JPH07194151A - Ultrasonic motor and electronic device equipped therewith - Google Patents
Ultrasonic motor and electronic device equipped therewithInfo
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- JPH07194151A JPH07194151A JP5335423A JP33542393A JPH07194151A JP H07194151 A JPH07194151 A JP H07194151A JP 5335423 A JP5335423 A JP 5335423A JP 33542393 A JP33542393 A JP 33542393A JP H07194151 A JPH07194151 A JP H07194151A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、圧電素子の伸縮運動
を利用して駆動力を発生させる超音波モータに関するも
のであり、工作機械、及びカメラ等の電子機器での利用
が可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor which generates a driving force by utilizing the expansion and contraction movement of a piezoelectric element, and can be used in machine tools and electronic equipment such as cameras.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の超音波モータの圧電素子のパター
ンを図面に基づいて説明する。例えば、周方向に３つの
波を励振しようとした場合、図１０では１／２波長ごと
に交互に分極処理された２つの駆動用圧電素子パターン
群（横線部１−ｄ−１、及び縦線部１−ｄ−２）を１／
４波長及び３／４波長分の間隔をあけて配置する。これ
ら二つの駆動用圧電素子パターン群（横線部１−ｄ−
１、及び縦線部１−ｄ−２）に時間的に位相の異なる電
気信号を印加することで二つの定在波を発生させ、その
合成として進行波を発生させている。又、駆動に用いな
い圧電素子パターン（１−ｄ−３）に励起されている電
圧を検出し、振動状態を把握し、この情報に基づいたモ
ータ制御を行なっている。2. Description of the Related Art A pattern of a piezoelectric element of a conventional ultrasonic motor will be described with reference to the drawings. For example, when it is attempted to excite three waves in the circumferential direction, in FIG. 10, two driving piezoelectric element pattern groups (horizontal line portion 1-d-1 and vertical line) that are alternately polarized every 1/2 wavelength are processed. 1-d-2)
It is arranged with an interval of 4 wavelengths and 3/4 wavelength. These two driving piezoelectric element pattern groups (horizontal line portion 1-d-
1 and the vertical line portion 1-d-2), two standing waves are generated by applying electric signals having different phases in time, and a traveling wave is generated as a combination thereof. Further, the voltage excited in the piezoelectric element pattern (1-d-3) not used for driving is detected, the vibration state is grasped, and the motor control is performed based on this information.
【０００３】例えば特開昭−１５６１６９号公報に従来
のこのような方法で進行波を発生させると共に振動状態
を検出するための圧電素子の分極パターンの例が開示さ
れている。図９においては、１／４波長ごとに圧電素子
のパターンを分割し、これを二つおきに＋、＋、−、−
と交互に分極処理を行なう。この分極されたパターンを
一つおきに短絡し、二つのパターン群（斜線部１−Ｃ−
１、及び非斜線部１−Ｃ−２）とする。この二つのパタ
ーン群に、時間的に位相の異なる二つの高周波電圧を印
加することにより、位置的、時間的に位相のずれた二つ
の定在波が発生し、その合成として進行波が励振でき
る。このような振動波励振方法が知られていた。For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 156169 discloses an example of a polarization pattern of a piezoelectric element for generating a traveling wave and detecting a vibration state by such a conventional method. In FIG. 9, the pattern of the piezoelectric element is divided for each quarter wavelength and every other two, +, +,-,-
And the polarization process is performed alternately. Every other one of the polarized patterns is short-circuited, and two pattern groups (hatched portion 1-C-
1 and the non-hatched portion 1-C-2). By applying two high-frequency voltages with different phases in time to these two pattern groups, two standing waves with phase shifts in position and time are generated, and a traveling wave can be excited as a composite of them. . Such a vibration wave excitation method has been known.
【０００４】例えば特開平１３−２８３０７号公報に従
来のこのような方法で進行波を発生させるための圧電素
子の分極パターンの例が開示されている。この進行波の
励振されている振動体の上に移動体を所定の圧力で接触
させると、移動体は振動体の楕円運動を摩擦を介して受
け回転する。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 13-28307 discloses an example of a polarization pattern of a piezoelectric element for generating a traveling wave by such a conventional method. When the moving body is brought into contact with the vibrating body excited by the traveling wave at a predetermined pressure, the moving body receives the elliptical motion of the vibrating body through friction and rotates.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧電素
子のパターンには以下のような課題があった。 （１）図９に示した圧電素子のパターンでは駆動に使用
しない圧電素子の面積が大きく、高出力を得られにくか
った。 （２）図１０に示した圧電素子のパターンでは圧電素子
全面を駆動に使用しているため、振動体の振動状態を把
握することが出来ず、超音波モータを常に安定な状態で
駆動させることが難しかった。However, the conventional piezoelectric element pattern has the following problems. (1) In the pattern of the piezoelectric element shown in FIG. 9, the area of the piezoelectric element not used for driving is large and it is difficult to obtain a high output. (2) In the pattern of the piezoelectric element shown in FIG. 10, since the entire surface of the piezoelectric element is used for driving, the vibration state of the vibrating body cannot be grasped and the ultrasonic motor should always be driven in a stable state. Was difficult.
【０００６】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に、圧電素子のパターンを改善
し、小型で高出力・高効率の超音波モータを提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a small-sized high-power and high-efficiency ultrasonic motor by improving the pattern of the piezoelectric element in order to solve the conventional problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は超音波モータにおいて、振動体の励振に用
いる圧電素子の、径方向に対する振動変位の位相が逆転
する節部が形成する同心円状の円弧を境とし、その内側
を振動体の駆動に使用し、外側を振動体の振動状態検出
素子として利用できるような圧電素子パターンを形成す
る構成とした。In order to solve the above problems, according to the present invention, in an ultrasonic motor, a piezo element used for exciting a vibrating body has a node portion in which the phase of vibration displacement in the radial direction is reversed. With the concentric circular arc as a boundary, the inner side of the circular arc is used for driving the vibrating body, and the outer side is formed with a piezoelectric element pattern that can be used as a vibration state detecting element of the vibrating body.
【０００８】[0008]
【作用】上記の様に構成した圧電素子を用いた超音波モ
ータにおいては、振動波の節部が形成する同心円上の振
幅がゼロとなる円弧の内側の圧電素子パターンに電気信
号を印加することにより振動波が発生する。振動体に所
定の圧力で接触する移動体は、振動波による力を受け回
転する。この時、振動波の節部が形成する同心円上の振
幅がゼロとなる円弧の外側の圧電素子パターンに励起し
た電圧を検出することにより振動体の振動状況を把握
し、最適な電気信号を印加することで超音波モータの安
定な駆動が出来る。In the ultrasonic motor using the piezoelectric element configured as described above, an electric signal is applied to the piezoelectric element pattern inside the arc where the amplitude on the concentric circle formed by the nodes of the vibration wave is zero. Causes an oscillating wave. The moving body that comes into contact with the vibrating body at a predetermined pressure rotates by receiving the force of the vibration wave. At this time, the vibration state of the vibrating body is grasped by detecting the voltage excited in the piezoelectric element pattern outside the arc where the amplitude on the concentric circle formed by the node of the vibration wave is zero, and the optimum electric signal is applied. By doing so, the ultrasonic motor can be driven stably.
【０００９】[0009]
（１）第一の実施例 以下に本発明の第一の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の第一の実施例の超音波モータの圧電
素子分極パターンと振動体の変位分布を示す図である。
図２は本発明の圧電素子分極パターンを用いた超音波モ
ータの断面図、図４は本発明の第一の実施例を示すブロ
ック図である。(1) First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a piezoelectric element polarization pattern of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention and a displacement distribution of a vibrating body.
FIG. 2 is a sectional view of an ultrasonic motor using a piezoelectric element polarization pattern of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
【００１０】図１において、圧電素子１の振動波励振用
パターン（１−Ａ）は振動体に励振される振動波の節部
が形成する同心円上の振幅がゼロとなる円弧の内側に配
されると共に、周方向に対して１／４波長ごとに分割さ
れている。周方向に対して分割されたパターンの分極方
向は二つおきに異なると共に、周方向に対して一つおき
に短絡され、斜線部１−１と非斜線部１−２の二つの電
極パターン群を構成している。また、振動波の節部が形
成する同心円状の振幅がゼロとなる円弧の外側には振動
体に励振される振動波の振動状態を検出する振動状態検
出用パターン（１−３）が配されている。圧電素子１の
他面はベタ電極となっており三つの電極パターン群（１
−１、１−２、１−３）の共通電極となっている。In FIG. 1, a vibration wave excitation pattern (1-A) of the piezoelectric element 1 is arranged inside a circular arc having zero amplitude on a concentric circle formed by a node of a vibration wave excited by a vibrating body. In addition, it is divided into quarter wavelengths in the circumferential direction. The polarization directions of the patterns divided with respect to the circumferential direction are different every two and are short-circuited with every other one with respect to the circumferential direction, and two electrode pattern groups of the shaded portion 1-1 and the non-shaded portion 1-2 are provided. Are configured. Further, a vibration state detection pattern (1-3) for detecting the vibration state of the vibration wave excited by the vibrating body is arranged outside the circular arc where the amplitude of the concentric circle formed by the nodes of the vibration wave is zero. ing. The other surface of the piezoelectric element 1 is a solid electrode, and three electrode pattern groups (1
-1, 1-2, 1-3) common electrode.
【００１１】図２において、中心軸２は支持板３に固定
されている。図１に示したパターンを有する圧電素子１
が接着されている。移動体６の中心には軸受け５が設け
られ、回転可能なように中心軸２に案内されている。ば
ね部材７によって移動体６は振動体４に圧接されてい
る。圧電素子１の前記二つのパターン群（１−１及び１
−２）に時間的に位相の異なる高周波電圧を印加すると
振動体４には位置的、時間的に位相のずれた二つの定在
波が発生し、二つの定在波の合成として進行波が発生す
る。このとき移動体６は振動体の楕円運動を摩擦を介し
て受け回転する。このとき、図４に示したように超音波
モータ（２０）の振動状態検出用パターン（１−３）に
励起される電圧を検出回路（１３）により検出する。比
較回路（１４）により、検出された電圧値と記憶回路
（１５）によりあらかじめ設定されている電圧値の比較
を行ない両者の値が一致するようにモータへの印加信号
を可変することにより超音波モータの安定な駆動が行な
える。In FIG. 2, the central shaft 2 is fixed to a support plate 3. Piezoelectric element 1 having the pattern shown in FIG.
Are glued together. A bearing 5 is provided at the center of the moving body 6 and is rotatably guided by the central shaft 2. The moving body 6 is pressed against the vibrating body 4 by the spring member 7. The two pattern groups (1-1 and 1) of the piezoelectric element 1
-2), when a high-frequency voltage having a phase different in time is applied, two standing waves with a positional and time phase difference are generated in the vibrating body 4, and a traveling wave is generated as a combination of the two standing waves. Occur. At this time, the moving body 6 receives the elliptical motion of the vibrating body via friction and rotates. At this time, as shown in FIG. 4, the voltage excited in the vibration state detection pattern (1-3) of the ultrasonic motor (20) is detected by the detection circuit (13). The comparison circuit (14) compares the detected voltage value with the voltage value preset by the storage circuit (15), and the applied signal to the motor is changed so that the two values match. The motor can be driven stably.
【００１２】（２）第二の実施例 以下に本発明の第二の実施例である圧電素子のパターン
を図面に基づいて説明する。図３は本発明の第二の実施
例の超音波モータの圧電素子分極パターンを示す図であ
る。(2) Second Example A pattern of a piezoelectric element according to a second example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing a piezoelectric element polarization pattern of the ultrasonic motor according to the second embodiment of the present invention.
【００１３】図３において、圧電素子１の振動波励振用
パターン（１−Ａ）は振動体（４）に励振される振動波
の節部が形成する同心円上の振幅がゼロとなる円弧の内
側に配されると共に、周方向に対して１／４波長ごとに
分割されている。周方向に対して分割されたパターンの
分極方向は二つおきに異なると共に、周方向に対して一
つおきに短絡され、斜線部（１−４）と非斜線部（１−
５）の二つの電極パターン群を構成している。また、振
動波の節部が形成する同心円状の振幅がゼロとなる円弧
の外側には振動体（４）に励振される振動波の振動状態
を検出する振動状態検出用パターンが二つ配されてい
る。二つの振動状態検出用パターン（１−４、１−５）
はその一つづつが二つの電極パターン群に属する一つず
つパターンと振動波の節部が形成する同心円状の振幅が
ゼロとなる円弧を挟んだ位置に配置されている。圧電素
子１の他面はベタ電極となっており四つの電極パターン
群（１−４、１−５、１−６、１−７）の共通電極とな
っている。In FIG. 3, the vibration wave excitation pattern (1-A) of the piezoelectric element 1 is inside a circular arc of zero amplitude on a concentric circle formed by the nodes of the vibration wave excited in the vibrating body (4). And divided into quarter wavelengths in the circumferential direction. The polarization directions of the patterns divided with respect to the circumferential direction are different every two, and are short-circuited with every other one with respect to the circumferential direction, so that the shaded portions (1-4) and the non-shaded portions (1-).
The two electrode pattern groups of 5) are constructed. Further, two vibration state detection patterns for detecting the vibration state of the vibration wave excited by the vibrating body (4) are arranged outside the circular arc where the amplitude of the concentric circle formed by the nodes of the vibration wave is zero. ing. Two vibration state detection patterns (1-4, 1-5)
Are arranged at positions sandwiching an arc in which the amplitude of each of the concentric circles formed by the patterns and the nodes of the vibration wave is zero. The other surface of the piezoelectric element 1 is a solid electrode, which is a common electrode of four electrode pattern groups (1-4, 1-5, 1-6, 1-7).
【００１４】振動体に接合された圧電素子１の前記二つ
のパターン群（１−４、及び１−５）に時間的に位相の
異なる高周波電圧を印加すると振動体４には位置的、時
間的に位相のずれた二つの定在波が発生し、二つの定在
波の合成として進行波が発生する。このとき移動体６は
振動体の楕円運動を摩擦を介して受け回転する。このと
き図５に示したように、超音波モータ（２０）の二つの
振動状態検出用パターン（１−６、１−７）に励起され
る電圧を検出回路（１４）により検出する。比較回路
（１４）により、検出された二つの電圧値、及び両者の
位相の比較を行ない、検出された二つの電圧値が一致す
ると共に、検出された位相差が予め設定された値と同じ
になるようにモータへの印加信号を可変することにより
超音波モータの最適な駆動が行なえる。When high frequency voltages having different phases in time are applied to the two pattern groups (1-4 and 1-5) of the piezoelectric element 1 bonded to the vibrator, the vibrator 4 is positioned and time-wise. Two standing waves out of phase with each other are generated, and a traveling wave is generated as a combination of the two standing waves. At this time, the moving body 6 receives the elliptical motion of the vibrating body via friction and rotates. At this time, as shown in FIG. 5, the detection circuit (14) detects the voltages excited in the two vibration state detection patterns (1-6, 1-7) of the ultrasonic motor (20). The comparator circuit (14) compares the detected two voltage values and the phases of the two, and the detected two voltage values match and the detected phase difference becomes the same as a preset value. The ultrasonic motor can be optimally driven by varying the signal applied to the motor so that
【００１５】（３）第三の実施例 図６は本発明の超音波モータ（２０）の圧電素子パター
ンを用いた自励発振駆動システムの一例を示したブロッ
ク図である。先の実施例に示した超音波モータの検出用
パターン（１−Ｂ）を自励発振駆動のフィードバック電
極とすることで超音波モータの自励発振駆動が可能とな
る。(3) Third Embodiment FIG. 6 is a block diagram showing an example of a self-excited oscillation drive system using the piezoelectric element pattern of the ultrasonic motor (20) of the present invention. By using the detection pattern (1-B) of the ultrasonic motor shown in the previous embodiment as the feedback electrode for the self-excited oscillation drive, the self-excited oscillation drive of the ultrasonic motor becomes possible.
【００１６】例えば検出用パターン（１−３）に発生し
た振動体の機械的振動に対応した信号を増幅回路（１
８）により増幅し、これを移相回路（１９）を介して駆
動用パターン（１−Ａ）に帰還する。このように検出用
パターン（１−Ｂ）に発生した小さな信号を増幅回路
（１８）、移相回路（１９）を介して増幅、帰還するこ
とで振動体の振動を維持することが出来る。このように
振動している振動体（４）に、移動体（６）を加圧機構
（１０）により所定の圧力で接触させることで移動体
（６）を回転させることが出来る。ここに、移相回路
（１９）は、増幅回路（１８）が出力する信号の位相を
所定の値に変化させる回路である。For example, a signal corresponding to the mechanical vibration of the vibrating body generated in the detection pattern (1-3) is amplified by the amplification circuit (1
It is amplified by 8) and is fed back to the drive pattern (1-A) via the phase shift circuit (19). In this way, the small signal generated in the detection pattern (1-B) is amplified and fed back through the amplifier circuit (18) and the phase shift circuit (19), so that the vibration of the vibrating body can be maintained. The moving body (6) can be rotated by bringing the moving body (6) into contact with the vibrating body (4) vibrating in this manner at a predetermined pressure by the pressing mechanism (10). Here, the phase shift circuit (19) is a circuit that changes the phase of the signal output from the amplifier circuit (18) to a predetermined value.
【００１７】（４）第四の実施例 図７は、本発明の超音波モータ（２０）を用いた超音波
モータ付き電子機器の第四の実施例のブロック図を示し
たものである。先の実施例に示した超音波モータを用い
て、超音波モータの移動体（６）と一体に動作する動力
伝達機構（１１）と、動力伝達機構（１１）の動作に基
づいて動作する出力機構（１２）とを設ける構成とする
ことにより超音波モータ付き電子機器が実現できる。(4) Fourth Embodiment FIG. 7 is a block diagram of a fourth embodiment of an electronic device with an ultrasonic motor using the ultrasonic motor (20) of the present invention. Using the ultrasonic motor shown in the previous embodiment, the power transmission mechanism (11) that operates integrally with the moving body (6) of the ultrasonic motor, and the output that operates based on the operation of the power transmission mechanism (11). An electronic device with an ultrasonic motor can be realized by providing the mechanism (12).
【００１８】動力伝達機構としては、好ましくは、歯車
や摩擦車等の伝達車などを用いる。出力機構としては、
好ましくはカメラにおいてはシャッタ駆動装置、レンズ
駆動装置等を、電子時計においては指針等を、ロボット
においてはアーム等を、工作機械においては刃具送り装
置や加工部材等を用いる。As the power transmission mechanism, a transmission wheel such as a gear wheel or a friction wheel is preferably used. As an output mechanism,
Preferably, a shutter drive device, a lens drive device or the like is used in a camera, a pointer or the like is used in an electronic timepiece, an arm or the like is used in a robot, and a cutting tool feeding device or a processing member or the like is used in a machine tool.
【００１９】本発明の超音波モータ付き電子機器として
は好ましくは、電子時計、カメラ、プリンタ、印刷機、
工作機械、ロボット、移動装置などが実現できる。 （５）第五の実施例 図８は、本発明の超音波モータ（２０）を用いた超音波
駆動装置の第五の実施例のブロック図である。The electronic equipment with the ultrasonic motor of the present invention is preferably an electronic timepiece, a camera, a printer, a printing machine,
Machine tools, robots, mobile devices, etc. can be realized. (5) Fifth Embodiment FIG. 8 is a block diagram of the fifth embodiment of the ultrasonic drive device using the ultrasonic motor (20) of the present invention.
【００２０】移動体（６）に固定した出力軸（２１）に
より、歯車などの動力伝達機構（１１）を移動させる。The power transmission mechanism (11) such as a gear is moved by the output shaft (21) fixed to the moving body (6).
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明は、以上示したように超音波モー
タにおいて、振動体に発生する振動波の節部が形成する
同心円状の振幅がゼロとなる円弧の内側を振動波の励振
に用いると共に、外側を振動体に励振される振動波の振
動状態検出に用いることによりすることにより、以下に
記載する効果を有する。 （１）振動体の励振効率が高くなり、小型で高効率、高
出力のモータが得られる。 （２）振動体の振動状態を常に把握し、これに応じた入
力信号を与えることで、安定性に優れた超音波モータが
得られる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention uses the inside of a circular arc having zero amplitude of concentric circles formed by the nodes of the vibration wave generated in the vibrating body in the ultrasonic motor for exciting the vibration wave. At the same time, by using the outside for detecting the vibration state of the vibration wave excited by the vibrating body, the following effects can be obtained. (1) The excitation efficiency of the vibrating body is increased, and a compact, high-efficiency, high-output motor can be obtained. (2) An ultrasonic motor having excellent stability can be obtained by always grasping the vibration state of the vibrating body and giving an input signal corresponding thereto.
【図１】本発明の第一の実施例の超音波モータの圧電素
子分極パターンと振動体の変位分布を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a piezoelectric element polarization pattern of an ultrasonic motor according to a first embodiment of the present invention and a displacement distribution of a vibrating body.
【図２】本発明の超音波モータの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an ultrasonic motor of the present invention.
【図３】本発明の超音波モータの第二の実施例の圧電素
子分極パターンを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a piezoelectric element polarization pattern of a second embodiment of the ultrasonic motor of the present invention.
【図４】本発明の超音波モータの第一実施例を示すブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a first embodiment of the ultrasonic motor of the present invention.
【図５】本発明の超音波モータの第二の実施例を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the ultrasonic motor of the present invention.
【図６】本発明の超音波モータの第三の実施例を示すブ
ロック図であるFIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the ultrasonic motor of the present invention.
【図７】本発明の超音波モータ付電子機器の第四の実施
例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a fourth embodiment of the electronic device with an ultrasonic motor according to the present invention.
【図８】本発明の超音波モータ駆動装置の第五の実施例
を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a fifth embodiment of the ultrasonic motor drive device of the present invention.
【図９】従来の圧電素子パターンの例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional piezoelectric element pattern.
【図１０】従来の圧電素子パターンの他の例を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing another example of a conventional piezoelectric element pattern.
１ 圧電素子 ２ 中心軸 ３ 支持板 ４ 振動体 ５ 軸受け ６ 移動体 ７ ばね部材 １０ 加圧機構 １１ 動力伝達機構 １２ 出力機構 １８ 増幅回路 １９ 移相回路 ２０ 超音波モータ ２１ 出力軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 2 Central axis 3 Support plate 4 Vibrating body 5 Bearing 6 Moving body 7 Spring member 10 Pressurizing mechanism 11 Power transmission mechanism 12 Output mechanism 18 Amplifying circuit 19 Phase shifting circuit 20 Ultrasonic motor 21 Output shaft
Claims (8)
に振動波を励振させることにより、振動体に所定の接触
する移動体を摩擦駆動させる超音波モータにおいて、 振動体（４）の少なくとも片面に接合された圧電素子
（１）の振動波励振用パターン（１−Ａ）は、振動体
（４）に発生する振動波の節部が形成する同心円状の振
幅がゼロとなる円弧の内側に配置されると共に、 この振動がゼロとなる円弧の外側には振動体の振動状態
を検出する振動状態検出パターン（１−３）を設けたこ
とを特徴とする超音波モータ。1. An ultrasonic motor for driving a moving body, which makes a predetermined contact with the vibrating body, by frictionally driving the vibrating body by utilizing the expansion and contraction motion of a piezoelectric element. The vibration wave excitation pattern (1-A) of the piezoelectric element (1) bonded to at least one surface is a circular arc having zero concentric amplitude formed by the nodes of the vibration wave generated in the vibrating body (4). An ultrasonic motor characterized in that a vibration state detection pattern (1-3) for detecting the vibration state of a vibrating body is provided outside the circular arc where the vibration is zero while being arranged inside.
て、 圧電素子の振動波励振用のパターンは、振動体に励振さ
れる振動波の１／４波長のピッチごとに放射状に分割さ
れると共に、 周方向に二つおきに分極方向が異なる様に分極処理し、 振動波励振用のパターン（１−Ａ）を周方向に一つおき
に短絡し、二つの電極パターン群（１−１、１−２）を
形成したことを特徴とする超音波モータ。2. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibration wave excitation pattern of the piezoelectric element is radially divided at a pitch of ¼ wavelength of the vibration wave excited by the vibrating body. , Polarization processing is performed so that every other two polarization directions in the circumferential direction are different, and the vibration wave excitation pattern (1-A) is short-circuited in every other circumferential direction, and two electrode pattern groups (1-1, An ultrasonic motor characterized in that 1-2) is formed.
モータにおいて、圧電素子の振動状態検出用パターン
は、周方向に分割された振動波励振用パターンと周方向
に対して位相差を持たないことを特徴とする超音波モー
タ。3. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibration state detection pattern of the piezoelectric element has a phase difference in the circumferential direction with the vibration wave excitation pattern divided in the circumferential direction. Ultrasonic motor characterized by not having.
て、圧電素子の振動状態検出様パターンは二つ設けら
れ、振動波励振用のパターンにより励振される二つの定
在波に一つずつ対応し、対応する定在波の節を外した位
置に設けられたことを特徴とする超音波モータ。4. The ultrasonic motor according to claim 3, wherein two patterns for detecting a vibration state of the piezoelectric element are provided, and each pattern corresponds to two standing waves excited by the vibration wave excitation pattern. An ultrasonic motor is provided at a position where the corresponding node of the standing wave is removed.
て、二つの振動状態検出用パターン（１−６、１−７）
により検出される二つの電圧値が同じになると共に、二
つの電圧の位相差が、予め設定された値と同じになるよ
うに、圧電素子に印加する二つの入力信号を制御したこ
とを特徴とする超音波モータ。5. The ultrasonic motor according to claim 4, wherein two vibration state detection patterns (1-6, 1-7) are provided.
The two input signals applied to the piezoelectric element are controlled so that the two voltage values detected by are the same and the phase difference between the two voltages is the same as the preset value. Ultrasonic motor to do.
記載の超音波モータにおいて、振動状態検出用パターン
を超音波モータの自励発振駆動のフィードバック電極と
して用いることを特徴とする超音波モータ。6. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the vibration state detection pattern is used as a feedback electrode for self-oscillation driving of the ultrasonic motor. Ultrasonic motor.
に記載の超音波モータを有し、 超音波モータ（２０）の移動体（６）に取りつけた出力
軸（２１）と、出力軸（２１）からの出力トルクを伝達
するための動力伝達機構（１１）とを有することを特徴
とする超音波モータ駆動装置。7. An output shaft (21) having the ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 6, mounted on a moving body (6) of the ultrasonic motor (20), and an output. An ultrasonic motor drive device comprising: a power transmission mechanism (11) for transmitting output torque from a shaft (21).
に記載の超音波モータを有し、 超音波モータ（２０）の移動体（６）と一体に動作する
動力伝達機構（１１）と、動力伝達機構（１１）の動作
に基づいて動作する出力機構（１２）とを有することを
特徴とする超音波モータ付き電子機器。8. A power transmission mechanism (11) having the ultrasonic motor according to any one of claims 1 to 6, which operates integrally with a moving body (6) of the ultrasonic motor (20). And an output mechanism (12) that operates based on the operation of the power transmission mechanism (11).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335423A JPH07194151A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Ultrasonic motor and electronic device equipped therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335423A JPH07194151A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Ultrasonic motor and electronic device equipped therewith |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07194151A true JPH07194151A (en) | 1995-07-28 |
Family
ID=18288398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335423A Pending JPH07194151A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Ultrasonic motor and electronic device equipped therewith |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07194151A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000513919A (en) * | 1996-10-21 | 2000-10-17 | ダイムラークライスラー・アクチエンゲゼルシヤフト | Device to reduce fluctuation of contact force between current collector and overhead wire |
| WO2009144885A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | 株式会社村田製作所 | Ultrasonic motor |
| WO2010061508A1 (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | 株式会社村田製作所 | Piezoelectric oscillator and ultrasonic motor |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335423A patent/JPH07194151A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101239308B1 (en) * | 2008-11-25 | 2013-03-05 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | Piezoelectric oscillator and ultrasonic motor |
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