·ィンバ一夕は出力端子を高ィンビーダンスの状態にすることができ、トライ 'ステート 'インバー夕がディスエーブルになるとき、トライ ·ステート 'バッファ 8 1 1 a、 8 l i bが両方ともデイスエーブルになり、超音波モータの超音波口一夕 1 3 4の回転を停止させることができる。

図 9及び図 1 0を参照すると、円板形状の超音波ステ一夕 1 2 2の平面に円板形状の圧電素子 8 0 2が接着又は薄膜形成方法等により接合される。超音波ステ —夕 1 2 2の周方向に 2波長の定在波を励振させ、超音波ロー夕を回転駆動させる。圧電素子 8 0 2は、その一方の平面に、周方向に波数に対して 4倍であるところの 8分割した ¾®を 1つおきに第 1の ® 群 8 0 3 a及び第 2の ¾S群 8 0 3 bとなるように形成し、図 9及び図 1 0に示すように、分極処理（+) 及び (-) が施してある。

第 1の電極群 8 0 3 aは電極 a 1、 a 2、 a 3、 a 4で構成され、各電極は第 1の結線手段 8 1 4 aで短絡される。第 2の ¾@群 8 0 3 bは 1、 b 2、 b 3、 b 4で構成され、各電極は第 2の結線手段 8 1 4 bで短絡される。

図中の（+) 、（一）は分極処理の方向を示し、それそれ圧電素子 8 0 2の超音波ステ一夕 1 2 2との接合面側に対して、正の電界、負の電界を印カ卩して分 «L理したものである。

超音波ステ一夕 1 2 2の変位を拡大し、超音波ステ一夕 1 2 2から超音波ロー夕 1 3 4へ駆動力を伝達するための突起（くし歯） 8 1 7が、超音波ステ一夕 1 2 2の表面上に、各 ® の境界付近で 1つおきに設けられる。

発振駆動回路 8 2 5が発生する高周波電圧を電極群 8 0 3 a又は 8 0 3 bのどちらか一方に印加して超音波ステ一夕 1 2 2の周方向に 2波長の定在波を励振させ、超音波ロー夕を回転駆動させる。超音波モ一夕 1 3 0の超音波ロータ 1 3 4 の回転方向は、超音波ステ一夕 1 2 2がどちらの電極群で駆動されるかによって切換えられる。

本発明の超音波モ一夕 1 3 0は、上記のような構成の超音波モータ駆動回路 3

1 0と、圧電素子 8 0 2と、超音波ステ一夕 1 2 2を含む構成により駆動するのが好ましいけれども、他の構成により駆動させることもできる。

超音波モー夕駆動回路 3 1 0は、計数結果が午前零時を出力すると、超音波モ一夕駆動信号を超音波モー夕 1 3 0に出力する。すなわち、超音波モー夕駆動回路 3 1 0は、 1日に 1回、日車 1 2 0を 3 6 0 ° /3 1だけ、すなわち、 1 /3

1回転だけ回転させる超音波モータ駆動信号を超音波モ一夕 1 3 0に出力するように構成されている。

超音波モータ駆動回路 3 1 0は、「年」、「月」、「日」及び時刻を計数する

。超音波モータ駆動回路 3 1 0の計数結果が通常の日の午前零時を出力すると、通常の日に対応する超音波モー夕駆動信号を超音波モー夕 1 3 0に出力する。すなわち、超音波モ一夕駆動回路 3 1 0は、 1日に 1回、日車 1 2 0を 3 6 0 ° /

3 1だけ、すなわち、 1 3 1回転だけ回転させる超音波モータ駆動信号を超音波モー夕 1 3 0に出力するように構成されている。

なお、本発明の超音波モー夕を用いるアナログ電子時計は、暦に関する他の情報、例えば、「年」、「月」、「曜日」、「六曜」等を表示する暦表示車を備えることもできる。以上説明したように、本発明の超音波モー夕 1 3 0は圧電素子 8 0 2を接合した超音波ステ一夕 1 2 2を有し、かつ、超音波モ一夕駆動信号を入力して、圧電素子の伸縮により超音波ステ一夕 1 2 2に発生する振動波によって摩擦駆動される超音波口一夕 1 3 4を有する。

圧電素子 8 0 2の表面上には、複数の電極からなる少なくとも 2組の電極群が形成されている。超音波モー夕駆動回路 3 1 0は少なくとも 2つの電力増幅器を有しており、これらの電力増幅器の出力端子は圧電素子の 2組の ® 群にそれそれ接続され、各々の電極を独立に励振駆動する。産業上の利用可能性

本発明は、以上説明したように、超音波モータにおいて、上記のような構成としたので下記の効果を有する。

( 1 )超音波モータの 3i工程においても、完成した超音波モ一夕においても、超音波モー夕リード ¾ί反の導通パターンが超音波モー夕リード ¾反本体から剥がれるおそれがない。

( 2 ) 超音波モータの組立及び製造が容易である。

Claims

請求の範囲

1. 分極処理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に力 D圧状態で接触している超音波口一夕を駆動させるように構成された超音波モー夕において、

超音波ステ一夕及び超音波モータ支持部材を支持するための超音波モ一夕軸（ 132) と、

前言音波モー夕軸（132) に固着された超音波モ一夕支持部材（124) と、

¾@が設けられかつ分極処理された圧電素子（802) を固定し、かつ、前記超音波モータ軸（132) に固着された超音波ステ一夕（122) と、

導通パターン（ 136 a、 136b) を有し、前言音波モータ支持部材 ( 1 24) に固着された超音波モ一夕リード基板 (136) と、

前記超音波モ一夕軸（132) に対して回転可能に設けられ、前記超音波ステ —夕（122) と接触している超音波ロー夕（134) と、

前言音波ステ一夕（122) と前言音波ロータ（134) とを加圧するための加圧ばね（138) とを備え、

前 Ϊ3®音波モー夕リード纖 (136) の導通パターン（136a、 136b ) が、前言 BBE電素子の電極 (802) と導通している、

ことを特徴とする超音波モ一夕。

2 · 前言 3®音波モー夕支持部材（ 124) は、前記超音波モー夕軸（ 132 ) を貫通させるための第 1の貫通穴 (124a) と、前記超音波モ —夕リード基板 (136) の導通パターンを通すための第 2の貫通穴（124b ) とを有し、

前記超音波モー夕支持部材（ 124) が、前記超音波モ一夕軸（132) を前言音波モータ支持部材（ 124) の第 1の貫通穴 ( 124 a) に通した状態で、前言音波モ一夕軸（132) に固着されており、

前記超音波モータリード ¾反 (136) の導通パターン（ 136 a、 136b ) が、前記第 2の貫通穴 (124b) を貫通した状態で、前言電素子（802 ) の電極に固着されていることを特徴とする、請求項 1に記載の超音波モ一夕。

3. 前言音波ステ一夕（ 122 ) は、中心穴（122a) を有する筒状部分（ 122 d) を有し、前言音波ステ一夕（ 122) が、前記筒状部分（ 122 d) の一方の端面が前言音波モー夕支持部材 (124) に接触した状態で、前言音波モータ軸（132) に固着されていることを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の超音波モー夕。

. 前言音波モー夕リ一ド基板（ 136 ) は、前言音波モ —夕支持部材 (124) の一方の面に固着されており、前記超音波ステ一夕（1 22) は、前言音波モータ支持部材 (124) の他方の面に接触するようにして前言 3®音波モータ軸（132) に固着されていることを特徴とする請求項 1から請求項 3のいずれか 1項に記載の超音波モー夕。

5. 分極処理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に力!]圧状態で接触している超音波口一夕を駆動させるように構成された超音波モ一夕を製造する超音波モータの製造方法において、

超音波モー夕軸（132) を貫通させるための第 1の貫通穴 (124a) と、超音波モ一夕リード ¾反 (136) の導通パターン（136a、 136b) を通すための第 2の貫通穴 (124b) を超音波モー夕支持部材 (124) に設ける工程と、

超音波モ一夕軸（132) を前言音波モー夕支持部材（ 124 ) の第 1の貫通穴（ 124 a) に通した状態で、前言音波モータ支持部材（124) を前記超音波モータ軸（132) に固着する工程と、 ΙίίΙΒ®音波ステ一夕（122) を前記超音波モータ軸（132) に固着するェ程と、

導通パターン（136a、 136b) を有する超音波モ一夕リード SI反 (13 6) を前言音波モ一夕支持部材 (124) に固着する工程と、

前記超音波モ一夕リード S¾ (136)の導通パターン（136 a、 136b ) が、前記第 2の貫通穴 (124b) を貫通した状態で、前言 3®音波モ一タリ一ド勘反 (136)の導通パターン（ 136 a、 136b) を前言 BJE電素子 ( 80 2)の電極に固着させる工程と、

超音波ロータ（134) を前言 3®音波ステ一夕（122) と接触させて、前記超音波モー夕軸（132) に対して回転可能に配置する工程と、

前記超音波ステ一夕（122) と前言音波口一夕とを加圧接触させるようにカロ圧ばね（138) を配置する工程と、

を含むことを特徴とする超音波モ一夕の S¾t方法。

6. 分極処理された圧電素子に設けた電極に電気信号を印加することにより、圧電素子を固定した超音波ステ一夕に振動波を発生させ、この超音波ステ一夕に力！]圧状態で接触している超音波ロー夕を駆動させるように構成された超音波モー夕を製造する超音波モータの製造方法において、

超音波モー夕軸（132) を貫通させるための第 1の貫通穴 (124a) と、超音波モー夕リード纖 (136)の導通パターン（ 136 a、 136 b) を通すための第 2の貫通穴 (124b) を超音波モ一夕支持部材 (124) に設ける工程と、

導通パターンを有する超音波モー夕リード基板 (136) を前記超音波モ一夕支持部材 (124) に固着する工程と、

超音波モー夕軸（132) を前記超音波モータ支持部材（ 124 )の第 1の貫通穴（ 124 a) に通した状態で、前記超音波モー夕支持部材 (124) を前記超音波モータ軸（132) に固着する工程と、前言 3®音波ステ一夕（122)を前言音波モータ軸（132)に固着するェ程と、

前記超音波モー夕支持部材（124)に固着されている前記超音波モータリード反 (136)の導通パターン（136a、 136b)が、前記第 2の貫通穴

(124b)を貫通した状態で、前言音波モ一夕リード繊 (136)の導通パターン（ 136 a、 136b)を前言 BJE電素子 (802)の亟に固着させる工程と、

超音波口一夕（134)を、前言 3®音波ステ一夕（122) と接触させて、前言音波モ一夕軸（132)に対して回転可能に配置する工程と、

音波ステ一夕（122) と Ι?ΙΒ¾音波口一夕とを力 Π圧接触させるように加圧ばね（138)を配置する工程と、

を含むことを特徴とする超音波モータの^ t方法。