JPH02146971A - Piezoelectric motor and drive method of piezoelectric motor - Google Patents
Piezoelectric motor and drive method of piezoelectric motorInfo
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧電モータに交流電圧を印加した時に生じる
振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動する圧電
モータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a piezoelectric motor that frictionally drives a driven body that comes into contact with the piezoelectric motor by using vibrations generated when an alternating current voltage is applied to the piezoelectric motor.
圧電モータは、圧電素子に交流電圧を印加した時に生じ
る振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動するも
のである。A piezoelectric motor uses vibrations generated when an alternating current voltage is applied to a piezoelectric element to frictionally drive a driven body that it comes into contact with.
従来の装置は、特開昭60−200776号公報等に記
載されている定在波モータや、特開昭62−19357
9号公報等に記載されている進行波モータがある。Conventional devices include the standing wave motor described in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-200776, etc., and the motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 62-19357.
There is a traveling wave motor described in Publication No. 9 and the like.
最初に、定在波モータの駆動原理を第11図を用いて説
明する。圧電モータの基本要素となる駆馳部は、互いに
向き合った積層圧電素子17a。First, the driving principle of the standing wave motor will be explained using FIG. 11. The driving parts, which are the basic elements of the piezoelectric motor, are laminated piezoelectric elements 17a facing each other.
17bと振動を伝える弾性体16a、16bと駆動ヘッ
ド15によって構成される。さらに、圧電モータ全体は
、その駆動部と被駆動体1と接触する従動ローラ9と、
従動ローラ9を介して被駆動体1を押し付けるばね機構
10で構成される。積層圧電素子17aに交流電圧(V
−sun ((11t) )を印加し、積層圧電素子1
7bに90’位相がずれた交流電圧(V−COg(ωt
))8−印加すると、積層圧電素子17a、17bは9
0゛の位相がずれた振動を発生する。この2つの振動が
、弾性体16a、16bを介して、駆動ヘッド15に伝
わる。そして、駆動ヘッド15は2つの振動によって、
ヘッドの先端が5円振動あるいは楕円振動し。17b, elastic bodies 16a and 16b that transmit vibrations, and the drive head 15. Furthermore, the piezoelectric motor as a whole includes a driven roller 9 that comes into contact with its driving portion and the driven body 1;
It is composed of a spring mechanism 10 that presses the driven body 1 via a driven roller 9. An alternating current voltage (V
-sun ((11t)) is applied to the laminated piezoelectric element 1.
AC voltage (V-COg(ωt
)) When 8- is applied, the laminated piezoelectric elements 17a, 17b are 9
Generates vibrations with a phase shift of 0°. These two vibrations are transmitted to the drive head 15 via the elastic bodies 16a and 16b. Then, the drive head 15 is caused by two vibrations.
The tip of the head vibrates in 5 circles or in an ellipse.
こねにより、この駆動ヘッド15に接触する被駆動体1
を摩擦駆動する。The driven body 1 that comes into contact with this drive head 15 by kneading
is friction driven.
次に、進行波モータの動作原理を第12図、第13図で
説明する。一般に進行波モータは、被駆動体30と、被
駆動体30に接着しているスライダ31−と、弾性体3
2と1弾性体32に接着しているf−J:、型素子33
によって祷成さおでいる。又。Next, the operating principle of the traveling wave motor will be explained with reference to FIGS. 12 and 13. In general, a traveling wave motor includes a driven body 30, a slider 31- that is adhered to the driven body 30, and an elastic body 3.
f-J:, mold element 33 adhered to 2 and 1 elastic body 32
I'm praying for you. or.
弾性体32に接着している圧電素子の配置は、第13図
のように、2つのグループに分かれており、それぞれの
グループ内で、分極方向の反対の素子が隣り合っている
。それぞれのグループの片側の面に電極A5.B5を、
さらに電極A5.B5の間及びもう一方の面の全体に電
極E5を設ける。The arrangement of the piezoelectric elements bonded to the elastic body 32 is divided into two groups as shown in FIG. 13, and within each group, elements with opposite polarization directions are adjacent to each other. Electrode A5. on one side of each group. B5,
Furthermore, electrode A5. An electrode E5 is provided between B5 and the entire other surface.
又、2つのグループ間の距離は、1/4波長及び3/4
波長離れている。電極間A5−E5に交流電圧(V ・
sjn ((、+ t) )を印加し、電極間B5−E
5に90゛の位相差を持つ交流電圧(■・eos(ω1
))を印加すると、2つのグループの圧電素子はそれぞ
れ定在波を発生させる。この2つの定在波は、時間的に
90°の位相差をもち又、位置的にも90°の位相差を
もつ、この2つの定在波が合わさって、進行波が生じる
。さらに、この進行波によって、弾性体32の上面の点
は楕円振動をし、接触するスライダ31及び被駆動体3
0を摩擦駆動する。Also, the distance between the two groups is 1/4 wavelength and 3/4 wavelength.
wavelength apart. AC voltage (V ・
sjn ((,+t)) is applied, and between the electrodes B5-E
AC voltage (■・eos(ω1
)), the two groups of piezoelectric elements each generate a standing wave. These two standing waves have a phase difference of 90 degrees in time and a phase difference of 90 degrees in position, and when these two standing waves are combined, a traveling wave is generated. Furthermore, due to this traveling wave, the point on the upper surface of the elastic body 32 vibrates elliptically, and the slider 31 and the driven body 3 that come into contact
0 is friction driven.
第14図、第15図を用いて本発明が解決すべき課題を
説明する。The problems to be solved by the present invention will be explained using FIGS. 14 and 15.
上記従来技術では、圧電素子の振動を利用して被駆動体
を摩擦駆動するものであり、振動によって生じる波の振
幅が微小であるため、硬質の被駆動体を搬送する場合は
、駆動部40に生じている進行波の山の部分だけが、被
駆動体1と接触しているため、被駆動体1の進行方向に
のみ摩擦が生じる。そのため、効率よく被駆動体1を搬
送できる。しかし、軟質の被駆動体(例えば紙等のシー
ト材)を搬送する場合は、被駆動体1は、駆動部40に
生じている進行波の山の部分だけではなく、山と谷の間
あるいは谷まで接触する。そのため、山の部分では、被
駆動体1の移動方向に摩擦力が働くが、谷の部分では、
移動方向と逆方向に摩擦力すなわち抵抗力が働き、硬質
の被駆動体に比べて、搬送効率が低下する問題がある。In the above conventional technology, the vibration of the piezoelectric element is used to frictionally drive the driven object, and since the amplitude of the wave generated by the vibration is minute, when conveying a hard driven object, the drive unit 40 Since only the peaks of the traveling waves generated in the drive body 1 are in contact with the driven body 1, friction occurs only in the traveling direction of the driven body 1. Therefore, the driven body 1 can be transported efficiently. However, when conveying a soft driven object (for example, a sheet material such as paper), the driven object 1 is moved not only at the crests of the traveling waves generated in the drive unit 40, but also between the crests and troughs or Contact up to the valley. Therefore, in the mountain parts, frictional force acts in the moving direction of the driven body 1, but in the valley parts,
Frictional force, that is, resistance force acts in the direction opposite to the direction of movement, and there is a problem that the conveyance efficiency is lower than that of a hard driven body.
又、定在波モータにおいては、前述のように駆動ヘッド
15は楕円振動する。被駆動体1が硬質の被駆動体の場
合は、被駆動体1は駆動ヘッド1−5と接触するのは駆
動ヘッド15が、楕円振動の上部にきたときだけである
。それに比べて、被駆動体Jが軟質の被駆動体の場合、
駆動ヘッド15と被駆動体1が、駆動ヘッドが楕円振動
の上部だけでなく、上部と下部の間でも接触する。駆動
ヘッド15が振動の上部にきたときに、被駆動体1の移
動方向に摩擦力すなわち駆動力が働く。Further, in the standing wave motor, the drive head 15 vibrates elliptically as described above. If the driven body 1 is a hard driven body, the driven body 1 comes into contact with the drive head 1-5 only when the drive head 15 is at the top of the elliptical vibration. In comparison, when the driven body J is a soft driven body,
The driving head 15 and the driven body 1 are in contact not only at the upper part of the elliptical vibration but also between the upper and lower parts. When the drive head 15 reaches the top of the vibration, a frictional force, that is, a driving force acts in the direction of movement of the driven body 1.
そして、振動の下部になったときに接触すると被駆動体
1の移動方向と反対に抵抗力が働く。そのため、硬質の
被駆動体の搬送に比べて、軟質の被駆動体の搬送は、搬
送効率が低下する問題がある。If they come into contact at the bottom of the vibration, a resistance force acts in the opposite direction to the moving direction of the driven body 1. Therefore, compared to the transportation of hard driven objects, the transportation of soft driven objects has a problem in that the transportation efficiency is lowered.
そこで、本発明の目的は、硬質の被駆動体だけでなく、
軟質の被駆動体を効率よく搬送することにある。Therefore, the purpose of the present invention is not only to drive a hard driven body, but also to
The objective is to efficiently convey a soft driven body.
(課題を解決するための手段〕
上記目的を達成する第1の手段は、隣接する複数の駆動
部を設け、それぞれの駆動部に生じる進行波、あるいは
定在波が互いに位相差を持つように駆動部を駆動するも
のである。特に、定在波型の圧電モータでは、駆動ヘッ
ドの高さに差があるときは、積層圧電素子に直流バイア
ス電圧を印加して、駆動ヘッドの高さを合わせ、さらに
、交流電圧を印加することにより、上記の目的は達成さ
れる。(Means for Solving the Problems) A first means for achieving the above object is to provide a plurality of adjacent drive sections so that the traveling waves or standing waves generated in each drive section have a phase difference with each other. This is used to drive the drive unit.In particular, in the case of a standing wave type piezoelectric motor, when there is a difference in the height of the drive head, a DC bias voltage is applied to the laminated piezoelectric element to adjust the height of the drive head. In addition, by applying an alternating current voltage, the above object is achieved.
また、上記目的を達成する第2の手段は、駆動部の振動
の山と谷の間に位置し、被駆動体を案内するガイドを設
け、しかも、前記ガイドと被駆動体の摩擦係数μlより
、前記駆動部と被駆動体の摩擦係数μ2より小さく設定
したものである。特に定在波モータにおいて、ガイドと
駆動ヘッドの高さに差があるときは、圧電素子に直流バ
イアス電圧を印加して高さを合わせる。その上で、交流
電圧を印加することにより上記の目的は達成される。A second means for achieving the above object is to provide a guide that is located between the peaks and troughs of vibration of the drive section and guides the driven body, and furthermore, the friction coefficient μl between the guide and the driven body is , is set to be smaller than the friction coefficient μ2 between the driving section and the driven body. Particularly in a standing wave motor, if there is a difference in height between the guide and the drive head, the heights are adjusted by applying a DC bias voltage to the piezoelectric element. Then, by applying an alternating current voltage, the above object is achieved.
上記目的を達成する第1の手段の作用について説明する
。進行波型の圧電モータにおいて、隣接する複数個の駆
動部の圧電素子に印加する交流電圧の位相差を調節する
ことによって、隣接する駆動部に生じる波に位相差を持
たせる。すると、駆動部に生じる波の山と山の間に、隣
接する駆動部に生じる波の山が位置するので、相対的に
波の山の距離が短くなる。その結果、駆動部に接触する
被駆動体のたわむ量が少なくなり、駆動部に生じる波の
山の部分の接触する面積が増え、波の谷の部分に接触す
る面積が減る。その結果、移動方向の駆動力が増加し、
移動方向と逆向きの抵抗力が低減する。したがって、被
駆動部を効率よく搬送できる。The operation of the first means for achieving the above object will be explained. In a traveling wave type piezoelectric motor, by adjusting the phase difference between alternating current voltages applied to piezoelectric elements of a plurality of adjacent driving parts, waves generated in adjacent driving parts have a phase difference. Then, the crests of the waves generated in the adjacent driving parts are located between the crests of the waves generated in the driving parts, so the distance between the crests of the waves becomes relatively short. As a result, the amount of deflection of the driven body in contact with the drive section is reduced, the area in contact with the crests of waves generated on the drive section increases, and the area in contact with the troughs of waves decreases. As a result, the driving force in the direction of movement increases,
The resistance force in the direction opposite to the direction of movement is reduced. Therefore, the driven part can be transported efficiently.
また、定在波型の圧電モータでは、圧電モータの隣接す
る駆動ヘッドの楕円振動の位相差を印加する交流電圧の
位相差によって調整する。そうすると、一方の駆動ヘッ
ドが楕円振動の下部にきたとき、他方の駆動ヘッドが楕
円振動の上部にくる。Furthermore, in a standing wave type piezoelectric motor, the phase difference between the elliptical vibrations of adjacent drive heads of the piezoelectric motor is adjusted by the phase difference between the applied alternating current voltages. Then, when one drive head comes to the bottom of the elliptical vibration, the other drive head comes to the top of the elliptical vibration.
そのため、被駆動体は、駆動ヘッドが楕円振動の下部に
は接触しなくなる。そして、移動方向に働く駆動力が増
加し、移動方向と逆向きの抵抗力が低減する。その結果
、被駆動体を効率よく搬送できる。Therefore, the drive head of the driven body does not come into contact with the lower part of the elliptical vibration. Then, the driving force acting in the direction of movement increases, and the resistance force in the direction opposite to the direction of movement decreases. As a result, the driven body can be transported efficiently.
また、駆動ヘッドの高さに差があるときは、直流バイア
ス電圧を印加して駆動ヘッドの高さを合わせ、その上で
、上記のように交流電圧を印加する。その結果、被駆動
体を効率よく搬送できる。Furthermore, when there is a difference in the heights of the drive heads, a DC bias voltage is applied to match the heights of the drive heads, and then an AC voltage is applied as described above. As a result, the driven body can be transported efficiently.
次に、上記目的を達成する第2の手段を説明する。進行
波型の圧電モータにおいて、駆動部の振動振幅の間に設
けられたガイドによって被駆動体は案内され、駆動部の
谷とは接触しない。そのため、被駆動体の進行方向と逆
向きの抵抗力を低減でき、被駆動体を効率よく搬送でき
る。Next, a second means for achieving the above object will be explained. In a traveling wave type piezoelectric motor, the driven body is guided by a guide provided between the vibration amplitudes of the drive part and does not come into contact with the valleys of the drive part. Therefore, the resistance force in the direction opposite to the traveling direction of the driven object can be reduced, and the driven object can be efficiently transported.
定在波型の圧電モータでは、駆動ヘッドが楕円振動の上
部にきたときは被駆動体は駆動ヘッドと接触し、駆動ヘ
ッドが楕円振動の下部にきたときは被駆動体は駆動ヘッ
ドと接触しないでガイドと接触する。そのため、被駆動
体の進行方向と逆向きの抵抗力を低減でき、被駆動体を
効率よく搬送できる。In a standing wave type piezoelectric motor, when the drive head is at the top of the elliptical vibration, the driven body comes into contact with the drive head, and when the drive head is at the bottom of the elliptical vibration, the driven body does not come into contact with the drive head. contact the guide. Therefore, the resistance force in the direction opposite to the traveling direction of the driven object can be reduced, and the driven object can be efficiently transported.
又、駆動ヘッドの高さに差があるときは、直流バイアス
電圧を印加して駆動ヘッドの高さを合わせ、その上で、
上記のように交流電圧を印加する。Also, if there is a difference in the height of the drive head, apply a DC bias voltage to match the height of the drive head, and then
Apply an alternating voltage as described above.
その結果、被駆動体を効率よく搬送できる。As a result, the driven body can be transported efficiently.
以下1本発明の第1の実施例を、第1図、第2図を用い
て説明する。ここでは、複数の駆動部を持つ圧電モータ
の一例として、特に2個の駆動部を持つ定在波型の圧電
モータの実施例を説明する。A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. Here, as an example of a piezoelectric motor having a plurality of drive parts, an embodiment of a standing wave type piezoelectric motor having two drive parts will be described in particular.
第1図は、第1の実施例の正面図、第2図は、第1の実
施例の平面図である。FIG. 1 is a front view of the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the first embodiment.
まず、構成について説明する。駆動部は、駆動部を支え
る支持台8a、8bと向かい合った圧電素子7 a +
7. b t 7 c t 7 dと、振動を駆動ヘ
ッド5a、5bに伝える弾性体6a、6b、6c。First, the configuration will be explained. The drive unit includes piezoelectric elements 7 a + facing support stands 8 a and 8 b that support the drive unit.
7. b t 7 c t 7 d, and elastic bodies 6a, 6b, 6c that transmit vibrations to the drive heads 5a, 5b.
6dと、駆動ヘッド5a、5bによって構成される。そ
して、圧電モータ全体は、その駆動部と、従動ローラ9
と、被駆動体1を、従動ローラ9を介して押し付けるば
ね機構1oによって構成される。6d, and drive heads 5a and 5b. The entire piezoelectric motor consists of its driving section and driven roller 9.
and a spring mechanism 1o that presses the driven body 1 via a driven roller 9.
次に、動作について説明する。積層圧電素子7aに交流
電圧(V−sun(ω1))を印加し。Next, the operation will be explained. An alternating current voltage (V-sun (ω1)) is applied to the laminated piezoelectric element 7a.
積層圧電素子7bには90’の位相のずれた交流電圧(
v−cos(ω1))を印加する。すると、積層圧電素
子7a、7bは90°位相のずれた超音波振動を発生す
る。この2つの振動は弾性体6a、6bを介し、駆動ヘ
ッド5aに伝わる。駆動ヘッド5aは、この2つの振動
によって、定在波の楕円振動をする。同様に積層圧電素
子7Gに交流電圧(−V−sin (ω1))を印加し
、積層圧電素子7dには90°の位相のずれた交流電圧
(−V−cos(ω1))を印加する。すると、積層圧
電素子7c、7dは90°の位相のずれた超音波振動を
発生する。この2つの振動は弾性体6c。The laminated piezoelectric element 7b receives an AC voltage (
v-cos(ω1)) is applied. Then, the laminated piezoelectric elements 7a and 7b generate ultrasonic vibrations with a phase shift of 90°. These two vibrations are transmitted to the drive head 5a via the elastic bodies 6a and 6b. The drive head 5a performs standing wave elliptical vibration due to these two vibrations. Similarly, an AC voltage (-V-sin (ω1)) is applied to the laminated piezoelectric element 7G, and an AC voltage (-V-cos (ω1)) with a phase shift of 90° is applied to the laminated piezoelectric element 7d. Then, the laminated piezoelectric elements 7c and 7d generate ultrasonic vibrations with a phase shift of 90°. These two vibrations are caused by the elastic body 6c.
6dを介し、駆動ヘッド5bに伝わる。駆動ヘッド5b
は、この2つの振動によって、駆動ヘッド5aと180
°の位相差を持つ定在波の楕円振動をする。その結果、
一方の駆動ヘッドが、楕円振動の下部にきたとき、他方
の駆動ヘッドが、楕円振動の上部にくる。そのため、被
駆動体1は、楕円振動の下部にきた駆動ヘッドと接触し
なくなる、そのため、被駆動体の進行方向の駆動力を増
加し。6d, and is transmitted to the drive head 5b. Drive head 5b
Due to these two vibrations, the drive heads 5a and 180
It emits elliptical vibration of a standing wave with a phase difference of °. the result,
When one drive head is at the bottom of the elliptical oscillation, the other drive head is at the top of the ellipse. Therefore, the driven body 1 does not come into contact with the drive head that has come to the bottom of the elliptical vibration, thereby increasing the driving force in the traveling direction of the driven body.
進行方向と逆向きの抵抗力を低減できるので、被駆動体
を効率よく搬送できる。Since the resistance force in the opposite direction to the traveling direction can be reduced, the driven object can be transported efficiently.
ところで、駆動ヘッドを上部の高さに差があるとき、高
い位置にある駆動ヘッドが楕円振動の下部にきたときに
も被駆動体1は駆動ヘッドに接触する。そのため、被駆
動体の進行方向と逆方向に働く抵抗力が増加する。それ
を防ぐために、圧電素子に直流バイアス電圧を印加する
ことによって駆動ヘッドの高さを一致させる。その直流
バイアス電圧に上記のように交流電圧を加えることによ
って、被駆動体の進行方向と逆向きの抵抗力を低減でき
る。その結果、被駆動体を効率よく搬送できる。By the way, when there is a difference in the height of the upper part of the driving head, the driven body 1 comes into contact with the driving head even when the driving head located at a higher position comes to the lower part of the elliptical vibration. Therefore, the resistance force acting in the direction opposite to the traveling direction of the driven body increases. To prevent this, the heights of the drive heads are matched by applying a DC bias voltage to the piezoelectric element. By adding an alternating current voltage to the direct current bias voltage as described above, the resistance force in the direction opposite to the traveling direction of the driven body can be reduced. As a result, the driven body can be transported efficiently.
次に、本発明の第2の実施例を、第3図、第4図、第5
図を用いて説明する。ここでは、複数の駆動部を持つ圧
電モータの一例として、特に2個の駆動部を持つ進行波
型の圧電モータの実施例を説明する。第3図は、第2の
実施例の断面図、第4図、第5図は、第2の実施例の圧
電素子及び電極の配置を示す図である。Next, the second embodiment of the present invention will be explained as shown in FIGS. 3, 4, and 5.
This will be explained using figures. Here, as an example of a piezoelectric motor having a plurality of drive parts, an example of a traveling wave type piezoelectric motor having two drive parts will be described in particular. FIG. 3 is a sectional view of the second embodiment, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the arrangement of piezoelectric elements and electrodes of the second embodiment.
まず、構成について説明する。圧電モータは。First, the configuration will be explained. piezoelectric motor.
被駆動体20と被駆動体20に接着したスライダ21と
、弾性体22.24と1弾性体22.24に接着した圧
電素子23.25によって構成される。まず、圧電素子
の配置と電極を第4図のようにする。弾性体22の圧電
素子の配置は、2つのグループに分け、隣り合う圧電素
子の分極方向が反対方向になるようにする。又、2つの
グループ間の距離は]−/4波長と3/4波長にする。It is composed of a driven body 20, a slider 21 bonded to the driven body 20, an elastic body 22.24, and a piezoelectric element 23.25 bonded to the first elastic body 22.24. First, the piezoelectric elements and electrodes are arranged as shown in FIG. The piezoelectric elements of the elastic body 22 are arranged in two groups so that the polarization directions of adjacent piezoelectric elements are opposite to each other. Also, the distance between the two groups is set to -/4 wavelength and 3/4 wavelength.
それぞれのグループの片側の面に電極Al、Blを、電
極AI、Blの間及びもう一方の面の全体に電極E1を
設ける。弾性体24の圧電素子の配置も、弾性体22の
配置と同じようにする。又、電極も同じように設ける。Electrodes Al and Bl are provided on one side of each group, and electrode E1 is provided between the electrodes AI and Bl and over the entire other side. The piezoelectric elements of the elastic body 24 are arranged in the same manner as the elastic body 22. Also, electrodes are provided in the same way.
次に、動作について説明する。電極間Al−Elに交流
電圧(■・sin (ω1))を印加し、電極間Bl−
Elに90ゝ位相のずれた交流電圧(V・eos (ω
1))を印加する。すると、2つのグループの圧電素子
は、それぞれ定在波を発生させ、その2つの定在波が合
わさって、弾性体22には、進行波が生じる。又、電極
間A2−E2に交流電圧(−V−sun (ωt) )
を印加し、電極間B2−E2に90°位相のずれた交流
電圧(−V・Cog(ω1))を印加する。すると、2
つのグループの圧電素子は、それぞれ定在波を発生させ
、その2つの定在波が合わさって、弾性体24には、弾
性体22と同じ方向に進み、180°の位相差を持つ進
行波が生じる。そして、一方の弾性体の進行波の谷の部
分の場所は、他方の弾性体の進行波の山の部分になり、
相対的に進行波の山の部分の距離が短くなり、被駆動体
20のたわみも小さくなる。その結果、スライダ21と
弾性体22゜24の接触は進行波の山の部分が多くなり
、谷の部分は少なくなり、被駆動部20の移動方向の駆
動力が増加し、移動方向と逆向きの抵抗力が低減でき、
被駆動体20を効率よく駆動できる。Next, the operation will be explained. An AC voltage (■・sin (ω1)) is applied between the electrodes Al-El, and the voltage between the electrodes Bl-
AC voltage (V・eos (ω
1))) is applied. Then, the two groups of piezoelectric elements each generate a standing wave, and the two standing waves are combined to generate a traveling wave in the elastic body 22. Also, an AC voltage (-V-sun (ωt)) is applied between the electrodes A2-E2.
is applied, and an alternating current voltage (-V·Cog(ω1)) with a 90° phase shift is applied between the electrodes B2-E2. Then, 2
Each of the two groups of piezoelectric elements generates a standing wave, and when the two standing waves are combined, a traveling wave traveling in the same direction as the elastic body 22 and having a phase difference of 180° is generated in the elastic body 24. arise. Then, the location of the trough of the traveling wave of one elastic body becomes the crest of the traveling wave of the other elastic body,
The distance of the peak of the traveling wave becomes relatively short, and the deflection of the driven body 20 also becomes small. As a result, the contact between the slider 21 and the elastic bodies 22 and 24 increases in the crests of the traveling wave and decreases in the troughs, increasing the driving force in the moving direction of the driven part 20, and increasing the driving force in the direction opposite to the moving direction. can reduce the resistance of
The driven body 20 can be driven efficiently.
又、圧電素子の分極を第5図のように変え、外側の圧電
素子にそれぞれのグループの片側の面に電極A3.B3
を、電14A3.B3の間及びもう一方の面の全体に電
極E3を設ける。又、内側の圧電素子にそれぞれのグル
ープの片側の面に電極A4.B4を、電極A4.B4の
間及びもう一方の面の全体に電極E4を設ける。すると
、電極間Al−El、A2−E2に交流電圧(V ・5
un(ω1))を印加し、電極間Bl−El、B2−E
2に90@位相のずれた交流電圧(v−CO8(ω1)
)を印加するだけで、同様の効果を得ることができ、駆
動回路も小型化できる。さらに、上記第1及び第2の実
施例では駆動体が2つの場合について述べたが、駆動体
が3つあるいはそれ以上設けることによって同様の効果
を得ることができることはもちろんである。Also, the polarization of the piezoelectric elements is changed as shown in FIG. 5, and electrodes A3. B3
, electric 14A3. An electrode E3 is provided between B3 and the entire other surface. In addition, electrode A4. B4, electrode A4. An electrode E4 is provided between B4 and the entire other surface. Then, an AC voltage (V 5
un(ω1)) and between the electrodes Bl-El, B2-E
2 to 90@ out-of-phase AC voltage (v-CO8(ω1)
), the same effect can be obtained and the drive circuit can also be miniaturized. Further, in the first and second embodiments described above, the case where there are two driving bodies has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained by providing three or more driving bodies.
最後に、本発明を定在波モータに適用した第3の実施例
を第6図、第7図、第8図、第9図、第10図を用いて
説明する。ここでは、駆動部にガイドを設けた圧電モー
タの一例として、特にガイドを設けた定在波型の圧電モ
ータの実施例を説明する。第6図は、第3の実施例の正
面図、第7図。Finally, a third embodiment in which the present invention is applied to a standing wave motor will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8, 9, and 10. Here, as an example of a piezoelectric motor in which a guide is provided in the drive section, an embodiment of a standing wave type piezoelectric motor in particular provided with a guide will be described. FIG. 6 is a front view of the third embodiment, and FIG. 7 is a front view of the third embodiment.
第9図は駆動ヘッドの一例、第8図、第10図はガイド
の一例である。FIG. 9 shows an example of the drive head, and FIGS. 8 and 10 show examples of the guide.
まず構成について説明する。圧電モータの駆動部は、駆
動部を支える支持台18a、18bと。First, the configuration will be explained. The drive section of the piezoelectric motor has support stands 18a and 18b that support the drive section.
積層圧電素子17a、17bと振動を駆動ヘッド15に
伝える弾性体16a、16bと、被駆動体1を駆動する
駆動ヘッド15によって構成される。It is composed of laminated piezoelectric elements 17a and 17b, elastic bodies 16a and 16b that transmit vibrations to the drive head 15, and the drive head 15 that drives the driven body 1.
そして、圧電モータ全体は、その駆動体と、被駆動体1
に接触する従動ローラ9と、被駆動体1を押し付けるた
めのばね機構10と、駆動ヘッド15の上面が楕円振動
した時の山(振幅の頂点)と谷(振幅の底点)の間の高
さにガイド19の上面が位置し、振動ヘッド15と被駆
動体1の摩擦係数より、ガイド19と被駆動体19の摩
擦係数の小さなガイド19で構成される。The entire piezoelectric motor consists of a driving body and a driven body 1.
The height between the peak (the peak of the amplitude) and the valley (the bottom point of the amplitude) when the driven roller 9 in contact with the driven roller 9, the spring mechanism 10 for pressing the driven body 1, and the top surface of the drive head 15 vibrate elliptically. The upper surface of the guide 19 is located at this point, and the guide 19 is configured so that the friction coefficient between the guide 19 and the driven body 19 is smaller than that between the vibrating head 15 and the driven body 1 .
次に、動作について説明する。積層圧電素子17aに交
流電圧(V−sun ((11t) )を印加し、積層
圧電素子17bに90°の位相のずれた交流電圧(v−
CO3(ω1))を印加すると、第1の実施例のように
駆動ヘッド15は、定在波の楕円振動をする。駆動ヘッ
ド15の上面がガイド19の上面より高くなると、被駆
動体1を駆動するように駆動体1に移動方向と同じ方向
に駆動力を与える。駆動ヘッド15の上面より低くなる
と被駆動体1は駆動ヘッド15から離れ、被駆動体1と
ガイド19が接触する。そうすると、移動方向と逆向き
に、駆動ヘッド15と被駆動体1が接触したときより、
小さな抵抗力が生じる。その結果、移動方向と逆向きに
働く抵抗力を低減できるので、被駆動体1を効率よく搬
送できる。Next, the operation will be explained. An AC voltage (V-sun ((11t)) is applied to the laminated piezoelectric element 17a, and an AC voltage (v-sun ((11t)) with a phase shift of 90° is applied to the laminated piezoelectric element 17b.
When CO3(ω1)) is applied, the driving head 15 vibrates in an elliptical manner with a standing wave as in the first embodiment. When the upper surface of the drive head 15 becomes higher than the upper surface of the guide 19, a driving force is applied to the driving body 1 in the same direction as the moving direction so as to drive the driven body 1. When lower than the upper surface of the drive head 15, the driven body 1 separates from the drive head 15, and the driven body 1 and the guide 19 come into contact. Then, from when the driving head 15 and the driven body 1 come into contact with each other in the opposite direction to the moving direction,
A small resistance is created. As a result, the resistance force acting in the opposite direction to the moving direction can be reduced, so that the driven body 1 can be transported efficiently.
又、駆動ヘッド15とガイド19の高さに差があるとき
は被駆動体1と駆動ヘッド15が接触しなかったり、被
駆動体1とガイドが接触しなかったりして、上記の作用
を得ることができない。そこで、圧電素子17a、17
bに直流バイアス電圧を印加して駆動ヘッドとガイドの
高さを合わせ、その上で上記のように交流電圧を印加す
る。その結果、移動方向と逆向きに働く抵抗力を低減で
きるので、被駆動体1を効率よく搬送できる。Further, when there is a difference in height between the driving head 15 and the guide 19, the driven body 1 and the driving head 15 do not come into contact with each other, or the driven body 1 and the guide do not come into contact with each other, so that the above effect is obtained. I can't. Therefore, the piezoelectric elements 17a, 17
A DC bias voltage is applied to b to match the heights of the drive head and the guide, and then an AC voltage is applied as described above. As a result, the resistance force acting in the opposite direction to the moving direction can be reduced, so that the driven body 1 can be transported efficiently.
第7図および第8図は駆動ヘッドとガイドの一例である
。第9図および第10図は駆動ヘッドに溝を設け、ガイ
ドに中央部を設けることにより、さらに搬送効率を向上
する駆動ヘッドとガイドの一例である。7 and 8 are examples of a driving head and a guide. FIGS. 9 and 10 are examples of a drive head and a guide in which the drive head is provided with a groove and the guide is provided with a central portion to further improve conveyance efficiency.
上記、3つの実施例によると、硬質の駆動体だけでなく
、軟質の駆動体も効率よく搬送できる。According to the three embodiments described above, not only hard drive bodies but also soft drive bodies can be efficiently transported.
本発明によれば、圧電素子に交流電圧を印加した時に生
じる振動を利用して、接触する被駆動体を駆動する圧電
モータにおいて、硬質の被駆動体だけでなく、軟質の被
駆動体も効率よく搬送できる。According to the present invention, in a piezoelectric motor that drives a driven object in contact by using vibrations generated when an alternating current voltage is applied to a piezoelectric element, not only a hard driven object but also a soft driven object can be driven efficiently. Can be transported well.
第1図は本発明の第1の実施例の正面図である。
第2図は本発明の第1の実施例の平面図である。
第3図は本発明の第2の実施例の断面図である。
第4図は本発明の第2の実施例の平面図である。
第5図は本発明の第2の実施例の平面図である。
第6図は本発明の第3の実施例の正面図である。
第7図は本発明の第3の実施例の駆動ヘッドの1例であ
る。
第8図は本発明の第3の実施例のガイドの1例である。
第9図は本発明の第3の実施例の駆動ヘッドの1例であ
る。
第10図は本発明の第3の実施例のガイドの1例である
。
第11図は従来技術の1例である。
第12図は従来技術の1例である。
第13図は第12図の従来技術の1例の平面図である。
第14図は本発明の詳細な説明する図である。
第15図は本発明の詳細な説明する図である。
】・・・被駆動体、5a、5b・・・駆動ヘッド、6a
。
6 b 、 6 c 、 6 d−弾性体、7a、7b
、7017d・・・積層圧電素子、8a、8b・・・支
持台、9・・・従動ローラ、】0・・・ばね機構、15
,15a。
15b・・・駆動ヘッド、16a、16b・・・弾性体
、17a、17b−積層圧電素子、18a、18b・・
・支持台、19 、19 a 、 19 b−ガイド
、20・・・被駆動体、21・・・スライダ、21,2
2a。
22b・・・弾性体、23・・・ガイド、24・・・駆
動ヘッド、22.24・・・弾性体、23.25・・・
圧電素子。
25a、25b・=弾性体、Al、A2.A3゜A4.
Bl、 B2. B3. B4.El、B2
゜B3.B4・・・電極の端子、30・・・被駆動体、
31・・・スライダ、32・・・弾性体、33・・・圧
電素子、A5.B5.C5・・・電極の端子、40・・
・駆動部。
第 1 ■
第 3 図
第 4112]
第 2区
第5閉
第4
第7I2]
第
Σ
第
■
第
図
第
図
茅
図
:、勧蓮斤オ勺
第11国
第
z
図
第
凹FIG. 1 is a front view of a first embodiment of the invention. FIG. 2 is a plan view of the first embodiment of the invention. FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the invention. FIG. 4 is a plan view of a second embodiment of the invention. FIG. 5 is a plan view of a second embodiment of the invention. FIG. 6 is a front view of a third embodiment of the invention. FIG. 7 shows an example of a driving head according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is an example of a guide according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 shows an example of a driving head according to a third embodiment of the present invention. FIG. 10 is an example of a guide according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 is an example of the prior art. FIG. 12 is an example of the prior art. FIG. 13 is a plan view of an example of the prior art shown in FIG. 12. FIG. 14 is a diagram illustrating the present invention in detail. FIG. 15 is a diagram illustrating the present invention in detail. ]... Driven body, 5a, 5b... Drive head, 6a
. 6b, 6c, 6d-elastic body, 7a, 7b
, 7017d... Laminated piezoelectric element, 8a, 8b... Support stand, 9... Followed roller, ]0... Spring mechanism, 15
, 15a. 15b... Drive head, 16a, 16b... Elastic body, 17a, 17b - laminated piezoelectric element, 18a, 18b...
-Support stand, 19, 19a, 19b-guide, 20...driven body, 21...slider, 21,2
2a. 22b...Elastic body, 23...Guide, 24...Drive head, 22.24...Elastic body, 23.25...
Piezoelectric element. 25a, 25b=elastic body, Al, A2. A3゜A4.
Bl, B2. B3. B4. El, B2
゜B3. B4... Electrode terminal, 30... Driven body,
31...Slider, 32...Elastic body, 33...Piezoelectric element, A5. B5. C5...electrode terminal, 40...
·Drive part. 1st ■ 3rd figure 4112] 2nd ward 5th closed 4th 7I2] Σ th
Claims (1)
振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動する圧電
モータにおいて、隣接する複数の駆動部と前記駆動部に
接触する被駆動体で構成したことを特徴とする、圧電モ
ータ。 2、特許請求の範囲の第1項の圧電モータにおいて、隣
接する駆動部に位相差を持つ交流電圧を印加することを
特徴とする、圧電モータの駆動方法。 3、特許請求の範囲の第1項の圧電モータにおいて、隣
接する駆動部に位相差を持つ交流電圧と直流バイアス電
圧を印加することを特徴とする、圧電モータの駆動方法
。 4、圧電素子に交流電圧を印加することによつて、生じ
る振動を利用して、接触する被駆動体の横に、上部の高
さが前記駆動部の上面が振動した時に生じる振幅の間に
位置するガイドを付加したことを特徴とする、圧電モー
タ。 5、特許請求の範囲の第4項の圧電モータにおいて、駆
動部に交流電圧と直流バイアス電圧を印加することを特
徴とする、圧電モータの駆動方法。[Claims] 1. In a piezoelectric motor that frictionally drives a driven body in contact using vibrations generated by applying an alternating voltage to a piezoelectric element, a plurality of adjacent drive units and the drive unit A piezoelectric motor comprising a driven body that comes into contact with the piezoelectric motor. 2. A method for driving a piezoelectric motor according to claim 1, characterized in that alternating current voltages having a phase difference are applied to adjacent drive sections. 3. A method for driving a piezoelectric motor according to claim 1, characterized in that an AC voltage and a DC bias voltage having a phase difference are applied to adjacent drive sections. 4.Using the vibration generated by applying an alternating voltage to the piezoelectric element, the height of the upper part is set to the side of the driven body in contact with the amplitude between the amplitude generated when the upper surface of the driving part vibrates. A piezoelectric motor characterized by the addition of a positioning guide. 5. A method for driving a piezoelectric motor according to claim 4, characterized in that an alternating current voltage and a direct current bias voltage are applied to the drive section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63298120A JPH02146971A (en) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | Piezoelectric motor and drive method of piezoelectric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP63298120A JPH02146971A (en) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | Piezoelectric motor and drive method of piezoelectric motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02146971A true JPH02146971A (en) | 1990-06-06 |
Family
ID=17855430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63298120A Pending JPH02146971A (en) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | Piezoelectric motor and drive method of piezoelectric motor |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH02146971A (en) |
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- 1988-11-28 JP JP63298120A patent/JPH02146971A/en active Pending
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