JPH1094275A - 多方向回転駆動型超音波モータ装置 - Google Patents
多方向回転駆動型超音波モータ装置Info
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- JPH1094275A JPH1094275A JP8240521A JP24052196A JPH1094275A JP H1094275 A JPH1094275 A JP H1094275A JP 8240521 A JP8240521 A JP 8240521A JP 24052196 A JP24052196 A JP 24052196A JP H1094275 A JPH1094275 A JP H1094275A
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- voltage
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- piezoelectric element
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】駆動力の方向を切換えるための特別な機構は不
要であり、１個のモータで被駆動体を任意の方向へ駆動
することができるようにする。 【解決手段】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状である。支持体２００は回転子１００の一部を包み込
み、回転可能に支持している。ここで、回転子１００の
外面に例えば全面電極が設けられ、内面には規則的に配
列した複数の圧電素子と、その圧電素子に取着された分
極電極とが設けられ、この分極電極と全面電極との間に
高周波の交流電圧を印加して、回転子に超音波振動を発
生させて、回転子を回転させるようにしている。
要であり、１個のモータで被駆動体を任意の方向へ駆動
することができるようにする。 【解決手段】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状である。支持体２００は回転子１００の一部を包み込
み、回転可能に支持している。ここで、回転子１００の
外面に例えば全面電極が設けられ、内面には規則的に配
列した複数の圧電素子と、その圧電素子に取着された分
極電極とが設けられ、この分極電極と全面電極との間に
高周波の交流電圧を印加して、回転子に超音波振動を発
生させて、回転子を回転させるようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧電素子を用い
て高周波振動（超音波振動）を発生させ、この高周波振
動により回転子を回転駆動するようにした多方向回転駆
動型超音波モータ装置に関するものである。
て高周波振動（超音波振動）を発生させ、この高周波振
動により回転子を回転駆動するようにした多方向回転駆
動型超音波モータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被駆動体を２軸方向あるいは３軸
方向へ駆動する場合、各軸に対応する２個あるいは３個
のモータを用いている。また、モータ１個を用いて、そ
の回転力をクラッチやギヤで駆動力の方向を切換えて、
被駆動体を２軸方向あるいは３軸方向へ駆動している。
方向へ駆動する場合、各軸に対応する２個あるいは３個
のモータを用いている。また、モータ１個を用いて、そ
の回転力をクラッチやギヤで駆動力の方向を切換えて、
被駆動体を２軸方向あるいは３軸方向へ駆動している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】被駆動体を上述のよう
に２軸方向あるいは３軸方向へ駆動制御する場合、２個
あるいは３個のモータが必要である。またモータ１個を
用いて、被駆動体を２軸方向あるいは３軸方向へ駆動す
る場合、モータの駆動力の方向を切換えるためにクラッ
チやギヤが必要である。
に２軸方向あるいは３軸方向へ駆動制御する場合、２個
あるいは３個のモータが必要である。またモータ１個を
用いて、被駆動体を２軸方向あるいは３軸方向へ駆動す
る場合、モータの駆動力の方向を切換えるためにクラッ
チやギヤが必要である。
【０００４】しかし、複数のモータを用いたり、駆動力
の方向を切換えるための機構を伴うと、当該モータを搭
載する装置の構造が複雑になったり、装置の省スペース
化や低コスト化を妨げる要因となる。
の方向を切換えるための機構を伴うと、当該モータを搭
載する装置の構造が複雑になったり、装置の省スペース
化や低コスト化を妨げる要因となる。
【０００５】そこでこの発明の目的は、駆動力の方向を
切換えるための特別な機構は不要であり、１個のモータ
で被駆動体を任意の方向へ駆動することができるように
した多方向回転駆動型超音波モータ装置を提供すること
にある。
切換えるための特別な機構は不要であり、１個のモータ
で被駆動体を任意の方向へ駆動することができるように
した多方向回転駆動型超音波モータ装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、一部に開口
を設けた球殻状の回転子と、前記回転子の一部を包み込
み、回転可能に支持した支持体と、前記回転子に超音波
振動を発生させて、前記回転子を回転させる駆動手段と
を有する。
を設けた球殻状の回転子と、前記回転子の一部を包み込
み、回転可能に支持した支持体と、前記回転子に超音波
振動を発生させて、前記回転子を回転させる駆動手段と
を有する。
【０００７】これにより、１個のモータであっても、前
記超音波振動発生のための信号電圧の分極電極に対する
印加方向により、任意の方向に前記回転子を回転駆動で
きるようにしている。
記超音波振動発生のための信号電圧の分極電極に対する
印加方向により、任意の方向に前記回転子を回転駆動で
きるようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施の形態
である。基本的には、一部に開口を設けた球殻状の回転
子１００と、回転子１００の一部を包み込み、回転可能
に支持した支持体２００とで構成される。そして回転子
１００と支持体２００とは摩擦接触している。
面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施の形態
である。基本的には、一部に開口を設けた球殻状の回転
子１００と、回転子１００の一部を包み込み、回転可能
に支持した支持体２００とで構成される。そして回転子
１００と支持体２００とは摩擦接触している。
【０００９】図２には、この発明の一実施の形態の断面
を示している。支持体２００は、一部に開口を設けた球
殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子１０
０を回転可能に支持している。支持体２００と回転子１
００とは摩擦接触している。
を示している。支持体２００は、一部に開口を設けた球
殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子１０
０を回転可能に支持している。支持体２００と回転子１
００とは摩擦接触している。
【００１０】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状の振動体１２０と、この振動体１２０の外面に設けら
れた全面電極１２２と、振動体１２０の内面に規則的に
配列された複数の圧電素子１２３と、複数の圧電素子１
２３の上面にそれぞれ設けられた分極電極１２４とを有
する。
状の振動体１２０と、この振動体１２０の外面に設けら
れた全面電極１２２と、振動体１２０の内面に規則的に
配列された複数の圧電素子１２３と、複数の圧電素子１
２３の上面にそれぞれ設けられた分極電極１２４とを有
する。
【００１１】ここで、全面電極１２２と複数の分極電極
１２４との間に高周波の交流電圧が印加され回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。交流電圧は、駆動手段としての交流電
圧供給部１２５から出力されが、この交流電圧は、後で
説明するように回転方向の制御ができるようにその印加
電極を選別できるようになっている。
１２４との間に高周波の交流電圧が印加され回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。交流電圧は、駆動手段としての交流電
圧供給部１２５から出力されが、この交流電圧は、後で
説明するように回転方向の制御ができるようにその印加
電極を選別できるようになっている。
【００１２】図３は、この発明の他の実施の形態の断面
を示している。支持体２００は、一部に開口を設けた球
殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子１０
０を回転可能に支持している。支持体２００と回転子１
００とは摩擦接触している。
を示している。支持体２００は、一部に開口を設けた球
殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子１０
０を回転可能に支持している。支持体２００と回転子１
００とは摩擦接触している。
【００１３】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状の振動体１３０と、振動体１３０の内面に規則的に配
列された複数の圧電素子１３１と、複数の圧電素子１３
１の上面にそれぞれ設けられた分極電極１３２とを有す
る。そして、支持体２００の回転子１００と接触する面
に全面電極１３３が設けられている。
状の振動体１３０と、振動体１３０の内面に規則的に配
列された複数の圧電素子１３１と、複数の圧電素子１３
１の上面にそれぞれ設けられた分極電極１３２とを有す
る。そして、支持体２００の回転子１００と接触する面
に全面電極１３３が設けられている。
【００１４】ここで、全面電極１３３と複数の分極電極
１３２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
１３２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
【００１５】図４は、この発明のさらに他の実施の形態
の断面を示している。支持体２００は、一部に開口を設
けた球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転
子１００を回転可能に支持している。支持体２００と回
転子１００とは摩擦接触している。
の断面を示している。支持体２００は、一部に開口を設
けた球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転
子１００を回転可能に支持している。支持体２００と回
転子１００とは摩擦接触している。
【００１６】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状の圧電素子１４０と、圧電素子１４０の外面に設けら
れた全面電極１４１と、圧電素子１４０の内面に規則的
に配列された複数の分極電極１４２とからなる。
状の圧電素子１４０と、圧電素子１４０の外面に設けら
れた全面電極１４１と、圧電素子１４０の内面に規則的
に配列された複数の分極電極１４２とからなる。
【００１７】ここで、全面電極１４１と複数の分極電極
１４２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
１４２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
【００１８】図５は、この発明のまた他の実施の形態の
断面を示している。支持体２００は、一部に開口を設け
た球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子
１００を回転可能に支持している。支持体２００と回転
子１００とは摩擦接触している。
断面を示している。支持体２００は、一部に開口を設け
た球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子
１００を回転可能に支持している。支持体２００と回転
子１００とは摩擦接触している。
【００１９】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状の圧電素子１５０と、圧電素子１５０の内面に規則的
に配列された複数の分極電極１５１とを有する。支持体
２００の回転子１００と接触する面には全面電極１５２
が設けられている。
状の圧電素子１５０と、圧電素子１５０の内面に規則的
に配列された複数の分極電極１５１とを有する。支持体
２００の回転子１００と接触する面には全面電極１５２
が設けられている。
【００２０】ここで、全面電極１５２と複数の分極電極
１５１との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
１５１との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
【００２１】図６は、またこの発明の他の実施の形態の
断面を示している。支持体２００は、一部に開口を設け
た球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子
１００を回転可能に支持している。支持体２００と回転
子１００とは摩擦接触している。
断面を示している。支持体２００は、一部に開口を設け
た球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この回転子
１００を回転可能に支持している。支持体２００と回転
子１００とは摩擦接触している。
【００２２】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状の圧電素子１６０と、圧電素子１６０の内面に設けら
れた全面電極１６１と、圧電素子１６０の外面に規則的
に配列された複数の分極電極１６２とを有する。
状の圧電素子１６０と、圧電素子１６０の内面に設けら
れた全面電極１６１と、圧電素子１６０の外面に規則的
に配列された複数の分極電極１６２とを有する。
【００２３】ここで、全面電極１６１と複数の分極電極
１６２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
１６２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
【００２４】図７は、またこの発明のさらに他の実施の
形態の断面を示している。支持体２００は、一部に開口
を設けた球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この
回転子１００を回転可能に支持している。支持体２００
と回転子１００とは摩擦接触している。
形態の断面を示している。支持体２００は、一部に開口
を設けた球殻状の回転子１００の一部を包み込み、この
回転子１００を回転可能に支持している。支持体２００
と回転子１００とは摩擦接触している。
【００２５】回転子１００は、一部に開口を設けた球殻
状の圧電素子１７０と、圧電素子１７０の内面に設けら
れた全面電極１７１とを有する。そして支持体２００の
回転子１００と接触する面には複数の分極電極１７２が
設けられる。
状の圧電素子１７０と、圧電素子１７０の内面に設けら
れた全面電極１７１とを有する。そして支持体２００の
回転子１００と接触する面には複数の分極電極１７２が
設けられる。
【００２６】ここで、全面電極１７１と複数の分極電極
１７２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
１７２との間に高周波の交流電圧を印加して回転子１０
０に超音波振動を発生させると、回転子１００は回転す
ることができる。
【００２７】図８には、上記した回転子１００の回りを
上記した分極電極で分極する分極方法の一例を示してい
る。この例では、回転子１００又は支持体２００の開口
の円周方向へ１６分割、円周と垂直な方向へ７分割して
いる。分極電極は、Ａ１〜Ａ７、Ｂ１〜、…Ｐ７まで１
１２個存在する。便宜上、図のようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
を定め、各軸を中心とした回転方向をそれぞれθｘ、θ
ｙ、θｚとする。
上記した分極電極で分極する分極方法の一例を示してい
る。この例では、回転子１００又は支持体２００の開口
の円周方向へ１６分割、円周と垂直な方向へ７分割して
いる。分極電極は、Ａ１〜Ａ７、Ｂ１〜、…Ｐ７まで１
１２個存在する。便宜上、図のようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
を定め、各軸を中心とした回転方向をそれぞれθｘ、θ
ｙ、θｚとする。
【００２８】図９は、図８を展開した図である。左右方
向がθｘ、上下方向がθｙ、紙面に平行する回転方向が
θｚである。図１０は、θｘ方向へ回転子を駆動すると
きの分極の一例である。
向がθｘ、上下方向がθｙ、紙面に平行する回転方向が
θｚである。図１０は、θｘ方向へ回転子を駆動すると
きの分極の一例である。
【００２９】θｘ方向は紙面では左右方向であるから、
分極電極は、Ａ１〜Ｂ７、Ｇ１〜Ｊ７、Ｏ１〜Ｐ７が選
択される。選択された分極電極に互いに９０度ずつ位相
がずれた第１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する場
合、図のように左右方向に＋、−で示すように交互に第
１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する。このように
すると超音波振動が左右方向に伝搬する。
分極電極は、Ａ１〜Ｂ７、Ｇ１〜Ｊ７、Ｏ１〜Ｐ７が選
択される。選択された分極電極に互いに９０度ずつ位相
がずれた第１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する場
合、図のように左右方向に＋、−で示すように交互に第
１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する。このように
すると超音波振動が左右方向に伝搬する。
【００３０】図１１は、θｙ方向へ回転子を駆動すると
きの分極の一例である。θｙ方向は紙面では上下方向で
あるから、分極電極は、Ｃ１〜Ｆ７、Ｋ１〜Ｎ７が選択
される。選択された分極電極に互いに９０度ずつ位相が
ずれた第１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する場
合、図のように上下方向に＋、−で示すように交互に第
１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する。このように
すると超音波振動が上下方向に伝搬する。
きの分極の一例である。θｙ方向は紙面では上下方向で
あるから、分極電極は、Ｃ１〜Ｆ７、Ｋ１〜Ｎ７が選択
される。選択された分極電極に互いに９０度ずつ位相が
ずれた第１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する場
合、図のように上下方向に＋、−で示すように交互に第
１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する。このように
すると超音波振動が上下方向に伝搬する。
【００３１】図１２は、θｚ方向へ回転子を駆動すると
きの分極の一例である。θｚ方向は紙面に平行する回転
方向であるから、分極電極は、すべてが選択される。選
択された分極電極に互いに９０度ずつ位相がずれた第１
の交流電圧と第２の交流電圧を印加する場合、図のよう
に紙面に平行する回転方向に＋、−で示すように交互に
第１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する。このよう
にすると超音波振動が紙面に平行する回転方向に伝搬す
る。
きの分極の一例である。θｚ方向は紙面に平行する回転
方向であるから、分極電極は、すべてが選択される。選
択された分極電極に互いに９０度ずつ位相がずれた第１
の交流電圧と第２の交流電圧を印加する場合、図のよう
に紙面に平行する回転方向に＋、−で示すように交互に
第１の交流電圧と第２の交流電圧を印加する。このよう
にすると超音波振動が紙面に平行する回転方向に伝搬す
る。
【００３２】図１３は、回転子１００を駆動する駆動手
段として回路構成の一例を示している。Ａ１〜Ｐ７の分
極電極は、図９に示した分極電極に対応している。回転
方向切換えスイッチＳＷ１を切換えることにより、θ
ｘ、θｙ、θｚの回転方向に対応する分極電極が選択さ
れる。選択された分極電極には、第１の交流電圧、ある
いは第１の交流電圧を位相シフトすることにより得られ
る第２の交流電圧が選択的に与えられる。回転子の回転
方向を正転あるいは逆転方向へ切換える場合には、正逆
反転スイッチＳＷ２により第２の交流電圧を切換えるこ
とにより容易に回転方向を切換えることができる。
段として回路構成の一例を示している。Ａ１〜Ｐ７の分
極電極は、図９に示した分極電極に対応している。回転
方向切換えスイッチＳＷ１を切換えることにより、θ
ｘ、θｙ、θｚの回転方向に対応する分極電極が選択さ
れる。選択された分極電極には、第１の交流電圧、ある
いは第１の交流電圧を位相シフトすることにより得られ
る第２の交流電圧が選択的に与えられる。回転子の回転
方向を正転あるいは逆転方向へ切換える場合には、正逆
反転スイッチＳＷ２により第２の交流電圧を切換えるこ
とにより容易に回転方向を切換えることができる。
【００３３】分極電極Ａ１〜Ａ７は、ＦＥＴにより直列
接続され、Ｂ１〜Ｂ７もＦＥＴにより直列接続され、Ｃ
１〜Ｃ７もＦＥＴにより直列接続され、以下同様に、Ｄ
１〜Ｄ７、Ｅ１〜Ｅ７、Ｆ１〜Ｆ７、Ｇ１〜Ｇ７、Ｈ１
〜Ｈ７、Ｉ１〜Ｉ７、Ｊ１〜Ｊ７、Ｋ１〜Ｋ７、Ｌ１〜
Ｌ７、Ｍ１〜Ｍ７、Ｎ１〜Ｎ７、Ｏ１〜Ｏ７、Ｐ１〜Ｐ
７もそれぞれ直列接続されている。次に、Ａ２とＢ２、
Ａ４とＢ４、Ａ６とＢ６がそれぞれＦＥＴの制御により
直列接続されたときは、これらに第１の交流電圧を供給
することが可能であり、Ａ１とＢ１、Ａ３とＢ３、Ａ５
とＢ５、Ａ７とＢ７がそれぞれＦＥＴの制御により直列
接続されたときは、これらに第２の交流電圧を供給する
ことが可能である。同様にＣ２〜Ｆ２、Ｃ４〜Ｆ４、Ｃ
６〜Ｆ６がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続された
ときは、これらに第１の交流電圧を供給することが可能
であり、これらにＣ１〜Ｆ１、Ｃ３〜Ｆ３、Ｃ５〜Ｆ
５、Ｃ７〜Ｆ７がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続
されたときは、第２の交流電圧を供給することが可能で
ある。さらにＧ１〜Ｊ１、Ｇ３〜Ｊ３、Ｇ５〜Ｊ５、Ｇ
７〜Ｊ７がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続された
ときは、これらに第１の交流電圧を供給することが可能
であり、これらにＧ２〜Ｊ２、Ｇ４〜Ｊ４、Ｇ６〜Ｊ６
がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続されたときは、
第２の交流電圧を供給することが可能である。また、Ｋ
１〜Ｎ１、Ｋ３〜Ｎ３、Ｋ５〜Ｎ５、Ｋ７〜Ｎ７がそれ
ぞれＦＥＴの制御により直列接続されたときは、これら
に第１の交流電圧を供給することが可能であり、これら
にＫ２〜Ｎ２、Ｋ４〜Ｎ４、Ｋ６〜Ｎ６がそれぞれＦＥ
Ｔの制御により直列接続されたときは、第２の交流電圧
を供給することが可能である。さらにＯ２〜Ｐ２、Ｏ４
〜Ｐ４、Ｏ６〜Ｐ６がそれぞれＦＥＴの制御により直列
接続されたときは、これらに第１の交流電圧を供給する
ことが可能であり、これらにＯ１〜Ｐ１、Ｏ３〜Ｐ３、
Ｏ５〜Ｐ５、Ｏ７〜Ｐ７がそれぞれＦＥＴの制御により
直列接続されたときは、第２の交流電圧を供給すること
が可能である。
接続され、Ｂ１〜Ｂ７もＦＥＴにより直列接続され、Ｃ
１〜Ｃ７もＦＥＴにより直列接続され、以下同様に、Ｄ
１〜Ｄ７、Ｅ１〜Ｅ７、Ｆ１〜Ｆ７、Ｇ１〜Ｇ７、Ｈ１
〜Ｈ７、Ｉ１〜Ｉ７、Ｊ１〜Ｊ７、Ｋ１〜Ｋ７、Ｌ１〜
Ｌ７、Ｍ１〜Ｍ７、Ｎ１〜Ｎ７、Ｏ１〜Ｏ７、Ｐ１〜Ｐ
７もそれぞれ直列接続されている。次に、Ａ２とＢ２、
Ａ４とＢ４、Ａ６とＢ６がそれぞれＦＥＴの制御により
直列接続されたときは、これらに第１の交流電圧を供給
することが可能であり、Ａ１とＢ１、Ａ３とＢ３、Ａ５
とＢ５、Ａ７とＢ７がそれぞれＦＥＴの制御により直列
接続されたときは、これらに第２の交流電圧を供給する
ことが可能である。同様にＣ２〜Ｆ２、Ｃ４〜Ｆ４、Ｃ
６〜Ｆ６がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続された
ときは、これらに第１の交流電圧を供給することが可能
であり、これらにＣ１〜Ｆ１、Ｃ３〜Ｆ３、Ｃ５〜Ｆ
５、Ｃ７〜Ｆ７がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続
されたときは、第２の交流電圧を供給することが可能で
ある。さらにＧ１〜Ｊ１、Ｇ３〜Ｊ３、Ｇ５〜Ｊ５、Ｇ
７〜Ｊ７がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続された
ときは、これらに第１の交流電圧を供給することが可能
であり、これらにＧ２〜Ｊ２、Ｇ４〜Ｊ４、Ｇ６〜Ｊ６
がそれぞれＦＥＴの制御により直列接続されたときは、
第２の交流電圧を供給することが可能である。また、Ｋ
１〜Ｎ１、Ｋ３〜Ｎ３、Ｋ５〜Ｎ５、Ｋ７〜Ｎ７がそれ
ぞれＦＥＴの制御により直列接続されたときは、これら
に第１の交流電圧を供給することが可能であり、これら
にＫ２〜Ｎ２、Ｋ４〜Ｎ４、Ｋ６〜Ｎ６がそれぞれＦＥ
Ｔの制御により直列接続されたときは、第２の交流電圧
を供給することが可能である。さらにＯ２〜Ｐ２、Ｏ４
〜Ｐ４、Ｏ６〜Ｐ６がそれぞれＦＥＴの制御により直列
接続されたときは、これらに第１の交流電圧を供給する
ことが可能であり、これらにＯ１〜Ｐ１、Ｏ３〜Ｐ３、
Ｏ５〜Ｐ５、Ｏ７〜Ｐ７がそれぞれＦＥＴの制御により
直列接続されたときは、第２の交流電圧を供給すること
が可能である。
【００３４】各ＦＥＴに対してオンオフを制御するため
の制御信号は、分極電極を選択するための信号でありθ
ｘ、θｙ、θｚの回転方向に応じた制御信号となる。こ
の制御信号が先のスイッチＳＷ１から与えられている。
の制御信号は、分極電極を選択するための信号でありθ
ｘ、θｙ、θｚの回転方向に応じた制御信号となる。こ
の制御信号が先のスイッチＳＷ１から与えられている。
【００３５】図１４は、この発明のモータ装置をロボッ
トのアームの関節部分に利用した例を示している。支持
体２００が回転子１００を包み込む範囲を少なくするこ
とにより、アーム４００の回動範囲（領域）が大きくな
る（図の角度αを大きくすることができる）。
トのアームの関節部分に利用した例を示している。支持
体２００が回転子１００を包み込む範囲を少なくするこ
とにより、アーム４００の回動範囲（領域）が大きくな
る（図の角度αを大きくすることができる）。
【００３６】図１５も、この発明のモータ装置をロボッ
トのアームの関節部分に利用した例を示している。支持
体２００と回転子１００との摩擦接触機構として磁石４
１０を用いている。このようにすると、支持体２００に
より回転子１００を包み込む範囲を大幅に少なくするこ
とができる。この結果、アーム４００の回動範囲（領
域）を一層大きくすることができる。またこのときは、
回転子１００の周囲には全面電極（磁性体）４１１を設
けると都合が良い。
トのアームの関節部分に利用した例を示している。支持
体２００と回転子１００との摩擦接触機構として磁石４
１０を用いている。このようにすると、支持体２００に
より回転子１００を包み込む範囲を大幅に少なくするこ
とができる。この結果、アーム４００の回動範囲（領
域）を一層大きくすることができる。またこのときは、
回転子１００の周囲には全面電極（磁性体）４１１を設
けると都合が良い。
【００３７】図１６は、この発明のモータ装置をカメラ
の基台に用いた例である。回転子１００の開口には鏡筒
５１０が取り付けられ、この中にレンズ５１１が設けら
れている。回転子１００の内部には、光軸上に固体撮像
素子としての光電変換素子５１２が配設されている。ま
た回転子１００の内部には、光電変換素子５１２を駆動
するための駆動回路（ＴＧ）、光電変換出力のノイズを
低減するノイズ低減回路（ＣＤＳ）、増幅器等が設けら
れている。また鏡筒５１０の部分を介してフレキシブル
ケーブルが取り出され、カメラコントロールユニット
（ＣＣＵ）に接続されている。これにより、カメラの向
きを制御したり、また取り出した信号を規定のフォーマ
ットにエンコードしたりすることができる。このような
モータを有するカメラは、監視カメラやリモコンカメラ
として有効である。
の基台に用いた例である。回転子１００の開口には鏡筒
５１０が取り付けられ、この中にレンズ５１１が設けら
れている。回転子１００の内部には、光軸上に固体撮像
素子としての光電変換素子５１２が配設されている。ま
た回転子１００の内部には、光電変換素子５１２を駆動
するための駆動回路（ＴＧ）、光電変換出力のノイズを
低減するノイズ低減回路（ＣＤＳ）、増幅器等が設けら
れている。また鏡筒５１０の部分を介してフレキシブル
ケーブルが取り出され、カメラコントロールユニット
（ＣＣＵ）に接続されている。これにより、カメラの向
きを制御したり、また取り出した信号を規定のフォーマ
ットにエンコードしたりすることができる。このような
モータを有するカメラは、監視カメラやリモコンカメラ
として有効である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
駆動力の方向を切換えるための特別な機構は不要であ
り、１個のモータで被駆動体を任意の方向へ駆動するこ
とができる。これにより、当該モータを搭載する装置の
構造が複雑にすることはなく、さらに装置の省スペース
化や低コスト化を実現できる。
駆動力の方向を切換えるための特別な機構は不要であ
り、１個のモータで被駆動体を任意の方向へ駆動するこ
とができる。これにより、当該モータを搭載する装置の
構造が複雑にすることはなく、さらに装置の省スペース
化や低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態における外観を示す
図。
図。
【図２】この発明の第１の実施の形態の原理的な構成の
断面図。
断面図。
【図３】この発明の第２の実施の形態の原理的な構成の
断面図。
断面図。
【図４】この発明の第３の実施の形態の原理的な構成の
断面図。
断面図。
【図５】この発明の第４の実施の形態の原理的な構成の
断面図。
断面図。
【図６】この発明の第５の実施の形態の原理的な構成の
断面図。
断面図。
【図７】この発明の第６の実施の形態の原理的な構成の
断面図。
断面図。
【図８】この発明に係る分極電極の説明図。
【図９】同じくこの発明に係る分極電極の説明図。
【図１０】この発明の装置の動作時の分極の説明図。
【図１１】同じくこの発明の装置の動作時の分極の説明
図。
図。
【図１２】同じくこの発明の装置の動作時の分極の説明
図。
図。
【図１３】この発明の装置の駆動回路の例を示す図。
【図１４】この発明の装置の使用例を示す図。
【図１５】同じくこの発明の装置の他の使用例を示す
図。
図。
【図１６】同じくこの発明の装置のさらに他の使用例を
示す図。
示す図。
１００…回転子 ２００…支持体 １２０、１３０…振動体 １２２、１３３、１４１…全面電極 １２３、１３１、１４０…圧電素子 １２４、１３２、１４２…分極電極 １５０、１６０、１７０…圧電素子 １５１、１６２、１７２…分極電極 １５２、１６１、１７１…全面電極。
Claims (10)
- 【請求項１】一部に開口を設けた球殻状の回転子と、 前記回転子の一部を包み込み、回転可能に支持した支持
体と、 前記回転子に超音波振動を発生させて、前記回転子を回
転させる駆動手段とを具備したことを特徴とする多方向
回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項２】前記回転子は、 一部に開口を設けた球殻状の振動体と、 前記振動体の外面に設けられた全面電極と、 前記振動体の内面に規則的に配列された複数の圧電素子
と、 前記複数の圧電素子の上面にそれぞれ設けられた分極電
極とを有し、 前記全面電極と前記複数の分極電極との間に高周波の交
流電圧を印加して前記回転子に超音波振動を発生させて
前記回転子を回転駆動することを特徴とする請求項１記
載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項３】前記回転子は、 一部に開口を設けた球殻状の振動体と、 前記振動体の内面に規則的に配列された複数の圧電素子
と、 前記複数の圧電素子の上面にそれぞれ設けられた分極電
極とを有し、 前記支持体の前記回転子と接触する面には全面電極が設
けられ、 前記全面電極と前記複数の分極電極との間に高周波の交
流電圧を印加して前記回転子に超音波振動を発生させて
前記回転子を回転駆動することを特徴とする請求項１記
載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項４】前記回転子は、 一部に開口を設けた球殻状の圧電素子と、 前記圧電素子の外面に設けられた全面電極と、 前記圧電素子の内面に規則的に配列された複数の分極電
極とからなり、 前記全面電極と前記複数の分極電極との間に高周波の交
流電圧を印加して前記回転子に超音波振動を発生させて
前記回転子を回転駆動することを特徴とする請求項１記
載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項５】前記回転子は、 一部に開口を設けた球殻状の圧電素子と、 前記圧電素子の内面に規則的に配列された複数の分極電
極とを有し、 前記支持体の前記回転子と接触する面には全面電極が設
けられ、 前記全面電極と前記複数の分極電極との間に高周波の交
流電圧を印加して前記回転子に超音波振動を発生させて
前記回転子を回転駆動することを特徴とする請求項１記
載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項６】前記回転子は、 一部に開口を設けた球殻状の圧電素子と、 前記圧電素子の内面に設けられた全面電極と、 前記圧電素子の外面に規則的に配列された複数の分極電
極とを有し、 前記全面電極と前記複数の分極電極との間に高周波の交
流電圧を印加して前記回転子に超音波振動を発生させて
前記回転子を回転駆動することを特徴とする請求項１記
載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項７】前記回転子は、 一部に開口を設けた球殻状の圧電素子と、 前記圧電素子の内面に設けられた全面電極と、 前記支持体の前記回転子と接触する面には複数の分極電
極が設けられ、 前記全面電極と前記複数の分極電極との間に高周波の交
流電圧を印加して前記回転子に超音波振動を発生させて
前記回転子を回転駆動することを特徴とする請求項１記
載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項８】前記交流電圧は互いに位相がずれた複数の
交流電圧であり、前記回転子の駆動方向に応じて前記交
流電圧を印加する前記分極電極を選択し、選択された前
記分極電極と前記全面電極との間に前記交流電圧を印加
し、任意の方向に前記回転子を回転駆動できるようにし
たことを特徴とする請求項２、３、４、５、６及び７の
いずれかに記載の多方向回転駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項９】前記支持体が前記回転体を包み込む領域を
小さくすることにより、前記回転体の回転可能な範囲を
大きくしたことを特徴とする請求項１記載の多方向回転
駆動型超音波モータ装置。 - 【請求項１０】前記支持体と前記回転体を磁力により接
触させたことを特徴とする請求項１記載の多方向回転駆
動型超音波モータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8240521A JPH1094275A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 多方向回転駆動型超音波モータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8240521A JPH1094275A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 多方向回転駆動型超音波モータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1094275A true JPH1094275A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17060772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8240521A Pending JPH1094275A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 多方向回転駆動型超音波モータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1094275A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001941A1 (en) * | 2002-06-25 | 2003-12-31 | Korea Electronics Technology Institute | Spherical motor device |
| JP2008245455A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Toshiba Corp | 駆動機構 |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP8240521A patent/JPH1094275A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004001941A1 (en) * | 2002-06-25 | 2003-12-31 | Korea Electronics Technology Institute | Spherical motor device |
| JP2008245455A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Toshiba Corp | 駆動機構 |
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