JPH08317672A - Ultrasonic motor apparatus - Google Patents
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- JPH08317672A JPH08317672A JP7118640A JP11864095A JPH08317672A JP H08317672 A JPH08317672 A JP H08317672A JP 7118640 A JP7118640 A JP 7118640A JP 11864095 A JP11864095 A JP 11864095A JP H08317672 A JPH08317672 A JP H08317672A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータ装置に係
り、詳しくは、回転型の超音波モータ装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor device, and more particularly to a rotary ultrasonic motor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超音波モータでは、圧電セラミック等の
圧電体を高周波電圧で駆動して弾性体に高周波弾性振動
を発生させ、この高周波弾性振動を摩擦にて動体に伝達
することにより動体を回転運動させてその回転運動を取
り出すようにしている。2. Description of the Related Art In an ultrasonic motor, a piezoelectric body such as a piezoelectric ceramic is driven by a high frequency voltage to generate a high frequency elastic vibration in the elastic body, and the high frequency elastic vibration is transmitted to the moving body by friction to rotate the moving body. I try to take out the rotational movement by exercising.
【０００３】図４は回転型の超音波モータの４０の基本
構成を説明するための断面図である。この超音波モータ
４０は、円環状に形成された金属等の弾性体４１に、同
じく円環状の圧電体４２を貼り合わせてステータ４３と
し、このステータ４３に円環状に形成されたロータ４４
を加圧接触させている。そして、弾性体４１に時間的及
び空間的に位相が異なる２つの定在波を同時に励振する
ことにより疑似的に進行波を発生させ、この疑似進行波
によりロータ４４を回転運動させている。尚、ロータ４
４のステータ４３と摺動する側には、スライダ４５が貼
着されている。FIG. 4 is a sectional view for explaining the basic structure of a rotary ultrasonic motor 40. In this ultrasonic motor 40, a ring-shaped elastic body 41 made of metal or the like is bonded to a ring-shaped piezoelectric body 42 to form a stator 43, and a rotor 44 formed in a ring shape on the stator 43.
Are in pressure contact. Then, two standing waves having different phases temporally and spatially are simultaneously excited in the elastic body 41 to generate a pseudo traveling wave, and the pseudo traveling wave causes the rotor 44 to rotate. The rotor 4
A slider 45 is attached to the side of the No. 4 that slides with the stator 43.
【０００４】上記のようなステータ４３には、印加高周
波電圧の周波数に対する感度、即ち、印加高周波電圧値
に対する疑似進行波の振幅が極大になる共振点がある。
従って、ステータ４３を駆動する際には、共振点におけ
る周波数（共振周波数）の高周波電圧を供給することに
より、ステータ４３を高効率で励振してロータ４４から
大きな出力を取り出すようにしている。In the stator 43 as described above, there is a resonance point where the sensitivity to the frequency of the applied high frequency voltage, that is, the amplitude of the pseudo traveling wave with respect to the applied high frequency voltage value becomes maximum.
Therefore, when the stator 43 is driven, a high-frequency voltage having a frequency at the resonance point (resonance frequency) is supplied to excite the stator 43 with high efficiency and extract a large output from the rotor 44.
【０００５】ところが、ステータ４３の共振周波数は、
ロータ４４がステータ４３に加える荷重により変化す
る。従って、ロータ４４に加わる負荷によっても変動す
る。又、ステータ４３の共振周波数は、ステータ４３の
温度によっても変化する。即ち、駆動時の機械的損失に
よりステータ４３の温度が上昇すると、共振周波数がシ
フトする。この結果、超音波モータの駆動中に、ステー
タ４３の共振周波数が印加高周波電圧の周波数からず
れ、ステータ４３の効率が低下する状態が起きる。この
状態では、ロータ４４の回転運動が不安定になり、その
出力が低下する。However, the resonance frequency of the stator 43 is
It changes depending on the load applied to the stator 43 by the rotor 44. Therefore, it also varies depending on the load applied to the rotor 44. The resonance frequency of the stator 43 also changes depending on the temperature of the stator 43. That is, when the temperature of the stator 43 rises due to mechanical loss during driving, the resonance frequency shifts. As a result, during the driving of the ultrasonic motor, the resonance frequency of the stator 43 deviates from the frequency of the applied high frequency voltage, and the efficiency of the stator 43 decreases. In this state, the rotational movement of the rotor 44 becomes unstable and its output decreases.
【０００６】このような問題を解消するため、特開平６
−１１１９１号公報では、印加高周波電圧の周波数を、
変化する共振周波数に追従させるようにした超音波モー
タ装置が提案されている。図５は、上記超音波モータ本
体の圧電体５０及び圧電体５０の各電極に接続された駆
動回路を示している。この超音波モータ装置では、電力
増幅器５１により駆動電極５２に高周波電圧を印加して
圧電体５０を高周波振動させている。そして、この高周
波振動により駆動電極５２に励起される交流電圧をバン
ドパスフィルタ増幅器５３を介して電力増幅器５１に帰
還させている。一方、バンドパスフィルタ増幅器５３の
出力電圧をπ／２位相器５４に入力して位相を９０度ず
らした後、電力増幅器５５に入力して駆動電極５６に印
加している。即ち、電力増幅器５１及び圧電体５０にて
自励発振回路を構成し、電力増幅器５５、π／２位相器
５４及び圧電体５０にて自励発振回路を構成している。
バンドパスフィルタ増幅器５３は、駆動電極５２から入
力する交流電圧の内、圧電駆動体の主共振周波数成分の
みを通過させている。この結果、圧電体５０には常に共
振周波数に等しい周波数の駆動交流電圧が印加される。
従って、この超音波モータ装置によれば、駆動中の負
荷、温度等の変化により圧電駆動体の共振周波数がシフ
トしても、圧電駆動体を常に高い効率で励振させること
ができる。In order to solve such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. Hei 6
No. 11191, the frequency of the applied high frequency voltage is
An ultrasonic motor device has been proposed which is adapted to follow a changing resonance frequency. FIG. 5 shows a piezoelectric body 50 of the ultrasonic motor body and a drive circuit connected to each electrode of the piezoelectric body 50. In this ultrasonic motor device, the power amplifier 51 applies a high frequency voltage to the drive electrode 52 to vibrate the piezoelectric body 50 at a high frequency. Then, the AC voltage excited in the drive electrode 52 by this high frequency vibration is fed back to the power amplifier 51 via the bandpass filter amplifier 53. On the other hand, after the output voltage of the bandpass filter amplifier 53 is input to the π / 2 phase shifter 54 to shift the phase by 90 degrees, it is input to the power amplifier 55 and applied to the drive electrode 56. That is, the power amplifier 51 and the piezoelectric body 50 form a self-excited oscillation circuit, and the power amplifier 55, the π / 2 phase shifter 54, and the piezoelectric body 50 form a self-excited oscillation circuit.
The band-pass filter amplifier 53 passes only the main resonance frequency component of the piezoelectric driver of the AC voltage input from the drive electrode 52. As a result, a driving AC voltage having a frequency equal to the resonance frequency is always applied to the piezoelectric body 50.
Therefore, according to this ultrasonic motor device, even if the resonance frequency of the piezoelectric driver shifts due to changes in load, temperature, etc. during driving, the piezoelectric driver can always be excited with high efficiency.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
超音波モータでは、駆動回路にバンドパスフィルタ増幅
器５３、π／２位相器５４を備えているため、部品点数
が多く、製造工数が多かった。従って、超音波モータ装
置の価格が高くなるため、その普及の障害になっている
という問題がある。However, in the above ultrasonic motor, since the drive circuit includes the bandpass filter amplifier 53 and the π / 2 phase shifter 54, the number of parts is large and the number of manufacturing steps is large. Therefore, there is a problem that the price of the ultrasonic motor device becomes high, which is an obstacle to its widespread use.
【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、高効率で駆動するこ
とができるとともに、回路構成を簡素化することができ
る超音波モータ装置を提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic motor device which can be driven with high efficiency and whose circuit structure can be simplified. To provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、円環状の弾性体に円環状
の圧電体を張り合わせてステータとし、圧電体に励振周
波数の波長の４分の１波長だけ位置をずらした第１の駆
動電極及び第２の駆動電極をそれぞれ設け、この両電極
に９０度位相がずれた２つの駆動交流電圧をそれぞれ印
加してステータに高周波振動を発生させ、この高周波振
動によりステータ側に付勢されるロータを回転運動させ
るようにした超音波モータ装置において、ステータの高
周波振動により互いに９０度位相がずれた発振信号が出
力される第１の電極と第２の電極と、前記第１の電極か
ら出力する発振信号を増幅して前記第１の駆動電極に帰
還させる第１の自励発振部と、前記第２の電極から出力
する発振信号を増幅して前記第２の駆動電極に帰還させ
る第２の自励発振部とを備えた。In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a stator in which an annular piezoelectric body is attached to an annular elastic body to form a stator, and the piezoelectric body has a wavelength of an excitation frequency. 1st drive electrode and 2nd drive electrode which are displaced by 1/4 wavelength respectively are provided, and two drive AC voltages 90 degrees out of phase are respectively applied to these electrodes and high frequency vibration is applied to the stator. In the ultrasonic motor device in which the rotor urged toward the stator by this high frequency vibration is rotated, the first high frequency vibration of the stator outputs the oscillation signals which are 90 degrees out of phase with each other. An electrode, a second electrode, a first self-excited oscillating unit that amplifies an oscillation signal output from the first electrode and returns it to the first drive electrode, and an oscillation signal output from the second electrode. Increase And a second self-oscillating unit for feeding back to said second driving electrodes and.
【００１０】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、第１の電極は、励振周波数の４分
の１波長相当の長さに形成され、第２の電極は、前記第
１の電極から励振周波数の２分の１波長の整数倍相当の
長さだけずれた位置に設けられるものとした。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first electrode is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency, and the second electrode is , Is provided at a position displaced from the first electrode by a length corresponding to an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency.
【００１１】又、請求項３に記載の発明は、請求項２に
記載の発明において、第２の電極は、励振周波数の４分
の１波長相当の長さに形成されるものとした。又、請求
項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
ステータの高周波振動により第１の電極及び第２の電極
から出力される各発振信号の何れか一方に対して９０度
ずれるとともに他方に対して１８０度ずれた発振信号が
出力される第３の電極と、前記第３の電極から出力され
る発振信号を増幅して前記第２の駆動電極に帰還させる
第３の自励発振部とを備えた。According to a third aspect of the invention, in the second aspect of the invention, the second electrode is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency. Further, the invention described in claim 4 is the same as the invention described in claim 1,
A third electrode that outputs an oscillation signal that is deviated by 90 degrees with respect to one of the oscillation signals output from the first electrode and the second electrode due to high-frequency vibration of the stator and is shifted by 180 degrees with respect to the other. And a third self-oscillation section for amplifying the oscillation signal output from the third electrode and feeding it back to the second drive electrode.
【００１２】又、請求項５に記載の発明は、請求項４に
記載の発明において、第３の電極は、励振周波数の４分
の１波長相当の長さに形成され、前記第１の電極から励
振周波数の２分の１波長の整数倍相当の長さだけずれた
位置に設けられるとともに、前記第２の電極から励振周
波数の４分の１波長相当の長さだけずれた位置に設けら
れるものとした。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, the third electrode is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency. From the second electrode by a length corresponding to an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency and from the second electrode by a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency. I decided.
【００１３】又、請求項６に記載の発明は、請求項５に
記載の発明において、第３の自励発振部を、第２の自励
発振部と同一とし、第２の自励発振部には、第２の電極
又は第３の電極の何れかの発振信号を入力する切換手段
を設けた。According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the fifth aspect, the third self-excited oscillation unit is the same as the second self-excited oscillation unit, and the second self-excited oscillation unit is provided. Is provided with a switching means for inputting an oscillation signal of either the second electrode or the third electrode.
【００１４】[0014]
【作用】従って、請求項１に記載の発明によれば、第１
の自励発振部が出力する駆動交流電圧によりステータが
共振周波数で高周波振動すると、第１の電極から第１の
自励発振部にその高周波振動と同じ周波数の発振信号が
帰還される。第１の自励発振部が発振信号を増幅した駆
動交流電圧を第１の駆動電極に出力すると、ステータに
はその駆動交流電圧による高周波振動が励振される。従
って、第１の自励発振部及びステータにより自励発振回
路が構成される。又、第２の自励発振部が出力する駆動
交流電圧によりステータが共振周波数で高周波振動する
と、第２の電極から第２の自励発振部にその高周波振動
と同じ周波数で、第１の電極から出力される発振信号に
対して９０度位相がずれた発振信号が帰還される。第２
の自励発振部が発振信号を増幅した駆動交流電圧を第２
の駆動電極に出力すると、ステータにはその発振信号に
基づく高周波振動が励振される。この結果、ステータに
は共振周波数に等しい周波数の両高周波振動に基づく疑
似進行波が生成される。Therefore, according to the invention described in claim 1, the first
When the stator oscillates at high frequency at the resonance frequency due to the driving AC voltage output by the self-excited oscillating unit, the oscillation signal of the same frequency as the high-frequency oscillation is fed back from the first electrode to the first self-excited oscillating unit. When the first self-excited oscillating unit outputs the drive AC voltage, which is obtained by amplifying the oscillation signal, to the first drive electrode, the stator is excited by high-frequency vibration due to the drive AC voltage. Therefore, the first self-excited oscillation unit and the stator constitute a self-excited oscillation circuit. Further, when the stator vibrates at high frequency at the resonance frequency due to the driving AC voltage output by the second self-excited oscillating section, the second electrode causes the second self-excited oscillating section to oscillate at the same frequency as the high-frequency oscillation. An oscillation signal whose phase is shifted by 90 degrees with respect to the oscillation signal output from is fed back. Second
The self-excited oscillation part of the
When it is output to the drive electrode of, the high frequency vibration based on the oscillation signal is excited in the stator. As a result, a pseudo traveling wave based on both high frequency vibrations having a frequency equal to the resonance frequency is generated in the stator.
【００１５】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、励振周波数の４分の１波長相当の
長さに形成される第１の電極から第１の自励発振部に発
振信号が出力され、第１の電極から励振周波数の２分の
１波長の整数倍相当の長さだけずれた位置に設けられる
第２の電極から第２の自励発振部に発振信号が出力され
る。According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the first self-excited oscillation from the first electrode formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency. Signal is output to the second electrode, and an oscillation signal is output to the second self-excited oscillation unit from the second electrode provided at a position displaced from the first electrode by a length corresponding to an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency. Is output.
【００１６】又、請求項３に記載の発明は、請求項２に
記載の発明において、励振周波数の４分の１波長相当の
長さに形成される第２の電極から第２の自励発振部に発
振信号が出力される。According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect, the second self-excited oscillation is generated from the second electrode formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency. The oscillation signal is output to the section.
【００１７】又、請求項４に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、第３の自励発振部が出力する駆動
交流電圧によりステータが共振周波数で高周波振動する
と、第３の電極から第３の自励発振部にその高周波振動
と同じ周波数の発振信号が帰還される。第３の電極が第
２の電極に対して４分の１波長分だけずれた位置に設け
られるため、この発振信号は第１の電極から出力される
発振信号に対して、第２の電極から出力される発振信号
とは逆方向に位相が９０度ずれる。そして、第３の自励
発振部が発振信号を増幅した駆動交流電圧を第２の駆動
電極に出力すると、ステータにはその駆動交流電圧によ
る高周波振動が励振される。従って、第２の電極に第２
の自励発振部が出力する駆動交流電圧が印加される場合
と、第３の自励発振部が出力する駆動交流電圧が印加さ
れる場合で、ステータに励起される疑似進行波の進行方
向が反対になる。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the driving AC voltage output from the third self-excited oscillating section causes the stator to vibrate at a high resonance frequency, the third electrode Then, the oscillation signal of the same frequency as the high frequency vibration is fed back to the third self-excited oscillation unit. Since the third electrode is provided at a position shifted by a quarter wavelength with respect to the second electrode, this oscillation signal is output from the second electrode with respect to the oscillation signal output from the first electrode. The phase is shifted by 90 degrees in the opposite direction to the output oscillation signal. When the third self-excited oscillating unit outputs the drive AC voltage, which is obtained by amplifying the oscillation signal, to the second drive electrode, the stator is excited by high-frequency vibration due to the drive AC voltage. Therefore, the second electrode
When the drive AC voltage output by the self-excited oscillating unit is applied and when the drive AC voltage output by the third self-excited oscillating unit is applied, the traveling direction of the pseudo traveling wave excited in the stator is It will be the opposite.
【００１８】又、請求項５に記載の発明によれば、請求
項４に記載の発明の作用に加えて、励振周波数の４分の
１波長相当の長さに形成され、第１の電極から励振周波
数の２分の１波長の整数倍だけずれた位置に設けられる
とともに、第２の電極から励振周波数の４分の１波長だ
けずれた位置に設けられる第３の電極から第３の自励発
振部に発振信号が出力される。According to the invention described in claim 5, in addition to the function of the invention described in claim 4, it is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency, and is formed from the first electrode. Third self-excitation from the third electrode provided at a position shifted by an integral multiple of one-half wavelength of the excitation frequency and at a position shifted by one-quarter wavelength of the excitation frequency from the second electrode An oscillation signal is output to the oscillator.
【００１９】又、請求項６に記載の発明によれば、請求
項５に記載の発明の作用に加えて、切換手段により、第
２の電極又は第３の電極から出力される発振信号の何れ
かが選択されて第２の自励発振部に入力される。従っ
て、２個の自励発振部と切換手段で駆動回路が構成され
る。According to the invention described in claim 6, in addition to the operation of the invention described in claim 5, any one of the oscillation signals output from the second electrode or the third electrode by the switching means. Is selected and input to the second self-oscillation unit. Therefore, a drive circuit is composed of the two self-excited oscillation sections and the switching means.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１に
従って説明する。尚、本実施例では電極の配置構成と駆
動回路が異なるのみで、超音波モータの基本的構成は図
４に示す構成と基本的に同じであるため、符号を同じに
して超音波モータの基本的構成の説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, the basic configuration of the ultrasonic motor is basically the same as the configuration shown in FIG. 4 only in the arrangement of electrodes and the driving circuit. The description of the physical configuration is omitted.
【００２１】図１は、超音波モータ装置１の構成を示し
ている。超音波モータ装置１は、圧電体４２と駆動回路
２から構成されている。圧電体４２は、その円周方向の
長さが励振周波数の９波長相当の長さに形成されてい
る。尚、図１においては、圧電体４２はその下面（図４
における下面、即ち、弾性体４１と接しない側）を示し
ている。圧電体４２の上面（従って、図４における上
面、即ち、弾性体４１に接する側）には、その円周方向
に、励振周波数の２分の１波長相当の長さの小電極３が
８個配列された小電極群４が設けられている。圧電体４
２の下面において、この小電極群４に対応する領域には
第１の駆動電極１１が形成されている。又、圧電体４２
の下面には、この第１の駆動電極１１に隣接して励振周
波数の４分の１波長相当の長さの第１の電極５が設けら
れている。FIG. 1 shows the configuration of the ultrasonic motor device 1. The ultrasonic motor device 1 is composed of a piezoelectric body 42 and a drive circuit 2. The piezoelectric body 42 is formed so that its circumferential length is equivalent to 9 wavelengths of the excitation frequency. In FIG. 1, the piezoelectric body 42 has a lower surface (see FIG.
The lower surface, that is, the side not in contact with the elastic body 41) is shown. On the upper surface of the piezoelectric body 42 (therefore, the upper surface in FIG. 4, that is, the side in contact with the elastic body 41), eight small electrodes 3 having a length corresponding to a half wavelength of the excitation frequency are arranged in the circumferential direction. The arrayed small electrode group 4 is provided. Piezoelectric body 4
On the lower surface of 2, the first drive electrode 11 is formed in a region corresponding to the small electrode group 4. In addition, the piezoelectric body 42
A first electrode 5 having a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency is provided adjacent to the first drive electrode 11 on the lower surface of the.
【００２２】さらに、圧電体４２の上面において、この
第１の電極５に隣接する位置には再び２分の１波長相当
の長さの小電極６が８個配列された小電極群７が設けら
れている。圧電体４２の下面において、この小電極群７
に対応する領域には駆動電極１２が形成されている。さ
らに、圧電体４２の下面には、この第２の駆動電極１２
に隣接して４分の１波長相当の長さの第２の電極８が設
けられている。この第２の電極８に隣接して４分の１波
長相当の長さの間隙９が設けられ、この間隙９に隣接し
て４分の１波長相当の長さの第３の電極１０が設けられ
ている。従って、この第３の電極１０は、前記第１の駆
動電極１１に隣接している。尚、圧電体４２の上面及び
下面において、隣合う電極同士は互いに絶縁されてい
る。Further, on the upper surface of the piezoelectric body 42, a small electrode group 7 in which eight small electrodes 6 having a length corresponding to a half wavelength are arranged again is provided at a position adjacent to the first electrode 5. Has been. On the lower surface of the piezoelectric body 42, the small electrode group 7
The drive electrode 12 is formed in a region corresponding to. Further, on the lower surface of the piezoelectric body 42, the second drive electrode 12
A second electrode 8 having a length corresponding to a quarter wavelength is provided adjacent to. A gap 9 having a length corresponding to a quarter wavelength is provided adjacent to the second electrode 8, and a third electrode 10 having a length corresponding to a quarter wavelength is provided adjacent to the gap 9. Has been. Therefore, the third electrode 10 is adjacent to the first drive electrode 11. In addition, on the upper surface and the lower surface of the piezoelectric body 42, adjacent electrodes are insulated from each other.
【００２３】圧電体４２において、小電極群４の各小電
極３が対応する領域には、その厚み方向に交互に逆方向
に分極処理された図示しないセグメントがそれぞれ形成
されている。又、小電極群７の各小電極６が対応する領
域にも、同様なセグメントがそれぞれ形成されている。
さらに、各電極５，８，１０がそれぞれ対応する領域に
も、同様なセグメントがそれぞれ形成されている。尚、
各セグメントは、小電極群４の領域では前記各小電極３
と第１の駆動電極１１を使用して、又、小電極群７の領
域では前記各小電極６と第２の駆動電極１２をそれぞれ
使用して分極処理されている。In the piezoelectric body 42, in the region corresponding to each small electrode 3 of the small electrode group 4, segments (not shown) that are polarized in the opposite direction alternately in the thickness direction are formed. Further, similar segments are also formed in regions corresponding to the respective small electrodes 6 of the small electrode group 7.
Further, similar segments are also formed in the regions corresponding to the respective electrodes 5, 8 and 10. still,
In the area of the small electrode group 4, each segment has the small electrodes 3
And the first drive electrode 11 is used, and in the area of the small electrode group 7, each small electrode 6 and the second drive electrode 12 are used to perform polarization processing.
【００２４】前記第１の電極５には第１の自励発振部１
３が接続され、その出力側は前記第１の駆動電極１１に
接続されている。そして、第１の自励発振部１３は、電
源の投入により第１の駆動電極１１に駆動交流電圧を出
力する。又、第１の自励発振部１３は第１の電極５から
発振信号を入力し、この発振信号を増幅して第１の駆動
電極１１に出力する。The first electrode 5 has a first self-excited oscillator 1
3 is connected, and its output side is connected to the first drive electrode 11. Then, the first self-oscillation section 13 outputs a drive AC voltage to the first drive electrode 11 when the power is turned on. Further, the first self-excited oscillation unit 13 inputs an oscillation signal from the first electrode 5, amplifies this oscillation signal, and outputs it to the first drive electrode 11.
【００２５】又、前記第２の電極８及び第３の電極１０
は、切換手段としての切換スイッチ１４の接点１４ａ，
１４ｂにそれぞれ接続されている。切換スイッチ１４の
可動端１４ｃが第２の自励発振部１５に接続されてい
る。第２の自励発振部１５は前記第２の駆動電極１２に
接続されている。そして、第２の自励発振部１５は、電
源の投入により、第２の駆動電極１２に駆動交流電圧を
出力する。又、第２の自励発振部１５は、切換スイッチ
１４を介して第２の電極８又は第３の電極１０から発振
信号を入力し、この発振信号を増幅して第２の駆動電極
１２に出力する。Further, the second electrode 8 and the third electrode 10
Is a contact point 14a of the changeover switch 14 as a changeover means,
14b, respectively. The movable end 14c of the changeover switch 14 is connected to the second self-excited oscillator 15. The second self-excited oscillator 15 is connected to the second drive electrode 12. Then, the second self-excited oscillating unit 15 outputs a drive AC voltage to the second drive electrode 12 when the power is turned on. Further, the second self-excited oscillating section 15 inputs an oscillation signal from the second electrode 8 or the third electrode 10 via the changeover switch 14, amplifies the oscillation signal, and outputs it to the second drive electrode 12. Output.
【００２６】ステータ４３は、第１の駆動電極１１に駆
動交流電圧が印加されると定在波を励起する。又、ステ
ータ４３は、第２の駆動電極１２に駆動交流電圧が印加
されると定在波を励起する。さらに、ステータ４３は、
両駆動電極１１，１２が励振周波数の４分の１波長だけ
ずれているため、両駆動電極１１，１２に印加される駆
動交流電圧の位相が９０度ずれているときには、励起さ
れる両定在波により疑似進行波を生成する。The stator 43 excites a standing wave when a drive AC voltage is applied to the first drive electrode 11. Further, the stator 43 excites a standing wave when a drive AC voltage is applied to the second drive electrode 12. Further, the stator 43 is
Since both drive electrodes 11 and 12 are deviated by a quarter wavelength of the excitation frequency, when the phase of the drive AC voltage applied to both drive electrodes 11 and 12 is deviated by 90 degrees, both excited standing electrodes are excited. A quasi traveling wave is generated by the wave.
【００２７】ステータ４３が高周波振動すると、逆圧電
効果により第１〜第３の電極５，８，１０に交流電圧が
それぞれ生成される。この交流電圧の周波数は、ステー
タ４３の共振周波数に等しくなる。第１の電極５は、生
成された交流電圧に基づく発振信号を第１の自励発振部
１３に出力する。同様に、第２の電極８及び第３の電極
１０は、生成された交流電圧に基づく発振信号をそれぞ
れ出力する。又、第２電極８及び第３の電極１０は、第
１の電極５に対して励振周波数の２分の１波長の整数倍
だけそれぞれ位置がずれている。従って、各第２の電極
８及び第３の電極１０から出力される発振信号は、第１
の電極５から出力される発振信号に対してその位相が９
０度ずれる。さらに、第２の電極８及び第３の電極１０
同士の位置が励振周波数の波長の４分の１ずれているた
め、各第２の電極８及び第３の電極１０から出力される
各発振信号は第１の電極５から出力される発振信号に対
して互いに反対方向に９０度ずれる。When the stator 43 vibrates at high frequency, an alternating voltage is generated at the first to third electrodes 5, 8 and 10 by the inverse piezoelectric effect. The frequency of this AC voltage becomes equal to the resonance frequency of the stator 43. The first electrode 5 outputs an oscillation signal based on the generated AC voltage to the first self-excited oscillation unit 13. Similarly, the second electrode 8 and the third electrode 10 each output an oscillation signal based on the generated AC voltage. The positions of the second electrode 8 and the third electrode 10 are displaced from the first electrode 5 by an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency. Therefore, the oscillation signal output from each of the second electrode 8 and the third electrode 10 is
The phase of the oscillation signal output from the electrode 5 of
It shifts 0 degrees. Further, the second electrode 8 and the third electrode 10
Since the positions of the two electrodes are displaced from each other by a quarter of the wavelength of the excitation frequency, each oscillation signal output from each second electrode 8 and third electrode 10 becomes an oscillation signal output from the first electrode 5. On the other hand, they are offset from each other by 90 degrees.
【００２８】従って、前記第１の自励発振部１３及びス
テータ４３にて自励発振回路が構成され、又、前記第２
の自励発振部１５及びステータ４３にて自励発振回路が
構成されている。即ち、第１の自励発振部１３が作動す
ると、第１の電極５からは共振周波数に等しい周波数の
発振信号が帰還される。第１の自励発振部１３は、入力
した発振信号を増幅して出力する。この結果、第１の自
励発振部１３及びステータ４３からなる自励発振回路が
ステータ４３の共振周波数で発振する。同様に、第２の
自励発振部１５及びステータ４３からなる自励発振回路
も、ステータ４３の共振周波数で発振する。Therefore, a self-excited oscillation circuit is constituted by the first self-excited oscillation unit 13 and the stator 43, and the second self-excited oscillation circuit is formed.
The self-excited oscillation unit 15 and the stator 43 constitute a self-excited oscillation circuit. That is, when the first self-excited oscillating unit 13 operates, an oscillation signal having a frequency equal to the resonance frequency is fed back from the first electrode 5. The first self-excited oscillation unit 13 amplifies and outputs the input oscillation signal. As a result, the self-excited oscillation circuit including the first self-excited oscillation unit 13 and the stator 43 oscillates at the resonance frequency of the stator 43. Similarly, the self-excited oscillation circuit including the second self-excited oscillation unit 15 and the stator 43 also oscillates at the resonance frequency of the stator 43.
【００２９】尚、各第１及び第２の自励発振部１３，１
５は、図示しない直流電源に接続されている。又、弾性
体４１は接地されている。次に、以上のように構成され
た超音波モータ装置の作用について説明する。Incidentally, each of the first and second self-excited oscillators 13, 1
5 is connected to a DC power source (not shown). The elastic body 41 is grounded. Next, the operation of the ultrasonic motor device configured as described above will be described.
【００３０】両第１の自励発振部１３，１５に直流電源
が投入されると、第１の自励発振部１３から出力される
駆動交流電圧によりステータ４３に高周波振動が励起さ
れる。すると、この高周波振動による逆圧電効果により
第１の電極５に生成される交流電圧が発振信号として第
１の自励発振部１３に入力される。この発振信号の周波
数はステータ４３の共振周波数に等しくなるため、第１
の自励発振部１３は共振周波数に等しい周波数の駆動交
流電圧を出力する。この結果、ステータ４３にはその共
振周波数に等しい周波数の定在波が励起される。When a DC power supply is applied to both first self-excited oscillation units 13 and 15, high frequency vibration is excited in the stator 43 by the driving AC voltage output from the first self-excited oscillation unit 13. Then, the AC voltage generated in the first electrode 5 by the inverse piezoelectric effect due to the high frequency vibration is input to the first self-excited oscillation unit 13 as an oscillation signal. Since the frequency of this oscillation signal becomes equal to the resonance frequency of the stator 43,
The self-excited oscillating unit 13 outputs a driving AC voltage having a frequency equal to the resonance frequency. As a result, a standing wave having a frequency equal to its resonance frequency is excited in the stator 43.
【００３１】又、第２の自励発振部１５から出力される
駆動交流電圧によりステータ４３に高周波振動が励起さ
れる。切換スイッチ１４が電極８に切り換えられている
と、この高周波振動による逆圧電効果により第２の電極
８に生成される交流電圧が発振信号として第２の自励発
振部１５に入力される。この発振信号は、その周波数が
第１の電極５から出力される発振信号の周波数と同じで
あるが、位相が９０度異なる。この発振信号の周波数は
ステータ４３の共振周波数に等しくなるため、第２の自
励発振部１５は共振周波数に等しい周波数の駆動交流電
圧を出力する。この結果、ステータ４３にはその共振周
波数に等しい周波数の定在波が励起される。従って、ス
テータ４３には位相が９０度ずれた両駆動交流電圧にて
励起される２つの定在波により疑似進行波が生成され
る。Further, high frequency vibration is excited in the stator 43 by the driving AC voltage output from the second self-excited oscillator 15. When the changeover switch 14 is switched to the electrode 8, the AC voltage generated in the second electrode 8 by the inverse piezoelectric effect due to the high frequency vibration is input to the second self-excited oscillation unit 15 as an oscillation signal. The frequency of this oscillation signal is the same as the frequency of the oscillation signal output from the first electrode 5, but the phase is different by 90 degrees. Since the frequency of this oscillation signal becomes equal to the resonance frequency of the stator 43, the second self-excited oscillation unit 15 outputs the drive AC voltage having a frequency equal to the resonance frequency. As a result, a standing wave having a frequency equal to its resonance frequency is excited in the stator 43. Therefore, in the stator 43, a pseudo traveling wave is generated by the two standing waves excited by the two driving AC voltages whose phases are shifted by 90 degrees.
【００３２】超音波モータの駆動中にステータ４３に加
わる荷重、圧電体の温度等が変化すると、その共振周波
数が変化する。この結果、第１の電極５から出力される
発振信号の周波数が、変化した共振周波数と同じ値に変
化する。従って、自励発振部１３からはその周波数の駆
動交流電圧が出力されるため、ステータ４３にはその駆
動交流電圧に等しい周波数の定在波が励起される。同様
に、第２の電極８から出力される発振信号の周波数も、
変化した共振周波数と同じ値に変化する。従って、自励
発振部１５からは新たな共振周波数に等しい周波数で、
位相が９０度ずれた駆動交流電圧が出力される。この結
果、ステータ４３には周波数が変化した両駆動交流電圧
にて励起される２つの定在波により疑似進行波が生成さ
れる。When the load applied to the stator 43, the temperature of the piezoelectric body, and the like change while the ultrasonic motor is being driven, the resonance frequency thereof changes. As a result, the frequency of the oscillation signal output from the first electrode 5 changes to the same value as the changed resonance frequency. Therefore, since the driving AC voltage of that frequency is output from the self-excited oscillating unit 13, a standing wave having a frequency equal to the driving AC voltage is excited in the stator 43. Similarly, the frequency of the oscillation signal output from the second electrode 8 is also
It changes to the same value as the changed resonance frequency. Therefore, from the self-excited oscillation unit 15, at a frequency equal to the new resonance frequency,
The drive AC voltage with a phase difference of 90 degrees is output. As a result, a pseudo traveling wave is generated in the stator 43 by the two standing waves excited by the two driving AC voltages whose frequencies have changed.
【００３３】従って、超音波モータの使用中に共振周波
数が初期の値から変化しても、ステータ４３が変化した
後の共振周波数に等しい周波数の駆動交流電圧で励振さ
れるため、超音波モータが効率良く駆動される。Therefore, even if the resonance frequency changes from the initial value during use of the ultrasonic motor, the stator motor is excited by the driving AC voltage having a frequency equal to the resonance frequency after the change. Driven efficiently.
【００３４】又、切換スイッチ１４を第３の電極１０に
切り換えると、ステータ４３の高周波振動により第３の
電極１０に生成される交流電圧が発振信号として第２の
自励発振部１５に入力される。この発振信号は、その位
相が第１の電極５から出力される発振信号に対して第２
の電極８から出力される発振信号とは反対側に９０度ず
れる。そして、第１の電極５から出力される発振信号か
ら生成される駆動交流電圧、及び、第３の電極１０から
出力される発振信号から生成される駆動交流電圧により
それぞれ定在波が励起される。この結果、両定在波によ
り生成される疑似進行波の進行方向は、切換スイッチ１
４が第２の電極８に接続される場合とは反対になる。When the changeover switch 14 is switched to the third electrode 10, the AC voltage generated in the third electrode 10 by the high frequency vibration of the stator 43 is input to the second self-excited oscillation section 15 as an oscillation signal. It This oscillation signal has a second phase with respect to the oscillation signal output from the first electrode 5.
The oscillation signal output from the electrode 8 is shifted by 90 degrees to the opposite side. Then, the standing wave is excited by the driving AC voltage generated from the oscillation signal output from the first electrode 5 and the driving AC voltage generated from the oscillation signal output from the third electrode 10, respectively. . As a result, the traveling direction of the pseudo traveling wave generated by both standing waves is the changeover switch 1
The opposite is the case when 4 is connected to the second electrode 8.
【００３５】以上詳述したように、本実施例の超音波モ
ータ装置によれば、第１の自励発振部１３とステータ４
３、及び、第２の自励発振部１５とステータ４３でそれ
ぞれ自励発振回路を構成した。又、第１の自励発振部１
３に発振信号を帰還する第１の電極５と、第２の自励発
振部１５に発振信号を帰還する第２の電極８（又は、第
３の電極１０）とを、励振周波数の２分の１波長の整数
倍だけずらした位置に設けて両発振信号の位相が９０度
ずれるようにした。従って、発振信号の位相を９０度ず
らすための位相器を用いることなく、両第１の駆動電極
１１，１２に対して、周波数が共振周波数に等しく、位
相が９０度ずれた駆動交流電圧をそれぞれ印加すること
ができる。この結果、簡単な構成の駆動回路により圧電
駆動体４３を共振周波数で駆動することができる。As described above in detail, according to the ultrasonic motor device of the present embodiment, the first self-excited oscillator 13 and the stator 4 are used.
3, and the second self-excited oscillating unit 15 and the stator 43 constitute a self-excited oscillating circuit. In addition, the first self-excited oscillation unit 1
The first electrode 5 for returning the oscillation signal to 3 and the second electrode 8 (or the third electrode 10) for returning the oscillation signal to the second self-excited oscillating section 15 are divided into two parts of the excitation frequency. It is provided at a position shifted by an integer multiple of 1 wavelength so that the phases of both oscillation signals are shifted by 90 degrees. Therefore, without using a phase shifter for shifting the phase of the oscillation signal by 90 degrees, the drive AC voltage whose frequency is equal to the resonance frequency and whose phase is shifted by 90 degrees is respectively supplied to both the first drive electrodes 11 and 12. Can be applied. As a result, the piezoelectric driving body 43 can be driven at the resonance frequency with a driving circuit having a simple structure.
【００３６】又、本実施例によれば、第１の電極５に対
して励振周波数の２分の１波長の整数倍だけずらすとと
もに、互いに同波長の４分の１だけずらした位置に第２
の電極８及び第３の電極１０を設けた。この両第２の電
極８及び第３の電極１０から、第１の電極５から出力さ
れる発振信号に対して位相が反対方向に９０度ずれた２
通りの発振信号を得るようにした。そして、この両発振
信号の何れかを第２の自励発振部１５に入力して駆動交
流電圧を得て、この駆動交流電圧と第１の自励発振部１
３から出力される駆動交流電圧とで、圧電駆動体４３に
疑似進行波を生成するようにした。従って、第２の自励
発振部１５に入力する発振信号を選択することにより、
両進行方向の疑似進行波を生成することができる。この
結果、簡単な回路構成で正転及び逆転を行うことができ
る。Further, according to this embodiment, the first electrode 5 is shifted by an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency, and the second electrode is shifted by a quarter of the same wavelength.
The electrode 8 and the third electrode 10 were provided. From the two second electrodes 8 and the third electrodes 10, the phase is shifted by 90 degrees in the opposite direction with respect to the oscillation signal output from the first electrode 2.
I tried to get the same oscillation signal. Then, either one of these oscillation signals is input to the second self-excited oscillation section 15 to obtain a drive AC voltage, and this drive AC voltage and the first self-excited oscillation section 1 are obtained.
A pseudo traveling wave is generated in the piezoelectric driving body 43 by the driving AC voltage output from No. 3. Therefore, by selecting the oscillation signal to be input to the second self-excited oscillation unit 15,
Pseudo traveling waves in both traveling directions can be generated. As a result, normal rotation and reverse rotation can be performed with a simple circuit configuration.
【００３７】さらに、本実施例によれば、第２の電極８
及び第３の電極１０をそれぞれ切換スイッチ１４に接続
し、その切り換え操作により両第２の電極８及び第３の
電極１０の何れか一方の発振信号を第２の自励発振部１
５に入力するようにした。従って、第１及び第２の自励
発振部１３，１５と切換スイッチ１４とにより正転及び
逆転可能な駆動回路を構成することができる。Further, according to this embodiment, the second electrode 8
, And the third electrode 10 are respectively connected to the changeover switch 14, and by the switching operation, the oscillation signal of either one of the second electrode 8 and the third electrode 10 is transmitted to the second self-excited oscillation unit 1.
I input it into 5. Therefore, the first and second self-excited oscillating units 13 and 15 and the changeover switch 14 can constitute a drive circuit capable of normal rotation and reverse rotation.
【００３８】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 上記実施例で、図２に示すように、例えば第２
の電極８のみを設けた正転又は逆転専用の超音波モータ
装置としてもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, but may be configured as follows. (1) In the above embodiment, as shown in FIG.
It is also possible to use an ultrasonic motor device dedicated to forward rotation or reverse rotation provided with only the electrode 8 of FIG.
【００３９】（２） 上記実施例では、第１の電極５の
発振信号に対して位相が９０度反対にずれた発振信号を
出力する２個の第２の電極８及び第３の電極１０を設け
た。そして、切換スイッチ１４にて何れか一方の電極
８，１０の発振信号を第２の自励発振部１５に入力する
ことにより、超音波モータを正転又は逆転させるように
した。これを、図３に示すように、第２の電極８に１８
０度位相をずらすπ位相器１６を接続する。そして、切
換スイッチ１４により第２の自励発振部１５に入力する
発振信号をπ位相器１６を通して１８０度位相をずらし
た発振信号と、π位相器１６を通さずそのまま出力した
発振信号に切り換えることにより、超音波モータを正転
又は逆転させるようにしてもよい。この場合でも、簡単
な回路構成で正転及び逆転を行う駆動回路とすることが
できる。(2) In the above embodiment, the two second electrodes 8 and the third electrode 10 which output an oscillation signal whose phase is 90 degrees opposite to the oscillation signal of the first electrode 5 are output. Provided. Then, by inputting the oscillation signal of either one of the electrodes 8 and 10 to the second self-excited oscillating portion 15 with the changeover switch 14, the ultrasonic motor is rotated in the normal or reverse direction. This is applied to the second electrode 8 as shown in FIG.
A π phase shifter 16 that shifts the phase by 0 degrees is connected. Then, the changeover switch 14 switches the oscillation signal input to the second self-excited oscillation section 15 between the oscillation signal which is 180 degrees out of phase through the π phase shifter 16 and the oscillation signal which is output as it is without passing through the π phase shifter 16. Therefore, the ultrasonic motor may be rotated in the normal or reverse direction. Even in this case, it is possible to provide a drive circuit that performs normal rotation and reverse rotation with a simple circuit configuration.
【００４０】（３） 各第２の電極８に第２の自励発振
部１５を接続するとともに、第３の電極１０に第３の自
励発振部を接続し、両自励発振部が出力する各駆動交流
電圧を選択して駆動電極７に印加するようにしてもよ
い。(3) The second self-excited oscillating section 15 is connected to each second electrode 8 and the third self-excited oscillating section is connected to the third electrode 10, and both self-excited oscillating sections output. Alternatively, each driving AC voltage to be applied may be selected and applied to the driving electrode 7.
【００４１】（４） 圧電体４２の円周方向の長さは、
励振周波数の９波長相当の長さに限らず、それ以外の長
さであってもよい。 （５） 第１の電極５、第２の電極８及び第３の電極１
０の各長さを励振周波数の４分の１波長相当の長さ以外
としてもよい。(4) The length of the piezoelectric body 42 in the circumferential direction is
The length is not limited to the length corresponding to 9 wavelengths of the excitation frequency, and may be other length. (5) First electrode 5, second electrode 8 and third electrode 1
Each length of 0 may be other than the length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency.
【００４２】（６） 第２の電極８及び第３の電極１０
の第１の電極５に対するずれをそれぞれ励振周波数の２
分の１波長の整数倍以外としてもよい。 （７） 小電極３，６を圧電体４２の下面（即ち、弾性
体４１と接しない側）に形成するタイプの超音波モータ
に実施してもよい。即ち、この場合には、圧電体４２の
上面（即ち、弾性体４１と接する側）に共通電極を形成
するとともに、小電極３，６をそれぞれ駆動電極１１，
１２で短絡する。(6) Second electrode 8 and third electrode 10
Of the excitation frequency with respect to the first electrode 5 by 2
It may be other than an integral multiple of one-half wavelength. (7) The small electrodes 3 and 6 may be applied to an ultrasonic motor of the type in which the lower surface of the piezoelectric body 42 (that is, the side not in contact with the elastic body 41) is formed. That is, in this case, the common electrode is formed on the upper surface of the piezoelectric body 42 (that is, the side in contact with the elastic body 41), and the small electrodes 3 and 6 are connected to the drive electrodes 11 and
Short at 12.
【００４３】（８） 各電極５，８，１０及び各駆動電
極１１，１２を弾性体４２の上面に設けたタイプの超音
波モータに実施してもよい。 上記実施例から把握できる請求項以外の技術的思想につ
いて、以下にその効果とともに記載する。(8) The electrodes 5, 8, 10 and the drive electrodes 11, 12 may be implemented in an ultrasonic motor of the type in which the elastic body 42 is provided on the upper surface. The technical ideas other than the claims that can be understood from the above-described embodiments will be described below along with their effects.
【００４４】（１） 請求項１に記載の超音波モータ装
置において、第２の電極８から出力する発振信号を１８
０度位相をずらすπ位相器１６を設け、第２の電極８か
ら出力される発振信号と、π位相器１６を介した発振信
号との内の何れか一方を選択して第２の自励発振部１５
に入力する切換手段１４を設けた。このような構成によ
れば、２個の自励発振部、π位相器及び切換スイッチに
より正転及び逆転を行うことができる。(1) In the ultrasonic motor device according to claim 1, the oscillation signal output from the second electrode 8 is 18
The π phase shifter 16 for shifting the phase by 0 degrees is provided, and either one of the oscillation signal output from the second electrode 8 and the oscillation signal via the π phase shifter 16 is selected to perform the second self-excitation. Oscillator 15
A switching means 14 for inputting to the input is provided. With such a configuration, it is possible to perform normal rotation and reverse rotation by the two self-oscillation units, the π phase shifter, and the changeover switch.
【００４５】（２） 請求項１に記載の超音波モータ装
置において、第１の電極５、第２の電極８、第１の駆動
電極及び第２の駆動電極を、圧電体４２の弾性体４１と
接しない側面に形成した。このような構成によれば、各
電極５，８及び各駆動電極１１，１２への接続を容易に
行うことができる。(2) In the ultrasonic motor device according to claim 1, the first electrode 5, the second electrode 8, the first drive electrode and the second drive electrode are the elastic body 41 of the piezoelectric body 42. Formed on the side that does not contact with. With such a configuration, it is possible to easily connect the electrodes 5 and 8 and the drive electrodes 11 and 12.
【００４６】（３） 請求項１に記載の超音波モータ装
置において、第１の駆動電極１１及び第２の駆動電極１
２に対して、小電極３，４を圧電体４２の反対側に設け
た。このような構成によれば、共通電極を形成すること
なく、各駆動電極１１，１２及び各小電極３，４を使用
してセグメントを形成することができる。(3) In the ultrasonic motor device according to claim 1, the first drive electrode 11 and the second drive electrode 1
2, the small electrodes 3 and 4 are provided on the opposite side of the piezoelectric body 42. According to such a configuration, a segment can be formed by using the drive electrodes 11 and 12 and the small electrodes 3 and 4 without forming a common electrode.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、各電極にそれぞれ接続される各自励
発振部がそれぞれ各駆動電極に駆動交流電圧を出力する
ようにしたので、圧電駆動体をその共振周波数で駆動す
ることができる。従って、ステータに加わる荷重が変化
したり、圧電駆動体の温度が変化しても、圧電駆動体が
そのときの共振周波数で駆動される。この結果、圧電駆
動体を高効率で駆動することができるとともに、駆動回
路の構成を簡素化することができるため、超音波モータ
を常時高い効率で安定して駆動することができる。As described above in detail, according to the inventions described in claims 1 to 3, each self-excited oscillating section connected to each electrode outputs a driving AC voltage to each driving electrode. Therefore, the piezoelectric driver can be driven at its resonance frequency. Therefore, even if the load applied to the stator changes or the temperature of the piezoelectric drive changes, the piezoelectric drive is driven at the resonance frequency at that time. As a result, the piezoelectric driver can be driven with high efficiency, and the configuration of the drive circuit can be simplified, so that the ultrasonic motor can always be stably driven with high efficiency.
【００４８】又、請求項４〜６に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の効果に加えて、位相のずれ方向
が互いに反対である発振信号を取り出し、この発振信号
を選択することにより進行方向が逆方向の疑似進行波を
生成するようにした。この結果、発振信号の位相をずら
すための位相器が不要になるため、簡単な回路構成で正
転及び逆点を行うことができる。According to the invention described in claims 4 to 6,
In addition to the effect of the invention described in claim 1, an oscillating signal whose phase shift directions are opposite to each other is taken out, and by selecting this oscillating signal, a pseudo traveling wave whose traveling direction is the opposite direction is generated. . As a result, a phase shifter for shifting the phase of the oscillating signal is not required, so that the forward rotation and the reverse point can be performed with a simple circuit configuration.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 圧電駆動体上の電極構成及び駆動回路の構成
を示す概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an electrode configuration on a piezoelectric driver and a driver circuit configuration.
【図２】 別例の電極構成及び駆動回路の構成を示す概
念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example of an electrode configuration and a configuration of a drive circuit.
【図３】 同じく電極構成及び駆動回路の構成を示す概
念図。FIG. 3 is a conceptual diagram showing an electrode configuration and a drive circuit configuration.
【図４】 超音波モータの基本的構成を示す模式断面
図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of an ultrasonic motor.
【図５】 従来形の超音波モータ装置の電気ブロック
図。FIG. 5 is an electrical block diagram of a conventional ultrasonic motor device.
１…圧電駆動体、５…第１の電極、８…第２の電極、１
０…第３の電極、１１…第１の駆動電極、１２…第２の
駆動電極、１３…第１の自励発振部、１４…切換手段と
しての切換スイッチ、１５…第２及び第３の自励発振
部。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric driver, 5 ... 1st electrode, 8 ... 2nd electrode, 1
0 ... 3rd electrode, 11 ... 1st drive electrode, 12 ... 2nd drive electrode, 13 ... 1st self-oscillation part, 14 ... Changeover switch as a switching means, 15 ... 2nd and 3rd Self-oscillation part.
Claims (6)
合わせてステータとし、圧電体に励振周波数の波長の４
分の１波長だけ位置をずらした第１の駆動電極及び第２
の駆動電極をそれぞれ設け、この両電極に９０度位相が
ずれた２つの駆動交流電圧をそれぞれ印加してステータ
に高周波振動を発生させ、この高周波振動によりステー
タ側に付勢されるロータを回転運動させるようにした超
音波モータ装置において、 ステータの高周波振動により互いに９０度位相がずれた
発振信号が出力される第１の電極と第２の電極と、 前記第１の電極から出力する発振信号を増幅して前記第
１の駆動電極に帰還させる第１の自励発振部と、 前記第２の電極から出力する発振信号を増幅して前記第
２の駆動電極に帰還させる第２の自励発振部とを備えた
超音波モータ装置。1. A stator comprising a ring-shaped elastic member and a ring-shaped piezoelectric member bonded to each other to form a stator, and the piezoelectric member has a wavelength of four excitation frequencies.
A first drive electrode and a second drive electrode that are displaced by a fractional wavelength
Drive electrodes are provided, and two drive AC voltages 90 degrees out of phase are applied to both electrodes to generate high-frequency vibrations in the stator. The high-frequency vibrations cause the rotor to rotate to rotate the rotor. In the ultrasonic motor device configured as described above, the first electrode and the second electrode that output oscillation signals that are 90 degrees out of phase with each other due to high-frequency vibration of the stator, and the oscillation signal output from the first electrode A first self-excited oscillation unit that amplifies and returns to the first drive electrode, and a second self-excited oscillation unit that amplifies an oscillation signal output from the second electrode and returns to the second drive electrode. And an ultrasonic motor device.
長相当の長さに形成され、第２の電極は、前記第１の電
極から励振周波数の２分の１波長の整数倍相当の長さだ
けずれた位置に設けられるものである請求項１に記載の
超音波モータ装置。2. The first electrode is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency, and the second electrode is an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency from the first electrode. The ultrasonic motor device according to claim 1, wherein the ultrasonic motor device is provided at a position displaced by a considerable length.
長相当の長さに形成されるものである請求項２に記載の
超音波モータ装置。3. The ultrasonic motor device according to claim 2, wherein the second electrode is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency.
いて、 ステータの高周波振動により第１の電極及び第２の電極
から出力される各発振信号の何れか一方に対して９０度
ずれるとともに他方に対して１８０度ずれた発振信号が
出力される第３の電極と、 前記第３の電極から出力される発振信号を増幅して前記
第２の駆動電極に帰還させる第３の自励発振部とを備え
た超音波モータ装置。4. The ultrasonic motor device according to claim 1, wherein the high-frequency vibration of the stator causes a 90-degree shift with respect to one of the oscillation signals output from the first electrode and the second electrode, and the other. A third electrode that outputs an oscillation signal that is shifted by 180 degrees with respect to the third electrode, and a third self-excited oscillation unit that amplifies the oscillation signal that is output from the third electrode and returns it to the second drive electrode. And an ultrasonic motor device.
長相当の長さに形成され、前記第１の電極から励振周波
数の２分の１波長の整数倍相当の長さだけずれた位置に
設けられるとともに、前記第２の電極から励振周波数の
４分の１波長相当の長さだけずれた位置に設けられるも
のである請求項４に記載の超音波モータ装置。5. The third electrode is formed to have a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency, and is displaced from the first electrode by a length corresponding to an integral multiple of a half wavelength of the excitation frequency. The ultrasonic motor device according to claim 4, wherein the ultrasonic motor device is provided at a position different from the second electrode by a length corresponding to a quarter wavelength of the excitation frequency.
と同一であり、 第２の自励発振部には、第２の電極又は第３の電極の何
れかの発振信号を入力する切換手段を設けた請求項５に
記載の超音波モータ装置。6. The third self-excited oscillating unit is the same as the second self-excited oscillating unit, and the second self-excited oscillating unit oscillates either the second electrode or the third electrode. The ultrasonic motor device according to claim 5, further comprising switching means for inputting a signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7118640A JPH08317672A (en) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Ultrasonic motor apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7118640A JPH08317672A (en) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Ultrasonic motor apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317672A true JPH08317672A (en) | 1996-11-29 |
Family
ID=14741554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7118640A Pending JPH08317672A (en) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Ultrasonic motor apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08317672A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006340493A (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Canon Inc | Vibration wave actuator and its drive method |
| CN103107736A (en) * | 2013-02-01 | 2013-05-15 | 东南大学 | Positive and negative transfer phase control method of three-power-supply circular traveling wave ultrasonic motor |
-
1995
- 1995-05-17 JP JP7118640A patent/JPH08317672A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006340493A (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Canon Inc | Vibration wave actuator and its drive method |
| CN103107736A (en) * | 2013-02-01 | 2013-05-15 | 东南大学 | Positive and negative transfer phase control method of three-power-supply circular traveling wave ultrasonic motor |
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