JPH01315272A - 圧電モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、超音波帯の固体共振に基づく進行波を利用し
た円環状圧電モータに関し、特に、断面形状が音叉状の
ステータの構造が改良されたものに関する。

〔従来の技術］ 第２図は、従来の円環状の圧電モータの一例を示す断面
図である。この圧電モータのステータでは、第１．第２
の円環状金属板１．　２を中央側で接着剤３で貼り合わ
せることにより断面が音叉状の支持部４が構成されてい
る。第１．第２の金属板１．２の内面に第１．第２の円
環状圧電振動板５．６が貼り合わされている。この圧電
モータでは、断面形状が音叉形状の円環状弾性体の屈曲
振動を利用することにより進行波が形成される。

なお、支持部４の内周面側には、円環状ブラケット７が
固定されている。

他方、ステータにより駆動されるロータは、第１、第２
の金属板１，２を囲繞するように配置された第１．第２
の円環状金属板１０．１１を、ボルト１２で連結してな
る構造を有する。ボルト１２により連結される金属板１
０．１１の対向している面間には、シリコンゴムのよう
な弾性体１３が介在されている。これは、ボルト１２に
より金属板１０．１１を連結するに際し、ステータに対
し適切な力で金属板１０．１１の内面が圧接されること
を確保するためである。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕前述したような
断面形状が音叉形状の支持部４を有する圧電モータでは
、支持部４の屈曲振動を利用して大きな変位を得企こと
ができる。しかしながら、振動に伴って、第１．第２の
金属板１゜２が径方向に相対的にずれ易く、同一共振周
波数で両金属板１．２が振動することにより実現される
音叉振動が安定的に発生し難くなるという問題があった
。

例えば、第２図において、上方に位置する金属板１のみ
が、ロータを回転されるのに有効な進行波を発生してい
たとしても、下方側の金属板２の振動が停止している状
態ではロータの回転が停止されることになる。すなわち
、断面形状が音叉状の支持部４を用いたステータでは、
両金属板１゜２が、同一共振周波数で振動することが必
須であるにも関わらず、両金属板１．２の径方向のずれ
により所望通りにロータを回転させ得ないことがあった
。

よって、本発明の目的は、断面が音叉形状の円環状ステ
ータを利用した圧電モータにおいて、音叉形状に基づく
振動が安定に得ることが可能な構造を備えた圧電モータ
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、断面形状が音叉状の形状を存するステータを
用いた圧電モータを提供するものであり、屈曲振動モー
ドで振動されて進行波を発生させ、かつ厚み方向におい
て間隔を隔てて同心に配置された第１．第２の円環状圧
電振動部と、この第１および第２の圧電振動部を支持し
、かつ断面が音叉状の円環状支持部とを有するステータ
を備えており、該支持部が、第１および第２の圧電振動
部を支持する第１．第２の円環状金属板を貼り合わせる
ことにより構成されたものにおいて、下記の構成を有す
ることを特徴とする。

すなわち、第１．第２の円環状金属板間の径方向への移
動を規制する規制手段が、第１．第２の金属板間の接合
部分に設けられていることを特徴とするものである。

〔作用〕

音叉状の支持部を構成するための第１．第２の円環状金
属板間の接合部分に規制手段が設けられているので、両
金属板は、径方向への相対的な移動が規制される。従っ
て、駆動に際し第１．第２の金属板間の径方向のずれが
生じないので、第１゜第２の金属板が同一共振周波数で
振動することが確保される。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の第１の実施例のステータ部分の分解
斜視図であり、第３図はその部分断面図である。

第１図および第３図を参照して、本実施例の圧電モータ
のステータは、円環状の第１．第２の圧電振動板２１．
２２が内面に貼り付けられた第１゜第２の円環状金属板
２３．２４を、接着剤（図示せず）により貼り合わせる
ことにより構成されている。以下、各ステータ構成部材
の詳細を順に説明する。

第１の圧電振動板２１は、周方向に並んだ複数の分極処
理された領域を有する圧電セラミック板２１ａの上面に
全面電極２１ｂを、下面に第１゜第２の励振源を構成す
るための複数の電極（図示されず）が形成された構成を
有する。

他方、第２の圧電振動板２２についても、第１の圧電振
動板２１と同様に構成されている。もっとも、圧電振動
板２２では、第１の圧電振動板２１と電極が上下逆に構
成されている。すなわち、第２の圧電振動板２２では、
圧電セラミック板２２ａの下面に全面電極が形成されて
おり、上面に第１．第２の励振源を構成するための電極
２２Ｃ１２２ｄおよび帰還電極２２ｅが形成されている
。

なお、第２の圧電振動板２２において、円で囲まれた−
および十で表した記号は、圧電セラミック板の各分極領
域の分極方向を示し、十は図示の上面から下面方向への
分極方向を、−が下面から上面方向への分極方向を示す
。

第１の圧電振動板２１側においても、圧電セラミック板
２１ａが同様に分極処理されている。

リード線２５ａ、２５ｂは、第１の励振源を構成するた
めの電極に接続されており、リード線２６ａ、２６ｂは
第２の励振源を構成するための電極に接続されており、
リード線２７は帰還電極２２ｅに接続されている。これ
らのリード線２５ａ〜２７は、モータの中央に形成され
た空間を利用して圧電モータ外へ引き出されている。

第１および第２の円環状金属板２３．２４は、第３図か
ら明らかなように、組み合わされた状態で断面が音叉形
状となる支持部２８を構成している。この点については
、第２図に示した従来例と同様である。よって、本実施
例の圧電モータにおいても、断面音叉形状の円環状弾性
体の屈曲振動を利用してステータを撓ませることが可能
とされている。

本実施例の特徴は、第１の金属板２３と、第２の金属板
２４との接合部分において、両者の径方向のズレを防止
するための規制手段が設けられていることにある。すな
わち、規制手段として、第１の金属板２３側に環状突出
部２３ａが、第２の金属板２４側に環状凹部２４ａが形
成されている。

この環状突出部２３ａと、環状凹部２４ａは、両金属板
２３．２４を貼り合わせた際に、環状突出部２３ａが環
状凹部２４ａに嵌まり合うように形成されている。

従って、両金属板２３．２４を嵌め合わせ接着した状態
では、環状突出部２３ａと環状凹部２４ａとにより、両
者の径方向への相対的な移動が規制されることになる。

よって、第２図に示したようなロータを取り付け、駆動
させた場合、両金属板２３．２４が径方向へずれること
がないので、断面音叉形状の支持部の音叉様振動が設計
通りに引き起こされる。

すなわち、第１．第２の金属板２３．２４および第１．
第２の圧電振動板２１．２２は、同一共振周波数で振動
される。

なお、第１図において、２３ｂ、２４ｂは、それぞれ、
リード線２５ａ〜２７の引き出しを容易とするために設
けられた切欠を示す。

第１図および第３図に示した実施例では、環状突出部２
３ａと環状凹部２４ａの嵌め合わせにより両金属板２３
．２４の径方向のずれを規制したが、２つの円環状部材
の径方向への移動を防止し得る構造である限り、図示の
ものには限られないことを指摘しておく０例えば、第４
図に示すように、接合面に環状凹部３３ａ、３４ａが形
成された円環状の第１．第２の金属板３３．３４を用意
し、再環状凹部３３ａ、３４ａで形成された空間に金属
リング３５を挿入することにより両金属板３３．３４の
径方向への相対的な移動を規制するようにしてもよい。

また、環状突出部２３ａおよび環状凹部２４ａならびに
金属リング３５のように、規制手段は必ずしも閉環状で
な（でもよい、すなわち、環状突出部２３ａおよび環状
凹部２４ａに代えて、複数の互いに係合される突出部お
よび凹部を分散配置して規制手段としてもよい、同様に
、第４図の環状凹部３３ａ、３４ａに代えて、複数の凹
部を両金属環３３．３４に設け、組み合わされた空間に
ビンを埋め込むことにより規制手段を構成してもよい。

また、本発明の特徴は、ステータの断面音叉状の支持部
の構造にあるため、ロータの構造についても第２図に示
したものには限らない０例えば、断面音叉形状の支持部
を構成する第１．第２の金属板間の空間にロータを配置
し、金属板の互いに対向している内面側でロータを圧接
させる構造としてもよい、もっとも、その場合には第１
．第２の圧電振動板は、支持部の外側表面に貼り付けた
方が好ましい。

〔発明の効果〕

本発明では、第１．第２の円環状金属板間に、両者の径
方向への移動を規制する規制手段が設けられているので
、駆動に際しての両金属板間の径方向へのずれが確実に
防止される。よって、第１゜第２の金属板および圧電振
動板は、同一共振周波数で振動され、従って設計通りの
安定な音叉振動が引き起こされる。すなわち、従来例で
は、両金属板の間の径方向のずれにより、一方の金属板
が振動を停止させるように働くことがあったが、本発明
では、両者が同一共振周波数で振動することが確保され
ているので、このようなロータの回転停止は生じ得ない
。

従って、比較的簡単な構造により円環状圧電モータの安
定性を効果的に高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧電モータのステータ部分の分解斜視
図、第２図は従来の圧電モータの断面図、第３図は第１
図実施例の部分断面図、第４図は本発明の他の実施例の
ステータ部分の部分断面図である。 図において、２１．２２は第１．第２の圧電振動板、２
３．２４は第１．第２の円環状金属板、２３ａは規制手
段を構成するための環状突出部、２４ａは規制手段を構
成する環状凹部、３３は第１の円環状金属板、３４は第
２の円環状金属板、３５は規制手段を構成する金属リン
グである。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　屈曲振動モードで振動されて進行波を発生させ、かつ
   厚み方向に間隔を隔てて同心に配置された第１および第
   ２の円環状圧電振動部と、 前記第１および第２の圧電振動部を支持し、かつ断面が
   音叉状の円環状支持部とを有するステータを備え、 前記支持部が、それぞれ、第１，第２の圧電振動部を支
   持する第１，第２の円環状金属板を貼り合わせることに
   より構成されている圧電モータにおいて、 前記第１，第２の円環状金属板間の径方向への相対的な
   移動を規制する規制手段が、第１，第２の金属板の接合
   部分に設けられていることを特徴とする、圧電モータ。