JP2000308376A

JP2000308376A - 超音波モータおよび超音波モータ付電子機器

Info

Publication number: JP2000308376A
Application number: JP11109786A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamanaka; 崇史山中; Masao Kasuga; 政雄春日; Mizuaki Suzuki; 瑞明鈴木
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP4392076B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動信号を入力する分極部を変えることによ
り駆動方向を逆転させる形式であり、かつ、駆動力の駆
動方向依存性を抑えた超音波モータを提供する。【解決手段】超音波モータ１の圧電素子１１におい
て、電極１６と電極１７を形成する。ここで、分極部の
電極を一つおきに外縁部に沿って接続して電極１７とす
る接続線１７ａの太さを、電極１７とは互い違いとなる
ように分極部の電極を一つおきに内縁部に沿って接続し
て電極１６とする接続線１６ａの太さより細くして、接
続線１７ａが接続線１６ａより長いにも係わらず、電極
１７のインピーダンスを電極１６のインピーダンスに一
致させる。これにより、電極１７に駆動信号を入力して
ロータ１０４を逆方向に回転させても、その回転力すな
わち超音波モータ１の駆動力は、電極１６に駆動信号を
入力してロータ１０４を正方向に回転させたときと同じ
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータおよ
びこれを用いた超音波モータ付電子機器に係わり、特
に、出力の大きさが駆動方向によらない超音波モータお
よびこれを用いた超音波モータ付電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、マイクロメカニクスの分野におい
て、交流電圧などの駆動信号を加えられた圧電体に発生
する、伸縮振動と屈曲振動の合成振動としての楕円運動
を動力として利用する超音波モータが注目されている。
超音波モータの中には、駆動信号を入力する分極部を変
更することにより、駆動方向を逆転させる形式の超音波
モータがある。

【０００３】この形式の超音波モータとしては、例えば
図９，図１０，図１１に示す円板型の超音波モータ１０
０がある。超音波モータ１００は、図９の側面方向の概
略図に示すように、圧電素子１０１と、圧電素子の上に
積層されていていて圧電素子１０１の振動を増幅する振
動体１０２および複数の突起１０３と、突起１０３から
伝えられる振動に伴って回転するロータ１０４と、を含
んで構成される。

【０００４】圧電素子１０１は、周知の圧電体を円盤状
に成形して中心に回転軸を通す孔１０１ｃを設けたもの
であり、円周方向に６分割して、この分割部を、分極方
向が互い違いになるように分極し、さらに各分割部を二
等分割してある。その結果、図９および図１０の上面概
略図に示すように、互いに逆極性に分極された分極部１
０１ａ，１０１ｂを二つ毎に交互に配置した構成とな
る。

【０００５】ここで、突起１０３は、図１０に示すよう
に、分極部の境目に、ひとつおきに設けられている。ま
た、圧電素子１０１には、駆動信号を入力する電極とし
て、電極１０５ａ，電極１０５ｂが設けられる。電極１
０５ａは上記した分極部を一つおきに覆っており、ま
た、電極１０５ｂは電極１０５ａと互い違いとなるよう
に分極部を一つおきに覆っている。

【０００６】ここで、電極１０５ａは、一部を圧電素子
１０１の内縁部全周に設けることによって各分極部上の
電極を接続して一つの電極を形成しており、また、電極
１０５ｂは、一部を圧電素子１０１の外縁部全周に設け
ることによって各分極部上の電極を接続することにより
もう一つの電極となっている。すなわち、電極１０５ｂ
に駆動信号を入力すると、圧電素子１０１には、電極１
０５ｂに覆われている各分極部の中央部を腹とする定在
波が発生する。定在波を発生した場合、突起１０３は、
この定在波の腹と節の中間に、一つおきに位置してお
り、従って、すべての突起１０３の頭部は一方向に振れ
る。このため、突起１０３に接するロータ１０４は、図
１１（Ａ）に示すように一方向に回転する。

【０００７】また、電極１０５ａに駆動信号を入力した
場合は、圧電素子１０１には、電極１０５ａに覆われて
いる各分極部の中央部を腹とする定在波が発生するた
め、すべての突起１０３の頭部は、電極１０５ｂに駆動
信号を入力した場合と逆方向に振れる。従って、この場
合は図１１（Ｂ）に示すように、突起１０３に接するロ
ータ１０４は電極１０５ｂに駆動信号を入力した場合と
逆方向に回転する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、同一の大き
さの駆動信号によってモータに生ずる駆動力の大きさ
は、駆動方向によらずに同じ値であることが望ましい。
しかし、超音波モータ１００においては、上述したよう
に、電極１０５ａは、所定の分極部を覆う以外に圧電素
子１０１の内縁部全周を覆っており、また、電極１０５
ｂは、所定の分極部を覆う以外に圧電素子１０１の外縁
部全周を覆っている。すなわち、電極１０５ａと電極１
０５ｂの面積すなわちインピーダンスは異なっていた。

【０００９】従って、超音波モータ１００においては、
同一の大きさの駆動信号によって生ずる駆動力の大きさ
は、駆動方向によって異なっていた。また、この問題は
超音波モータ１００に限定されず、駆動信号を入力する
分極部を変えることにより駆動方向を逆転させる形式の
超音波モータにおいては一般的な問題であった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、駆動信号を入力
する分極部を変えることにより駆動方向を逆転させる形
式であり、かつ、駆動力の駆動方向依存性を抑えた超音
波モータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ため、請求項１に記載の発明は、第１の分極部と、この
第１の分極部とは別個に設けられた第２の分極部をそれ
ぞれ少なくとも一つ有する圧電素子を備え、この圧電素
子の前記第１の分極部あるいは前記第２の分極部のいず
れか一方に駆動信号を入力することにより該圧電素子に
生ずる振動を駆動力源として用いる超音波モータにおい
て、前記第１の分極部に前記駆動信号を入力する第１の
電極のインピーダンスを、前記第２の分極部に前記駆動
信号を入力する第２の電極のインピーダンスに近づける
ために、該第１の電極の全体あるいは一部の厚みまたは
幅あるいはその双方を変えることを特徴とする。

【００１２】この請求項１に記載の発明によれば、前記
第１の分極部に前記駆動信号を入力する第１の電極のイ
ンピーダンスを、前記第２の分極部に前記駆動信号を入
力する第２の電極のインピーダンスに近づけるために、
該第１の電極の全体あるいは一部の厚み、幅または面積
あるいはその双方を変えるので、超音波モータの逆方向
の駆動力は、同一の駆動信号を用いて正方向に駆動させ
た時の駆動力に一致する。

【００１３】従って、駆動方向によらずに一定した駆動
力を得られる超音波モータを作製できる。この請求項１
に記載の発明は、より具体的には、例えば請求項２に記
載するように、前記圧電素子（１１）は、円形であり、
かつ、一方向に分極した正方向分極部（例えば分極部１
１ａ）と、この正方向分極部とは逆方向に分極した逆方
向分極部（例えば分極部１１ｂ）と、を円周方向に交互
に配列した複数の分極部を全体に有しており、前記正方
向分極部と前記逆方向分極部を交互に選択することによ
り、前記第１の分極部を形成し、さらに、この第１の分
極部に選択されなかった前記正方向分極部および前記逆
方向分極部により、前記第２の分極部を形成する構成と
する。

【００１４】この場合、前記第１の電極（１７あるいは
２１）の幅や厚さを調節する部分としては、例えば前記
複数の分極部上に設けられた電極を接続する接続線（１
７ａあるいは２１ａ）があるが、前記複数の分極部上に
設けられた電極の幅や厚さそのものを調節してもよい。
また、請求項１に記載の発明は、例えば請求項３に記載
するように、前記圧電素子（３１）は、同極性に分極し
た前記第１の分極部（３３ａおよび３３ｄ）と、前記第
１の分極部と同極性に分極した第２の分極部（３３ｂお
よび３３ｃ）と、を交互に配列した複数の分極部を全体
に有し、前記第１の分極部と前記第２の分極部とに同一
の駆動信号を入力して励振させることにより、屈曲振動
を生じる第１の圧電体（３３）と、この第１の圧電体に
一体的に積層されると共に、同極性に分極した分極部を
励振させることにより、伸縮振動を生じる第２の圧電体
（３４）と、を備え、前記第１の圧電体に生じる屈曲振
動と、前記第２の圧電体に生じる伸縮振動と、を合成す
ることにより駆動力源となる前記振動を得る構成として
もよい。

【００１５】この場合、前記第１の電極（３５）の幅や
厚さを調節する部分としては、例えば複数の分極部の電
極を接続する接続線（３５ａ）があるが、前記第１の分
極部上に設けられた電極の幅や厚さそのものを調節して
もよい。また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請
求項３のいずれかに記載の超音波モータを有する超音波
モータ付電子機器であることを特徴とする。

【００１６】この請求項４に記載の発明によれば、内蔵
する出力機構を逆方向に駆動させても、この出力機構
は、同一の駆動信号を用いて正方向に駆動させた時と同
一の量ほど駆動する。従って、駆動方向によらずに一定
した駆動量を得られるため、駆動量の制御を容易に行え
る超音波モータ付電子機器を作製できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明を適
用した超音波モータおよび超音波モータ付電子機器を詳
細に説明する。＜第１の実施例＞まず、図１を用いて本発明の第１の実
施例である超音波モータ１について説明する。

【００１８】図１（Ａ）は、超音波モータ１の一構成要
素である振動体１２および突起１３を説明する上面概略
図であり、同図（Ｂ）は超音波モータ１の一構成要素で
ある圧電素子１１の上面概略図であり、同図（Ｃ）は圧
電素子１１の下面概略図である。まず、超音波モータ１
の構成について説明する。

【００１９】超音波モータ１は、円盤状の圧電素子１１
と、圧電素子１１の上面に固定されている円盤状の振動
体１２と、振動体１２の上面に一体的に設けられた複数
の突起１３と、突起１３から伝えられる振動に伴って回
転するロータ１０４と、圧電素子１１の上面の電位をフ
ローティング（浮動的）にする電極１５と、圧電素子１
１の下面に駆動信号を入力する電極１６（第２の電
極），電極１７（第１の電極）を含んで構成される。こ
れら各構成要素の位置関係は図６に概略を示した超音波
モータ１００と同様である。

【００２０】圧電素子１１は、圧電素子１０１と同様の
構成であり、チタン酸バリウムやチタン酸鉛など周知の
圧電体を円盤状に成形して中心に回転軸を通す孔１１ｃ
を設けたものであり、円周方向に６分割して、この分割
部を、分極方向が互い違いになるように分極し、さらに
各分割部を二等分割してある。従って、互いに逆極性に
分極された分極部１１ａ（正方向分極部）および分極部
１１ｂ（逆方向分極部）を二つ毎に交互に配置した構成
をとる。

【００２１】振動体１２は、振動体１０２と同様の構成
であり、金属などの剛体を円盤状に成型したものであ
り、圧電素子１１の振動を増幅する。また、突起１３
は、図１（Ａ）および図１（Ｃ）に示すように、圧電素
子１１の各分極部の境目に対応する箇所に、一つおきに
設けられている。また、突起１３の高さはロータ１０４
に当接するように調節されている。

【００２２】ロータ１０４は、剛体を円盤状に加工した
ものであり、突起１３の動作に従って回転する。電極１
５は、圧電素子１１の上面をほぼすべて覆っており、そ
の電位はフローティングされている。電極１６は、圧電
素子１１の下面に設けられており、上記した圧電素子１
１の分極部を一つおき（第２の分極部）に覆っている。

【００２３】また、電極１６は、一部を圧電素子１１の
内縁部全周に設けて接続線１６ａとすることによって一
つの電極を形成している。電極１７は、圧電素子１１の
下面に設けられており、電極１６と互い違いとなるよう
に圧電素子１１の分極部を一つおき（第１の分極部）に
覆っている。また、電極１７は、一部を圧電素子１１の
内縁部全周に設けて接続線１７ａとすることによって一
つの電極を形成している。ここで、接続線１７ａは、接
続線１６ａより太く形成されている。その太さは、電極
１６のインピーダンスと電極１７のインピーダンスが同
じ程度となるように設定される。

【００２４】従って、接続線１７ａの全長が接続線１６
ａの全長より長いにも係わらず、電極１６のインピーダ
ンスと電極１７のインピーダンスの差はなくなってい
る。次に、超音波モータ１の動作について説明する。ま
ず、電極１６に駆動信号を入力すると、圧電素子１１に
は、電極１６に覆われている各分極部の中央部を腹とす
る定在波が発生する。突起１３は、この定在波の腹と節
の中間に、一つおきに位置している。従って、すべての
突起１３の頭部は、一方向に振れる。このため、突起１
３に接するロータ１０４は一方向に回転する。

【００２５】また、電極１７に駆動信号を入力した場合
は、圧電素子１１には、電極１６に覆われている各分極
部の中央部を節とする定在波が発生するため、すべての
突起１３の頭部は、電極１６に駆動信号を入力したとき
とは他方向に振れる。従って、この場合は、突起１３の
頭部に接するロータ１０４は、電極１６に駆動信号を入
力したときと逆方向に回転する。

【００２６】ここで、上記したように、電極１６のイン
ピーダンスの大きさと電極１７のインピーダンスの大き
さは同じである。従って、同一の駆動信号を入力した場
合、ロータ１０４の回転力すなわち超音波モータ１の駆
動力は、回転方向によらず一定となる。以上より、本発
明の第１の実施例である超音波モータ１において、分極
部の電極を一つおきに外縁部に沿って接続して電極１７
とする接続線１７ａの太さを、電極１７とは互い違いと
なるように分極部の電極を一つおきに内縁部に沿って接
続して電極１６とする接続線１６ａの太さより細くした
ので、接続線１７ａが接続線１６ａより長いにも係わら
ず、電極１７のインピーダンスを電極１６のインピーダ
ンスに一致させることができる。

【００２７】従って、超音波モータ１によれば、電極１
７に駆動信号を入力してロータ１０４を逆方向に回転さ
せても、その回転力すなわち超音波モータ１の駆動力
は、電極１６に駆動信号を入力してロータ１０４を正方
向に回転させたときと同じとなる。＜第２の実施例＞次に、図２を用いて本発明の第２の実
施例である超音波モータ２について説明する。

【００２８】図２（Ａ）は、超音波モータ２において、
圧電素子１１の下面に設けた電極１６および電極２１の
構成を説明する概略図であり、図２（Ｂ）は同図（Ａ）
のＸ−Ｘ線における断面概略図である。超音波モータ２
は、超音波モータ１と概略同じ構成をとるが、電極１７
の代わりに電極２１（第１の電極）を用いている。

【００２９】電極２１は、電極１７と概略同じ構成をと
るが、接続線１７ａの代わりに接続線２１ａを用いてい
る。すなわち、接続線２１ａは、図２（Ｂ）に示すよう
に、太さは接続線１６ａとほぼ同じであるが、厚さを接
続線１６ａより厚くすることにより、接続線１６ａより
インピーダンスを小さくした構成となる。

【００３０】ここで、接続線２１ａは、同一の作製工程
を数回繰り返したり、あるいは真空プロセスなどの薄膜
堆積法による場合は堆積時間を長くしたりすることによ
り、接続線１６ａより厚く堆積される。従って、この超
音波モータ２によれば、接続線２１ａの厚さを厚くする
ことにより、超音波モータ１において接続線１７ａの幅
を太くしたことと同じ効果を得られるので、超音波モー
タ１と同様の効果を得られる。

【００３１】＜第３の実施例＞次に、図３，図４，図
５，図６，図７を用いて、本発明の第３の実施例である
超音波モータ３について説明する。図３は超音波モータ
３の斜視概略図である。図４は超音波モータ３の一構成
要素である圧電体３３の上面概略図であり、図５は圧電
体３３の下面概略図である。図６は超音波モータ３の一
構成要素である圧電体３４の下面概略図である。図７
（Ａ）は超音波モータ３の一構成要素であるロータ３２
が一の方向に回転する場合を説明する図であり、図７
（Ｂ）はロータ３２が逆方向に回転する場合を説明する
図である。

【００３２】まず、超音波モータ３の構成について説明
する。超音波モータ３は、図３に示すように、短冊状の
直方体である圧電素子３１と、圧電素子３１の一端面の
中央部付近に接しているロータ３２と、電極３５（第１
の電極）、電極３６（第２の電極），電極３７および電
極３８により概略構成される。

【００３３】圧電素子３１は、図３に示すように、圧電
体３４（第２の圧電体）の上に圧電体３３（第１の圧電
体）を一体的に積層したものである。圧電体３３は、チ
タン酸バリウムやチタン酸鉛など周知の圧電体を薄い直
方体に成形したものであり、図４に示すように、積層面
を縦方向に二等分割するとともに横方向にも二等分割す
ることで生成する４つの分極部３３ａ（第１の分極
部），分極部３３ｂ（第２の分極部），分極部３３ｃ
（第２の分極部），分極部３３ｄ（第１の分極部）を、
積層方向に、かつ、同一方向に分極した構造である。

【００３４】圧電体３４は、チタン酸バリウムやチタン
酸鉛など周知の圧電体を圧電体３３と同じ大きさに成形
したものであり、図５および図６に示すように、ほぼ全
面をひとつの分極部３４ａとして、積層方向に分極す
る。ロータ３２は、圧電素子３１の端面に生ずる楕円振
動を回転力に変換して外部に伝達する周知のロータであ
る。

【００３５】電極３５は、図４に示すように、互いに対
角に位置する分極部３３ａ，分極部３３ｄの上面全域を
覆っており、圧電体３３の上面外周縁部に沿って設けら
れた接続線３５ａを用いて各分極部上の電極を接続する
ことにより、一枚の電極を形成している。電極３６は、
図４に示すように、互いに対角に位置する分極部３３
ｂ，分極部３３ｄの上面全域を覆っており、圧電体３３
の上面中央部に設けられた接続線３６ａを用いて各分極
部上の電極を接続することにより、一枚の電極を形成し
ている。

【００３６】ここで、接続線３５ａは、接続線３６ａよ
り太く形成されている。その太さは、電極３５のインピ
ーダンスと電極３６のインピーダンスが同じ程度となる
ように設定される。従って、接続線３５ａの全長が接続
線３６ａの全長より長いにも係わらず、電極３５のイン
ピーダンスと電極３６のインピーダンスの差はなくなっ
ている。

【００３７】電極３７は、図５に示すように、圧電体３
４の上面全域をほぼ覆っており、かつ、接地されてい
る。また、上述したように、圧電体３４の上には圧電体
３３が一体的に積層されている。従って、電極３７は、
圧電体３４の分極部３４ａ上面の電位のみならず、圧電
体３３の分極部３３ａ〜３３ｄの下面の電位も接地させ
る。

【００３８】電極３８は、図６に示すように、圧電体３
４の下面全域をほぼ覆っている。次に、超音波モータ３
の動作について説明する。まず、ロータ３２を一の方向
に回転させる場合について説明する。この場合は、電極
３６および電極３８に同一の駆動信号を入力する。する
と、圧電体３３の分極部３３ｂ，分極部３３ｃおよび圧
電体３４は同一周期で伸縮する。

【００３９】すなわち、圧電体３４の伸長に伴って圧電
素子３１の端面がロータ３２に強く接するときには、分
極部３３ｂおよび分極部３３ｃは伸長しているため、圧
電素子３１は、図７（Ａ）の太線に示すようにある方向
に屈曲する。従って、このときは、圧電素子３１の端面
はロータ３２を一方向に回転させる。また、駆動信号電
圧の正負が逆転して圧電素子３１の屈曲方向が逆になっ
ても、圧電体３４の収縮に伴って圧電素子３１も収縮す
るため、圧電素子３１の端面はロータ３２に当接しな
い。従って、このときは、圧電素子３１の動作はロータ
３２の回転に影響しない。

【００４０】従って、圧電素子３１はロータ３２を一方
向に回転させる。また、ロータ３２を逆方向に回転させ
る場合は電極３５および電極３８に同一の駆動信号を入
力する。すると、圧電体３３の分極部３３ａ，分極部３
３ｄおよび圧電体３４は同一周期で伸縮する。

【００４１】すなわち、圧電体３４の伸長に伴って圧電
素子３１の端面がロータ３２に強く接するときには、分
極部３３ａおよび分極部３３ｄは伸長しているため、圧
電素子３１は、図７（Ｂ）の太線に示すように逆方向に
屈曲する。従って、このときは、圧電素子３１の端面は
ロータ３２を逆方向に回転させる。また、駆動信号電圧
の正負が逆転して圧電素子３１の屈曲方向がさらに逆に
なっても、圧電体３４の収縮に伴って圧電素子３１も収
縮するため、圧電素子３１の端面はロータ３２に当接し
ない。従って、このときは、圧電素子３１の動作はロー
タ３２の回転に影響しない。

【００４２】従って、圧電素子３１はロータ３２を他方
向に回転させる。ここで、上記したように、電極３５の
インピーダンスの大きさと電極３６のインピーダンスの
大きさは同じであるため、同一の駆動信号を入力した場
合、ロータ３２の回転力すなわち超音波モータ３の駆動
力は、回転方向によらず一定となる。

【００４３】以上より、本発明の第３の実施例である超
音波モータ３において、接続線３５ａを接続線３６ａよ
り太くしたので、接続線３５ａが接続線３６ａより長い
にも係わらず、電極３５のインピーダンスを電極３６の
インピーダンスに一致させることができる。従って、超
音波モータ３によれば、電極３６に駆動信号を入力して
ロータ３２を逆方向に回転させても、その回転力すなわ
ち超音波モータ３の駆動力は、電極３５に駆動信号を入
力してロータ３２を正方向に回転させたときと同じとな
る。

【００４４】＜第４の実施例＞図８は、本発明の第４の
実施例であり、上述した超音波モータ１〜３を電子機器
に適用した、超音波モータ付電子機器４のブロック図で
ある。超音波モータ付電子機器４は、超音波モータ５
と、超音波モータ５の移動体と連動して動く伝達機構６
と、伝達機構６の動作に基づいて運動する出力機構７
と、を備えることにより実現する。

【００４５】超音波モータ５としては、例えば上述した
超音波モータ１〜３のいずれかを用いる。この場合は、
前記した移動体はロータ１０４やロータ３２となる。ま
た、伝達機構６としては、例えば歯車、摩擦車等の伝達
車を用いる。出力機構７には、例えば、カメラにおいて
はシャッタ駆動機構やレンズ駆動機構などを、電子時計
においては指針駆動機構やカレンダー駆動機構を、記憶
装置に用いる場合は、該記憶装置内の記憶媒体に情報を
読み書きするヘッドを駆動するヘッド駆動機構を、工作
機械においては刃具送り機構や加工部材送り機構などを
用いる。

【００４６】すなわち、超音波モータ付電子機器４とし
ては、例えば、電子時計、計測器、カメラ、プリンタ、
印刷機、工作機械、ロボット、移動装置、記憶装置など
がある。この超音波モータ付電子機器４によれば、出力
機構７は、逆方向に駆動する場合にも、同一の駆動信号
によって正方向に駆動する時と同一の量ほど駆動する。
すなわち、駆動方向によらずに一定した駆動量を得られ
るため、駆動量の制御を容易に行える超音波モータ付電
子機器となる。

【００４７】なお、本発明は上記した実施例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意
に変形可能である。特に、本発明は、駆動信号を入力す
る分極部を変えることにより駆動方向を逆転させる形式
の超音波モータにおいては一般的に適用可能であり、か
つ、同様の効果を得られる。

【００４８】また、上記した実施例では、すべて、接続
線の幅あるいは厚みを調節することにより各電極のイン
ピーダンスを調節したが、当然電極全体の厚みや幅ある
いはその双方を調節することにより各電極のインピーダ
ンスを調節してもよい。また、超音波モータ３におい
て、接続線３５ａの幅を接続線３６ａの幅より太くする
ことにより、電極３５と電極３６のインピーダンスを一
致させたが、接続線３５ａの厚さを接続線３６ａの厚さ
より厚くすることにより、同様の効果を得られる。

【００４９】

【発明の効果】請求項１〜３に記載の発明によれば、超
音波モータの逆方向の駆動力は、同一の駆動信号を用い
て正方向に駆動させた時の駆動力に一致するため、より
容易に駆動力を制御できる超音波モータを作製できる。
また、請求項４に記載の発明によれば、駆動方向によら
ずに一定した駆動量を得られるため、駆動量の制御を容
易に行える超音波モータ付電子機器を作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施例である超
音波モータ１の一構成要素である振動体１２および突起
１３を説明する上面概略図であり、同図（Ｂ）は超音波
モータ１の一構成要素である圧電素子１１の上面概略図
であり、同図（Ｃ）は圧電素子１１の下面概略図であ
る。

【図２】図２（Ａ）は、本発明の第２の実施例である超
音波モータ２において、圧電素子１１の下面に設けた電
極１６および電極２１の構成を説明する概略図であり、
図２（Ｂ）は同図（Ａ）のＸ−Ｘ線における断面概略図
である。

【図３】本発明の第３の実施例である超音波モータ３の
斜視概略図である。

【図４】超音波モータ３の一構成要素である圧電体３３
の上面概略図である。

【図５】圧電体３３の下面概略図である。

【図６】超音波モータ３の一構成要素である圧電体３４
の下面概略図である。

【図７】図７（Ａ）は超音波モータ３の一構成要素であ
るロータ３２が一の方向に回転する場合を説明する図で
あり、図７（Ｂ）はロータ３２が逆方向に回転する場合
を説明する図である。

【図８】本発明の第４の実施例である超音波モータ付電
子機器４のブロック図である。

【図９】従来例である超音波モータ１００の構成を説明
する断面概略図である。

【図１０】超音波モータ１００の一構成要素である圧電
素子１０１および電極１０５ａ，１０５ｂの構成を説明
する上面概略図である。

【図１１】図１１（Ａ）は超音波モータ１００の一構成
要素であるロータ１０４が一の方向に回転する場合を説
明する図であり、図１１（Ｂ）はロータ１０４が逆方向
に回転する場合を説明する図である。

【符号の説明】

１，２，３超音波モータ４超音波モータ付電子機器５超音波モータ６伝達機構７出力機構１１圧電素子１１ａ分極部（正方向分極部）１１ｂ分極部（逆方向分極部）１２振動体１３突起１５電極１６電極（第２の電極）１７電極（第１の電極）２１電極（第１の電極）３１圧電素子３２ロータ３３圧電体（第１の圧電体）３４圧電体（第２の圧電体）３５電極（第１の電極）３６電極（第２の電極）１００超音波モータ１０４ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木瑞明千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地セイコーインスツルメンツ株式会社内Ｆターム(参考） 5H680 AA08 BB16 BC01 BC02 BC04 BC08 BC09 CC02 CC06 DD15 DD23 DD27 DD82 DD85 DD92 EE12 GG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の分極部と、この第１の分極部とは
別個に設けられた第２の分極部をそれぞれ少なくとも一
つ有する圧電素子を備え、この圧電素子の前記第１の分極部あるいは前記第２の分
極部のいずれか一方もしくは両方に駆動信号を入力する
ことにより該圧電素子に生ずる振動を、駆動力源として
用いる超音波モータにおいて、前記第１の分極部に前記駆動信号を入力する第１の電極
のインピーダンスを、前記第２の分極部に前記駆動信号
を入力する第２の電極のインピーダンスに近づけるため
に、該第１の電極の全体あるいは一部の厚みまたは幅あ
るいはその双方を変えること、を特徴とする超音波モータ。
【請求項２】請求項１に記載の超音波モータにおい
て、前記圧電素子は円形であり、かつ、一方向に分極した正方向分極部と、前記正方向分極部とは逆方向に分極した逆方向分極部
と、を円周方向に交互に配列した複数の分極部を全体に
有しており、この正方向分極部と前記逆方向分極部を交互に選択する
ことにより、前記第１の分極部を形成し、さらに、この第１の分極部に選択されなかった前記正方
向分極部および前記逆方向分極部により、前記第２の分
極部を形成すること、を特徴とする超音波モータ。
【請求項３】請求項１に記載の超音波モータにおい
て、前記圧電素子は、一方向に分極した前記第１の分極
部と、前記第１の分極部と同方向に分極した第２の分極
部と、を交互に配列した複数の分極部を全体に有し、前記第１の分極部と前記第２の分極部とに同一の駆動信
号を入力して励振させることにより、屈曲振動を生じる
第１の圧電体と、この第１の圧電体に一体的に積層され
ると共に、一方向に分極した分極部を励振させることに
より、伸縮振動を生じる第２の圧電体と、を備え、前記
第１の圧電体に生じる屈曲振動と、前記第２の圧電体に
生じる伸縮振動と、を合成することにより駆動力源とな
る前記振動を得ること、を特徴とする超音波モータ。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
超音波モータを有することを特徴とする超音波モータ付
電子機器。