JP3147917B2 - 振動子 - Google Patents
振動子Info
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- JP3147917B2 JP3147917B2 JP07316091A JP7316091A JP3147917B2 JP 3147917 B2 JP3147917 B2 JP 3147917B2 JP 07316091 A JP07316091 A JP 07316091A JP 7316091 A JP7316091 A JP 7316091A JP 3147917 B2 JP3147917 B2 JP 3147917B2
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子等の振動発生
用素子と、該素子からの振動を受けて振動する振動体に
発生させた振動によって、該振動体に圧接した部材、例
えばロータと該振動体とを相対的に移動させる振動型モ
ータ用の振動子に関するものである。
用素子と、該素子からの振動を受けて振動する振動体に
発生させた振動によって、該振動体に圧接した部材、例
えばロータと該振動体とを相対的に移動させる振動型モ
ータ用の振動子に関するものである。
【０００２】
【従来技術】圧電素子等の振動発生用素子を２枚重ね合
わせたものを一群の振動発生駆動部とし、これを二群用
いて振動駆動源とすると共に、これら二群の積層された
圧電素子の両側に振動体としての金属ブロックを配置
し、これら金属ブロック間に圧電素子を配置し、またこ
れら圧電素子間には圧電素子への外部電源からの電圧を
給電するための電極板を介装し、これら圧電素子並びに
電極板を挟持した状態でボルト等の締結部材によりこれ
ら金属ブロックを締結して一体化した振動子が提案され
ている。
わせたものを一群の振動発生駆動部とし、これを二群用
いて振動駆動源とすると共に、これら二群の積層された
圧電素子の両側に振動体としての金属ブロックを配置
し、これら金属ブロック間に圧電素子を配置し、またこ
れら圧電素子間には圧電素子への外部電源からの電圧を
給電するための電極板を介装し、これら圧電素子並びに
電極板を挟持した状態でボルト等の締結部材によりこれ
ら金属ブロックを締結して一体化した振動子が提案され
ている。
【０００３】従来の振動子を図３に基づき説明する。
【０００４】１，２は振動体をなす前後の金属ブロッ
ク、３，４，５，６はＰＺＴ等で構成される電気−機械
エネルギー変換素子としての圧電素子、７，８，９，１
０は電極板で、圧電素子３，４により一群の振動発生駆
動部（以下Ａ相と称す）を、また圧電素子５，６により
一群の振動発生駆動部（以下Ｂ相と称す）を夫々構成し
ており、後金属ブロック２側から挿入された締結ボルト
１１のオネジ部１１ａが前金属ブロック１のメネジ部１
ａに螺着することによりこれらの振動子を構成する部材
を一体化する。
ク、３，４，５，６はＰＺＴ等で構成される電気−機械
エネルギー変換素子としての圧電素子、７，８，９，１
０は電極板で、圧電素子３，４により一群の振動発生駆
動部（以下Ａ相と称す）を、また圧電素子５，６により
一群の振動発生駆動部（以下Ｂ相と称す）を夫々構成し
ており、後金属ブロック２側から挿入された締結ボルト
１１のオネジ部１１ａが前金属ブロック１のメネジ部１
ａに螺着することによりこれらの振動子を構成する部材
を一体化する。
【０００５】グランド用の電極板（共通グランド電極）
８とＡ相用の電極板７にはＡ相駆動用交流電源回路（不
図示）からの交流電圧が給電され、またグランド用の電
極１０とＢ相用の電極板９にはＢ相駆動用交流電源回路
（不図示）からの交流電圧が給電されるようになってい
る。グランド用の電極板１０が導電性を有する後金属ブ
ロック２と電気的に接しており、共通グランド電極８は
Ａ相、Ｂ相駆動用交流電源回路１３、１４のグランド側
出力に接続されており、導電性を有する後金属ブロック
２は導電性を有する締結ボルト１１を介して電気的に共
通グランド電極８、及び前金属ブロック１に導通してい
る。
８とＡ相用の電極板７にはＡ相駆動用交流電源回路（不
図示）からの交流電圧が給電され、またグランド用の電
極１０とＢ相用の電極板９にはＢ相駆動用交流電源回路
（不図示）からの交流電圧が給電されるようになってい
る。グランド用の電極板１０が導電性を有する後金属ブ
ロック２と電気的に接しており、共通グランド電極８は
Ａ相、Ｂ相駆動用交流電源回路１３、１４のグランド側
出力に接続されており、導電性を有する後金属ブロック
２は導電性を有する締結ボルト１１を介して電気的に共
通グランド電極８、及び前金属ブロック１に導通してい
る。
【０００６】図３に示す振動子は、ペンシル型モータの
振動子として用いられるもので、ボルト１１の先端部に
植設された小径軸部１５の回りに、前金属ブロック１の
前端面と当接するロータ１２、ロータ１２と当接する外
周部にギア１３ａを有する出力部材１３、出力部材１３
にベアリング１４を介して内装されるスリーブ部材１６
が設けられ、小径軸部１５の先端部に抜け止め固定され
たストッパープレート１８とスリーブ部材１６との間に
弾装された加圧バネ１７により、ロータ１２は前金属ブ
ロック１に圧接されている。
振動子として用いられるもので、ボルト１１の先端部に
植設された小径軸部１５の回りに、前金属ブロック１の
前端面と当接するロータ１２、ロータ１２と当接する外
周部にギア１３ａを有する出力部材１３、出力部材１３
にベアリング１４を介して内装されるスリーブ部材１６
が設けられ、小径軸部１５の先端部に抜け止め固定され
たストッパープレート１８とスリーブ部材１６との間に
弾装された加圧バネ１７により、ロータ１２は前金属ブ
ロック１に圧接されている。
【０００７】このようなペンシル型モータは、人間の手
の小指よりもさらに小さい超小型化が可能で、電極板７
〜１０に径方向外方に向けて延出されている給電用端子
部７ａ〜１０ａは、振動子の振動系においてはアンバラ
ンスな要因となり、振動に対して少なからず影響を及ぼ
し、給電用端子部による影響をできるだけ少なくしたい
という要求がある。
の小指よりもさらに小さい超小型化が可能で、電極板７
〜１０に径方向外方に向けて延出されている給電用端子
部７ａ〜１０ａは、振動子の振動系においてはアンバラ
ンスな要因となり、振動に対して少なからず影響を及ぼ
し、給電用端子部による影響をできるだけ少なくしたい
という要求がある。
【０００８】また、給電用の端子部７ａ〜１０ａの向き
については特に規定していないことから個々の振動体毎
に異なり、通常は電源回路間とのリード線による配線に
より決められることが多く、例えば図３の（ａ）に示す
ように夫々が周方向において異なった位置（角度）に配
置されている。
については特に規定していないことから個々の振動体毎
に異なり、通常は電源回路間とのリード線による配線に
より決められることが多く、例えば図３の（ａ）に示す
ように夫々が周方向において異なった位置（角度）に配
置されている。
【０００９】しかし、これらの端子部７ａ〜１０ａをフ
レキシブルプリント配線板により電源回路と接続する場
合、端子間の間隔が大きいためにフレキシブルプリント
配線板が不必要に大きくなり、また複雑化するという問
題がある。
レキシブルプリント配線板により電源回路と接続する場
合、端子間の間隔が大きいためにフレキシブルプリント
配線板が不必要に大きくなり、また複雑化するという問
題がある。
【００１０】さらに、これらの端子部７ａ〜１０ａは軸
方向において重なってないことから、振動子を実際に配
置する場合には、図３の例では各端子部に対応してその
回りの部品に最大４箇所の逃げを設ける必要があり、超
小型化を可能とするペンシル型モータへの利用に際して
スペースの著しい無駄を招くという問題がある。
方向において重なってないことから、振動子を実際に配
置する場合には、図３の例では各端子部に対応してその
回りの部品に最大４箇所の逃げを設ける必要があり、超
小型化を可能とするペンシル型モータへの利用に際して
スペースの著しい無駄を招くという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、振動子の圧電素子に接触する電極板の給電
用端子部がその配置位置によっては振動子の振動に影響
を及ぼすこと、複数の端子部がバラバラな向きに位置し
ていることによるフレキシブルプリント配線板との接続
に不向きであり、また振動子の回りに余計なスペース多
く必要とすることにある。
する課題は、振動子の圧電素子に接触する電極板の給電
用端子部がその配置位置によっては振動子の振動に影響
を及ぼすこと、複数の端子部がバラバラな向きに位置し
ていることによるフレキシブルプリント配線板との接続
に不向きであり、また振動子の回りに余計なスペース多
く必要とすることにある。
【００１２】本発明の目的は、振動への影響を少なく
し、フレキシブルプリント配線板との接続及び周囲の無
駄なスペースをできる限り少なくすることができる振動
子を提供することにある。
し、フレキシブルプリント配線板との接続及び周囲の無
駄なスペースをできる限り少なくすることができる振動
子を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
ための構成は、介装される給電部材を介して供給される
電気信号に応答して振動を発生する電気−機械エネルギ
ー変換素子を積層配置し、複数層の電気−機械エネルギ
ー変換素子は第１相駆動群と、前記第１相駆動群とは略
９０度位相が異なる第２相駆動群とを有し、これら電気
−機械エネルギー変換素子および給電部材を挟持するよ
うに配置された振動体とで一体化され、前記第１相駆動
群と前記第２相駆動群とにより励起される振動の合成に
より、首振りのような振動を生じさせる振動子におい
て、前記給電部材と外部の回路とを電気的に接続するた
めに設けられたものであって、前記給電部材の外部に突
出した給電用突出部を、前記第１相駆動群と前記第２相
駆動群との位相ずれの中間である略４５度位相の位置に
位置させたことを特徴とする。
ための構成は、介装される給電部材を介して供給される
電気信号に応答して振動を発生する電気−機械エネルギ
ー変換素子を積層配置し、複数層の電気−機械エネルギ
ー変換素子は第１相駆動群と、前記第１相駆動群とは略
９０度位相が異なる第２相駆動群とを有し、これら電気
−機械エネルギー変換素子および給電部材を挟持するよ
うに配置された振動体とで一体化され、前記第１相駆動
群と前記第２相駆動群とにより励起される振動の合成に
より、首振りのような振動を生じさせる振動子におい
て、前記給電部材と外部の回路とを電気的に接続するた
めに設けられたものであって、前記給電部材の外部に突
出した給電用突出部を、前記第１相駆動群と前記第２相
駆動群との位相ずれの中間である略４５度位相の位置に
位置させたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記した構成の振動子は、圧電素子等の電気−
機械エネルギー変換素子に給電するために介装されてい
る給電部材は、その外部に突出した給電用突出部を、第
１相駆動群と第２相駆動群との位相のずれである略９０
度の中間である略４５度の位相ずれの位置に位置させた
ので、第１相駆動群により励振される振動と、第２相駆
動群により励振される振動に対する影響を略等しくする
ことができ、剛性振動としての首振のような振動を駆動
効率の良い真円に近づけることができる。
機械エネルギー変換素子に給電するために介装されてい
る給電部材は、その外部に突出した給電用突出部を、第
１相駆動群と第２相駆動群との位相のずれである略９０
度の中間である略４５度の位相ずれの位置に位置させた
ので、第１相駆動群により励振される振動と、第２相駆
動群により励振される振動に対する影響を略等しくする
ことができ、剛性振動としての首振のような振動を駆動
効率の良い真円に近づけることができる。
【００１５】
【実施例】図１及び図２には本発明による振動子の一実
施例を示す。図１に示す振動子はペンシル型モータに利
用したもので、図３に示す従来例と基本的構造は同じで
あるため、従来例に示したモータの各構成部材と同じ符
号を用いる。
施例を示す。図１に示す振動子はペンシル型モータに利
用したもので、図３に示す従来例と基本的構造は同じで
あるため、従来例に示したモータの各構成部材と同じ符
号を用いる。
【００１６】本実施例における振動子を構成する圧電素
子板３〜６は、同一構造のものを使用しており、図２に
示す圧電素子板３を例にすると、内径部を有する円板形
状の圧電素子板３は、直径線部に電極膜の形成されてい
ないスリット部３Ｃを境界としてその両側に電極膜３Ａ
と３Ｂとが形成され、これら電極膜３Ａ、３Ｂの領域は
異なった分極方向に分極処理されている。そして第１相
駆動群である駆動用のＡ相をなす圧電素子３、４は例え
ばその極性を逆にして（１８０度位相をずらして）中央
のスリット部３Ｃを一致させて重ね合わせられ、また第
２相駆動群である駆動用のＢ相をなす圧電素子５、６は
上記のＡ相の場合と同様に位相を１８０度ずらして重ね
合わせられているが、Ａ相に対して位相を９０度ずらし
て配置されている。すなわち、圧電素子５のスリット部
５Ｃは圧電素子３のスリット部３Ｃに対して直交してい
ることになる。
子板３〜６は、同一構造のものを使用しており、図２に
示す圧電素子板３を例にすると、内径部を有する円板形
状の圧電素子板３は、直径線部に電極膜の形成されてい
ないスリット部３Ｃを境界としてその両側に電極膜３Ａ
と３Ｂとが形成され、これら電極膜３Ａ、３Ｂの領域は
異なった分極方向に分極処理されている。そして第１相
駆動群である駆動用のＡ相をなす圧電素子３、４は例え
ばその極性を逆にして（１８０度位相をずらして）中央
のスリット部３Ｃを一致させて重ね合わせられ、また第
２相駆動群である駆動用のＢ相をなす圧電素子５、６は
上記のＡ相の場合と同様に位相を１８０度ずらして重ね
合わせられているが、Ａ相に対して位相を９０度ずらし
て配置されている。すなわち、圧電素子５のスリット部
５Ｃは圧電素子３のスリット部３Ｃに対して直交してい
ることになる。
【００１７】一方、これら圧電素子間に介装される給電
部材としての電極板７〜１０は、その給電用突出部とし
ての端子部７ａ〜１０ａが軸方向において重ね合わせた
状態に位置合わせされていて、これら端子部７ａ〜１０
ａは圧電素子３のスリット３Ｃに対して位相角度αずら
して配置されており、本実施例では駆動用のＡ相圧電素
子群と駆動用のＢ相圧電素子群とを９０度の位相ずれを
有して配置していることから位相角度αを４５度として
いる。
部材としての電極板７〜１０は、その給電用突出部とし
ての端子部７ａ〜１０ａが軸方向において重ね合わせた
状態に位置合わせされていて、これら端子部７ａ〜１０
ａは圧電素子３のスリット３Ｃに対して位相角度αずら
して配置されており、本実施例では駆動用のＡ相圧電素
子群と駆動用のＢ相圧電素子群とを９０度の位相ずれを
有して配置していることから位相角度αを４５度として
いる。
【００１８】すなわち、振動子を単にその長さ方向にお
いてのみ振動させるには、２相の圧電素子群を設ける必
要はなく、位相の異なる振動を２相の圧電素子群により
励起させ、その合成として振動子に首振りのような振動
を発生させ、振動子の先端部表面に形成される円又は楕
円運動によりロータ１２を摩擦駆動するには、Ａ相駆圧
電素子群により振動する振動系と、Ｂ相駆動圧電素子群
により振動する振動系が等価であることが最も望まし
い。
いてのみ振動させるには、２相の圧電素子群を設ける必
要はなく、位相の異なる振動を２相の圧電素子群により
励起させ、その合成として振動子に首振りのような振動
を発生させ、振動子の先端部表面に形成される円又は楕
円運動によりロータ１２を摩擦駆動するには、Ａ相駆圧
電素子群により振動する振動系と、Ｂ相駆動圧電素子群
により振動する振動系が等価であることが最も望まし
い。
【００１９】しかし、電極板から延出される端子部は１
つであり、このため振動子の対称性を阻害していること
になり、図３に示すような従来の配置では、Ａ相駆動圧
電素子群とＢ相駆動圧電素子群との振動による、軸方向
振動と半径方向振動の機械インピーダンスに差が生じ、
振動子に上述したような略真円を描く首振運動を行わせ
ることができなくなる。
つであり、このため振動子の対称性を阻害していること
になり、図３に示すような従来の配置では、Ａ相駆動圧
電素子群とＢ相駆動圧電素子群との振動による、軸方向
振動と半径方向振動の機械インピーダンスに差が生じ、
振動子に上述したような略真円を描く首振運動を行わせ
ることができなくなる。
【００２０】これに対し本実施例のように、電極板の位
置をＡ相圧電素子群の振動系とＢ相圧電素子群の振動系
と等価の位置である位相角度が４５度ずれた共役な位置
に配置することにより、機械インピーダンスの差が生じ
なくなり、従ってモータ性能に何らの影響も及ぼさなく
なる。
置をＡ相圧電素子群の振動系とＢ相圧電素子群の振動系
と等価の位置である位相角度が４５度ずれた共役な位置
に配置することにより、機械インピーダンスの差が生じ
なくなり、従ってモータ性能に何らの影響も及ぼさなく
なる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電素子等の電気−機械エネルギー変換素子に給電するた
めに介装されている給電部材は、その外部に突出した給
電用突出部を第１相駆動群と第２相駆動群との位相のず
れ略９０度の中間である略４５度位相の位置に位置させ
たので、第１相駆動群により励振される振動と第２相駆
動群により励振される振動に対する影響を略等しくする
ことができ、合成振動としての首振りのような振動を駆
動効率の良い真円に近づけることができる。
電素子等の電気−機械エネルギー変換素子に給電するた
めに介装されている給電部材は、その外部に突出した給
電用突出部を第１相駆動群と第２相駆動群との位相のず
れ略９０度の中間である略４５度位相の位置に位置させ
たので、第１相駆動群により励振される振動と第２相駆
動群により励振される振動に対する影響を略等しくする
ことができ、合成振動としての首振りのような振動を駆
動効率の良い真円に近づけることができる。
【図１】本発明による振動子の一実施例を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】従来の振動子を示す縦断面図。
１、２…金属ブロック ３〜６…圧電素子板 ７〜１０…電極板 ７ａ〜１０ａ…端子部 １１…ボルト １２…ロータ １３…出力部材 １４…ベアリング
Claims (1)
- 【請求項１】 介装される給電部材を介して供給される
電気信号に応答して振動を発生する電気−機械エネルギ
ー変換素子を積層配置し、複数層の電気−機械エネルギ
ー変換素子は第１相駆動群と、前記第１相駆動群とは略
９０度位相が異なる第２相駆動群とを有し、これら電気
−機械エネルギー変換素子および給電部材を挟持するよ
うに配置された振動体とで一体化され、前記第１相駆動
群と前記第２相駆動群とにより励起される振動の合成に
より、首振りのような振動を生じさせる振動子におい
て、前記給電部材と外部の回路とを電気的に接続するために
設けられたものであって、前記給電部材の外部に突出し
た給電用突出部を、前記第１相駆動群と前記第２相駆動
群との位相ずれの中間である略４５度位相の位置に位置
させた ことを特徴とする振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07316091A JP3147917B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07316091A JP3147917B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308486A JPH04308486A (ja) | 1992-10-30 |
| JP3147917B2 true JP3147917B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=13510143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07316091A Expired - Fee Related JP3147917B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147917B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2565351Y2 (ja) * | 1993-02-23 | 1998-03-18 | 株式会社三協精機製作所 | 磁気ディスク駆動装置 |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP07316091A patent/JP3147917B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04308486A (ja) | 1992-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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