JPH02146971A - 圧電モータおよび圧電モータの駆動方法 - Google Patents
圧電モータおよび圧電モータの駆動方法Info
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- JPH02146971A JPH02146971A JP63298120A JP29812088A JPH02146971A JP H02146971 A JPH02146971 A JP H02146971A JP 63298120 A JP63298120 A JP 63298120A JP 29812088 A JP29812088 A JP 29812088A JP H02146971 A JPH02146971 A JP H02146971A
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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。
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、圧電モータに交流電圧を印加した時に生じる
振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動する圧電
モータに関する。
振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動する圧電
モータに関する。
圧電モータは、圧電素子に交流電圧を印加した時に生じ
る振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動するも
のである。
る振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動するも
のである。
従来の装置は、特開昭６０−２００７７６号公報等に記
載されている定在波モータや、特開昭６２−１９３５７
９号公報等に記載されている進行波モータがある。
載されている定在波モータや、特開昭６２−１９３５７
９号公報等に記載されている進行波モータがある。
最初に、定在波モータの駆動原理を第１１図を用いて説
明する。圧電モータの基本要素となる駆馳部は、互いに
向き合った積層圧電素子１７ａ。
明する。圧電モータの基本要素となる駆馳部は、互いに
向き合った積層圧電素子１７ａ。
１７ｂと振動を伝える弾性体１６ａ、１６ｂと駆動ヘッ
ド１５によって構成される。さらに、圧電モータ全体は
、その駆動部と被駆動体１と接触する従動ローラ９と、
従動ローラ９を介して被駆動体１を押し付けるばね機構
１０で構成される。積層圧電素子１７ａに交流電圧（Ｖ
−ｓｕｎ （（１１ｔ） ）を印加し、積層圧電素子１
７ｂに９０’位相がずれた交流電圧（Ｖ−ＣＯｇ（ωｔ
））８−印加すると、積層圧電素子１７ａ、１７ｂは９
０゛の位相がずれた振動を発生する。この２つの振動が
、弾性体１６ａ、１６ｂを介して、駆動ヘッド１５に伝
わる。そして、駆動ヘッド１５は２つの振動によって、
ヘッドの先端が５円振動あるいは楕円振動し。
ド１５によって構成される。さらに、圧電モータ全体は
、その駆動部と被駆動体１と接触する従動ローラ９と、
従動ローラ９を介して被駆動体１を押し付けるばね機構
１０で構成される。積層圧電素子１７ａに交流電圧（Ｖ
−ｓｕｎ （（１１ｔ） ）を印加し、積層圧電素子１
７ｂに９０’位相がずれた交流電圧（Ｖ−ＣＯｇ（ωｔ
））８−印加すると、積層圧電素子１７ａ、１７ｂは９
０゛の位相がずれた振動を発生する。この２つの振動が
、弾性体１６ａ、１６ｂを介して、駆動ヘッド１５に伝
わる。そして、駆動ヘッド１５は２つの振動によって、
ヘッドの先端が５円振動あるいは楕円振動し。
こねにより、この駆動ヘッド１５に接触する被駆動体１
を摩擦駆動する。
を摩擦駆動する。
次に、進行波モータの動作原理を第１２図、第１３図で
説明する。一般に進行波モータは、被駆動体３０と、被
駆動体３０に接着しているスライダ３１−と、弾性体３
２と１弾性体３２に接着しているｆ−Ｊ：、型素子３３
によって祷成さおでいる。又。
説明する。一般に進行波モータは、被駆動体３０と、被
駆動体３０に接着しているスライダ３１−と、弾性体３
２と１弾性体３２に接着しているｆ−Ｊ：、型素子３３
によって祷成さおでいる。又。
弾性体３２に接着している圧電素子の配置は、第１３図
のように、２つのグループに分かれており、それぞれの
グループ内で、分極方向の反対の素子が隣り合っている
。それぞれのグループの片側の面に電極Ａ５．Ｂ５を、
さらに電極Ａ５．Ｂ５の間及びもう一方の面の全体に電
極Ｅ５を設ける。
のように、２つのグループに分かれており、それぞれの
グループ内で、分極方向の反対の素子が隣り合っている
。それぞれのグループの片側の面に電極Ａ５．Ｂ５を、
さらに電極Ａ５．Ｂ５の間及びもう一方の面の全体に電
極Ｅ５を設ける。
又、２つのグループ間の距離は、１／４波長及び３／４
波長離れている。電極間Ａ５−Ｅ５に交流電圧（Ｖ ・
ｓｊｎ （（、＋ ｔ） ）を印加し、電極間Ｂ５−Ｅ
５に９０゛の位相差を持つ交流電圧（■・ｅｏｓ（ω１
））を印加すると、２つのグループの圧電素子はそれぞ
れ定在波を発生させる。この２つの定在波は、時間的に
９０°の位相差をもち又、位置的にも９０°の位相差を
もつ、この２つの定在波が合わさって、進行波が生じる
。さらに、この進行波によって、弾性体３２の上面の点
は楕円振動をし、接触するスライダ３１及び被駆動体３
０を摩擦駆動する。
波長離れている。電極間Ａ５−Ｅ５に交流電圧（Ｖ ・
ｓｊｎ （（、＋ ｔ） ）を印加し、電極間Ｂ５−Ｅ
５に９０゛の位相差を持つ交流電圧（■・ｅｏｓ（ω１
））を印加すると、２つのグループの圧電素子はそれぞ
れ定在波を発生させる。この２つの定在波は、時間的に
９０°の位相差をもち又、位置的にも９０°の位相差を
もつ、この２つの定在波が合わさって、進行波が生じる
。さらに、この進行波によって、弾性体３２の上面の点
は楕円振動をし、接触するスライダ３１及び被駆動体３
０を摩擦駆動する。
第１４図、第１５図を用いて本発明が解決すべき課題を
説明する。
説明する。
上記従来技術では、圧電素子の振動を利用して被駆動体
を摩擦駆動するものであり、振動によって生じる波の振
幅が微小であるため、硬質の被駆動体を搬送する場合は
、駆動部４０に生じている進行波の山の部分だけが、被
駆動体１と接触しているため、被駆動体１の進行方向に
のみ摩擦が生じる。そのため、効率よく被駆動体１を搬
送できる。しかし、軟質の被駆動体（例えば紙等のシー
ト材）を搬送する場合は、被駆動体１は、駆動部４０に
生じている進行波の山の部分だけではなく、山と谷の間
あるいは谷まで接触する。そのため、山の部分では、被
駆動体１の移動方向に摩擦力が働くが、谷の部分では、
移動方向と逆方向に摩擦力すなわち抵抗力が働き、硬質
の被駆動体に比べて、搬送効率が低下する問題がある。
を摩擦駆動するものであり、振動によって生じる波の振
幅が微小であるため、硬質の被駆動体を搬送する場合は
、駆動部４０に生じている進行波の山の部分だけが、被
駆動体１と接触しているため、被駆動体１の進行方向に
のみ摩擦が生じる。そのため、効率よく被駆動体１を搬
送できる。しかし、軟質の被駆動体（例えば紙等のシー
ト材）を搬送する場合は、被駆動体１は、駆動部４０に
生じている進行波の山の部分だけではなく、山と谷の間
あるいは谷まで接触する。そのため、山の部分では、被
駆動体１の移動方向に摩擦力が働くが、谷の部分では、
移動方向と逆方向に摩擦力すなわち抵抗力が働き、硬質
の被駆動体に比べて、搬送効率が低下する問題がある。
又、定在波モータにおいては、前述のように駆動ヘッド
１５は楕円振動する。被駆動体１が硬質の被駆動体の場
合は、被駆動体１は駆動ヘッド１−５と接触するのは駆
動ヘッド１５が、楕円振動の上部にきたときだけである
。それに比べて、被駆動体Ｊが軟質の被駆動体の場合、
駆動ヘッド１５と被駆動体１が、駆動ヘッドが楕円振動
の上部だけでなく、上部と下部の間でも接触する。駆動
ヘッド１５が振動の上部にきたときに、被駆動体１の移
動方向に摩擦力すなわち駆動力が働く。
１５は楕円振動する。被駆動体１が硬質の被駆動体の場
合は、被駆動体１は駆動ヘッド１−５と接触するのは駆
動ヘッド１５が、楕円振動の上部にきたときだけである
。それに比べて、被駆動体Ｊが軟質の被駆動体の場合、
駆動ヘッド１５と被駆動体１が、駆動ヘッドが楕円振動
の上部だけでなく、上部と下部の間でも接触する。駆動
ヘッド１５が振動の上部にきたときに、被駆動体１の移
動方向に摩擦力すなわち駆動力が働く。
そして、振動の下部になったときに接触すると被駆動体
１の移動方向と反対に抵抗力が働く。そのため、硬質の
被駆動体の搬送に比べて、軟質の被駆動体の搬送は、搬
送効率が低下する問題がある。
１の移動方向と反対に抵抗力が働く。そのため、硬質の
被駆動体の搬送に比べて、軟質の被駆動体の搬送は、搬
送効率が低下する問題がある。
そこで、本発明の目的は、硬質の被駆動体だけでなく、
軟質の被駆動体を効率よく搬送することにある。
軟質の被駆動体を効率よく搬送することにある。
（課題を解決するための手段〕
上記目的を達成する第１の手段は、隣接する複数の駆動
部を設け、それぞれの駆動部に生じる進行波、あるいは
定在波が互いに位相差を持つように駆動部を駆動するも
のである。特に、定在波型の圧電モータでは、駆動ヘッ
ドの高さに差があるときは、積層圧電素子に直流バイア
ス電圧を印加して、駆動ヘッドの高さを合わせ、さらに
、交流電圧を印加することにより、上記の目的は達成さ
れる。
部を設け、それぞれの駆動部に生じる進行波、あるいは
定在波が互いに位相差を持つように駆動部を駆動するも
のである。特に、定在波型の圧電モータでは、駆動ヘッ
ドの高さに差があるときは、積層圧電素子に直流バイア
ス電圧を印加して、駆動ヘッドの高さを合わせ、さらに
、交流電圧を印加することにより、上記の目的は達成さ
れる。
また、上記目的を達成する第２の手段は、駆動部の振動
の山と谷の間に位置し、被駆動体を案内するガイドを設
け、しかも、前記ガイドと被駆動体の摩擦係数μｌより
、前記駆動部と被駆動体の摩擦係数μ２より小さく設定
したものである。特に定在波モータにおいて、ガイドと
駆動ヘッドの高さに差があるときは、圧電素子に直流バ
イアス電圧を印加して高さを合わせる。その上で、交流
電圧を印加することにより上記の目的は達成される。
の山と谷の間に位置し、被駆動体を案内するガイドを設
け、しかも、前記ガイドと被駆動体の摩擦係数μｌより
、前記駆動部と被駆動体の摩擦係数μ２より小さく設定
したものである。特に定在波モータにおいて、ガイドと
駆動ヘッドの高さに差があるときは、圧電素子に直流バ
イアス電圧を印加して高さを合わせる。その上で、交流
電圧を印加することにより上記の目的は達成される。
上記目的を達成する第１の手段の作用について説明する
。進行波型の圧電モータにおいて、隣接する複数個の駆
動部の圧電素子に印加する交流電圧の位相差を調節する
ことによって、隣接する駆動部に生じる波に位相差を持
たせる。すると、駆動部に生じる波の山と山の間に、隣
接する駆動部に生じる波の山が位置するので、相対的に
波の山の距離が短くなる。その結果、駆動部に接触する
被駆動体のたわむ量が少なくなり、駆動部に生じる波の
山の部分の接触する面積が増え、波の谷の部分に接触す
る面積が減る。その結果、移動方向の駆動力が増加し、
移動方向と逆向きの抵抗力が低減する。したがって、被
駆動部を効率よく搬送できる。
。進行波型の圧電モータにおいて、隣接する複数個の駆
動部の圧電素子に印加する交流電圧の位相差を調節する
ことによって、隣接する駆動部に生じる波に位相差を持
たせる。すると、駆動部に生じる波の山と山の間に、隣
接する駆動部に生じる波の山が位置するので、相対的に
波の山の距離が短くなる。その結果、駆動部に接触する
被駆動体のたわむ量が少なくなり、駆動部に生じる波の
山の部分の接触する面積が増え、波の谷の部分に接触す
る面積が減る。その結果、移動方向の駆動力が増加し、
移動方向と逆向きの抵抗力が低減する。したがって、被
駆動部を効率よく搬送できる。
また、定在波型の圧電モータでは、圧電モータの隣接す
る駆動ヘッドの楕円振動の位相差を印加する交流電圧の
位相差によって調整する。そうすると、一方の駆動ヘッ
ドが楕円振動の下部にきたとき、他方の駆動ヘッドが楕
円振動の上部にくる。
る駆動ヘッドの楕円振動の位相差を印加する交流電圧の
位相差によって調整する。そうすると、一方の駆動ヘッ
ドが楕円振動の下部にきたとき、他方の駆動ヘッドが楕
円振動の上部にくる。
そのため、被駆動体は、駆動ヘッドが楕円振動の下部に
は接触しなくなる。そして、移動方向に働く駆動力が増
加し、移動方向と逆向きの抵抗力が低減する。その結果
、被駆動体を効率よく搬送できる。
は接触しなくなる。そして、移動方向に働く駆動力が増
加し、移動方向と逆向きの抵抗力が低減する。その結果
、被駆動体を効率よく搬送できる。
また、駆動ヘッドの高さに差があるときは、直流バイア
ス電圧を印加して駆動ヘッドの高さを合わせ、その上で
、上記のように交流電圧を印加する。その結果、被駆動
体を効率よく搬送できる。
ス電圧を印加して駆動ヘッドの高さを合わせ、その上で
、上記のように交流電圧を印加する。その結果、被駆動
体を効率よく搬送できる。
次に、上記目的を達成する第２の手段を説明する。進行
波型の圧電モータにおいて、駆動部の振動振幅の間に設
けられたガイドによって被駆動体は案内され、駆動部の
谷とは接触しない。そのため、被駆動体の進行方向と逆
向きの抵抗力を低減でき、被駆動体を効率よく搬送でき
る。
波型の圧電モータにおいて、駆動部の振動振幅の間に設
けられたガイドによって被駆動体は案内され、駆動部の
谷とは接触しない。そのため、被駆動体の進行方向と逆
向きの抵抗力を低減でき、被駆動体を効率よく搬送でき
る。
定在波型の圧電モータでは、駆動ヘッドが楕円振動の上
部にきたときは被駆動体は駆動ヘッドと接触し、駆動ヘ
ッドが楕円振動の下部にきたときは被駆動体は駆動ヘッ
ドと接触しないでガイドと接触する。そのため、被駆動
体の進行方向と逆向きの抵抗力を低減でき、被駆動体を
効率よく搬送できる。
部にきたときは被駆動体は駆動ヘッドと接触し、駆動ヘ
ッドが楕円振動の下部にきたときは被駆動体は駆動ヘッ
ドと接触しないでガイドと接触する。そのため、被駆動
体の進行方向と逆向きの抵抗力を低減でき、被駆動体を
効率よく搬送できる。
又、駆動ヘッドの高さに差があるときは、直流バイアス
電圧を印加して駆動ヘッドの高さを合わせ、その上で、
上記のように交流電圧を印加する。
電圧を印加して駆動ヘッドの高さを合わせ、その上で、
上記のように交流電圧を印加する。
その結果、被駆動体を効率よく搬送できる。
以下１本発明の第１の実施例を、第１図、第２図を用い
て説明する。ここでは、複数の駆動部を持つ圧電モータ
の一例として、特に２個の駆動部を持つ定在波型の圧電
モータの実施例を説明する。
て説明する。ここでは、複数の駆動部を持つ圧電モータ
の一例として、特に２個の駆動部を持つ定在波型の圧電
モータの実施例を説明する。
第１図は、第１の実施例の正面図、第２図は、第１の実
施例の平面図である。
施例の平面図である。
まず、構成について説明する。駆動部は、駆動部を支え
る支持台８ａ、８ｂと向かい合った圧電素子７ ａ ＋
７． ｂ ｔ ７ ｃ ｔ ７ ｄと、振動を駆動ヘ
ッド５ａ、５ｂに伝える弾性体６ａ、６ｂ、６ｃ。
る支持台８ａ、８ｂと向かい合った圧電素子７ ａ ＋
７． ｂ ｔ ７ ｃ ｔ ７ ｄと、振動を駆動ヘ
ッド５ａ、５ｂに伝える弾性体６ａ、６ｂ、６ｃ。
６ｄと、駆動ヘッド５ａ、５ｂによって構成される。そ
して、圧電モータ全体は、その駆動部と、従動ローラ９
と、被駆動体１を、従動ローラ９を介して押し付けるば
ね機構１ｏによって構成される。
して、圧電モータ全体は、その駆動部と、従動ローラ９
と、被駆動体１を、従動ローラ９を介して押し付けるば
ね機構１ｏによって構成される。
次に、動作について説明する。積層圧電素子７ａに交流
電圧（Ｖ−ｓｕｎ（ω１））を印加し。
電圧（Ｖ−ｓｕｎ（ω１））を印加し。
積層圧電素子７ｂには９０’の位相のずれた交流電圧（
ｖ−ｃｏｓ（ω１））を印加する。すると、積層圧電素
子７ａ、７ｂは９０°位相のずれた超音波振動を発生す
る。この２つの振動は弾性体６ａ、６ｂを介し、駆動ヘ
ッド５ａに伝わる。駆動ヘッド５ａは、この２つの振動
によって、定在波の楕円振動をする。同様に積層圧電素
子７Ｇに交流電圧（−Ｖ−ｓｉｎ （ω１））を印加し
、積層圧電素子７ｄには９０°の位相のずれた交流電圧
（−Ｖ−ｃｏｓ（ω１））を印加する。すると、積層圧
電素子７ｃ、７ｄは９０°の位相のずれた超音波振動を
発生する。この２つの振動は弾性体６ｃ。
ｖ−ｃｏｓ（ω１））を印加する。すると、積層圧電素
子７ａ、７ｂは９０°位相のずれた超音波振動を発生す
る。この２つの振動は弾性体６ａ、６ｂを介し、駆動ヘ
ッド５ａに伝わる。駆動ヘッド５ａは、この２つの振動
によって、定在波の楕円振動をする。同様に積層圧電素
子７Ｇに交流電圧（−Ｖ−ｓｉｎ （ω１））を印加し
、積層圧電素子７ｄには９０°の位相のずれた交流電圧
（−Ｖ−ｃｏｓ（ω１））を印加する。すると、積層圧
電素子７ｃ、７ｄは９０°の位相のずれた超音波振動を
発生する。この２つの振動は弾性体６ｃ。
６ｄを介し、駆動ヘッド５ｂに伝わる。駆動ヘッド５ｂ
は、この２つの振動によって、駆動ヘッド５ａと１８０
°の位相差を持つ定在波の楕円振動をする。その結果、
一方の駆動ヘッドが、楕円振動の下部にきたとき、他方
の駆動ヘッドが、楕円振動の上部にくる。そのため、被
駆動体１は、楕円振動の下部にきた駆動ヘッドと接触し
なくなる、そのため、被駆動体の進行方向の駆動力を増
加し。
は、この２つの振動によって、駆動ヘッド５ａと１８０
°の位相差を持つ定在波の楕円振動をする。その結果、
一方の駆動ヘッドが、楕円振動の下部にきたとき、他方
の駆動ヘッドが、楕円振動の上部にくる。そのため、被
駆動体１は、楕円振動の下部にきた駆動ヘッドと接触し
なくなる、そのため、被駆動体の進行方向の駆動力を増
加し。
進行方向と逆向きの抵抗力を低減できるので、被駆動体
を効率よく搬送できる。
を効率よく搬送できる。
ところで、駆動ヘッドを上部の高さに差があるとき、高
い位置にある駆動ヘッドが楕円振動の下部にきたときに
も被駆動体１は駆動ヘッドに接触する。そのため、被駆
動体の進行方向と逆方向に働く抵抗力が増加する。それ
を防ぐために、圧電素子に直流バイアス電圧を印加する
ことによって駆動ヘッドの高さを一致させる。その直流
バイアス電圧に上記のように交流電圧を加えることによ
って、被駆動体の進行方向と逆向きの抵抗力を低減でき
る。その結果、被駆動体を効率よく搬送できる。
い位置にある駆動ヘッドが楕円振動の下部にきたときに
も被駆動体１は駆動ヘッドに接触する。そのため、被駆
動体の進行方向と逆方向に働く抵抗力が増加する。それ
を防ぐために、圧電素子に直流バイアス電圧を印加する
ことによって駆動ヘッドの高さを一致させる。その直流
バイアス電圧に上記のように交流電圧を加えることによ
って、被駆動体の進行方向と逆向きの抵抗力を低減でき
る。その結果、被駆動体を効率よく搬送できる。
次に、本発明の第２の実施例を、第３図、第４図、第５
図を用いて説明する。ここでは、複数の駆動部を持つ圧
電モータの一例として、特に２個の駆動部を持つ進行波
型の圧電モータの実施例を説明する。第３図は、第２の
実施例の断面図、第４図、第５図は、第２の実施例の圧
電素子及び電極の配置を示す図である。
図を用いて説明する。ここでは、複数の駆動部を持つ圧
電モータの一例として、特に２個の駆動部を持つ進行波
型の圧電モータの実施例を説明する。第３図は、第２の
実施例の断面図、第４図、第５図は、第２の実施例の圧
電素子及び電極の配置を示す図である。
まず、構成について説明する。圧電モータは。
被駆動体２０と被駆動体２０に接着したスライダ２１と
、弾性体２２．２４と１弾性体２２．２４に接着した圧
電素子２３．２５によって構成される。まず、圧電素子
の配置と電極を第４図のようにする。弾性体２２の圧電
素子の配置は、２つのグループに分け、隣り合う圧電素
子の分極方向が反対方向になるようにする。又、２つの
グループ間の距離は］−／４波長と３／４波長にする。
、弾性体２２．２４と１弾性体２２．２４に接着した圧
電素子２３．２５によって構成される。まず、圧電素子
の配置と電極を第４図のようにする。弾性体２２の圧電
素子の配置は、２つのグループに分け、隣り合う圧電素
子の分極方向が反対方向になるようにする。又、２つの
グループ間の距離は］−／４波長と３／４波長にする。
それぞれのグループの片側の面に電極Ａｌ、Ｂｌを、電
極ＡＩ、Ｂｌの間及びもう一方の面の全体に電極Ｅ１を
設ける。弾性体２４の圧電素子の配置も、弾性体２２の
配置と同じようにする。又、電極も同じように設ける。
極ＡＩ、Ｂｌの間及びもう一方の面の全体に電極Ｅ１を
設ける。弾性体２４の圧電素子の配置も、弾性体２２の
配置と同じようにする。又、電極も同じように設ける。
次に、動作について説明する。電極間Ａｌ−Ｅｌに交流
電圧（■・ｓｉｎ （ω１））を印加し、電極間Ｂｌ−
Ｅｌに９０ゝ位相のずれた交流電圧（Ｖ・ｅｏｓ （ω
１））を印加する。すると、２つのグループの圧電素子
は、それぞれ定在波を発生させ、その２つの定在波が合
わさって、弾性体２２には、進行波が生じる。又、電極
間Ａ２−Ｅ２に交流電圧（−Ｖ−ｓｕｎ （ωｔ） ）
を印加し、電極間Ｂ２−Ｅ２に９０°位相のずれた交流
電圧（−Ｖ・Ｃｏｇ（ω１））を印加する。すると、２
つのグループの圧電素子は、それぞれ定在波を発生させ
、その２つの定在波が合わさって、弾性体２４には、弾
性体２２と同じ方向に進み、１８０°の位相差を持つ進
行波が生じる。そして、一方の弾性体の進行波の谷の部
分の場所は、他方の弾性体の進行波の山の部分になり、
相対的に進行波の山の部分の距離が短くなり、被駆動体
２０のたわみも小さくなる。その結果、スライダ２１と
弾性体２２゜２４の接触は進行波の山の部分が多くなり
、谷の部分は少なくなり、被駆動部２０の移動方向の駆
動力が増加し、移動方向と逆向きの抵抗力が低減でき、
被駆動体２０を効率よく駆動できる。
電圧（■・ｓｉｎ （ω１））を印加し、電極間Ｂｌ−
Ｅｌに９０ゝ位相のずれた交流電圧（Ｖ・ｅｏｓ （ω
１））を印加する。すると、２つのグループの圧電素子
は、それぞれ定在波を発生させ、その２つの定在波が合
わさって、弾性体２２には、進行波が生じる。又、電極
間Ａ２−Ｅ２に交流電圧（−Ｖ−ｓｕｎ （ωｔ） ）
を印加し、電極間Ｂ２−Ｅ２に９０°位相のずれた交流
電圧（−Ｖ・Ｃｏｇ（ω１））を印加する。すると、２
つのグループの圧電素子は、それぞれ定在波を発生させ
、その２つの定在波が合わさって、弾性体２４には、弾
性体２２と同じ方向に進み、１８０°の位相差を持つ進
行波が生じる。そして、一方の弾性体の進行波の谷の部
分の場所は、他方の弾性体の進行波の山の部分になり、
相対的に進行波の山の部分の距離が短くなり、被駆動体
２０のたわみも小さくなる。その結果、スライダ２１と
弾性体２２゜２４の接触は進行波の山の部分が多くなり
、谷の部分は少なくなり、被駆動部２０の移動方向の駆
動力が増加し、移動方向と逆向きの抵抗力が低減でき、
被駆動体２０を効率よく駆動できる。
又、圧電素子の分極を第５図のように変え、外側の圧電
素子にそれぞれのグループの片側の面に電極Ａ３．Ｂ３
を、電１４Ａ３．Ｂ３の間及びもう一方の面の全体に電
極Ｅ３を設ける。又、内側の圧電素子にそれぞれのグル
ープの片側の面に電極Ａ４．Ｂ４を、電極Ａ４．Ｂ４の
間及びもう一方の面の全体に電極Ｅ４を設ける。すると
、電極間Ａｌ−Ｅｌ、Ａ２−Ｅ２に交流電圧（Ｖ ・５
ｕｎ（ω１））を印加し、電極間Ｂｌ−Ｅｌ、Ｂ２−Ｅ
２に９０＠位相のずれた交流電圧（ｖ−ＣＯ８（ω１）
）を印加するだけで、同様の効果を得ることができ、駆
動回路も小型化できる。さらに、上記第１及び第２の実
施例では駆動体が２つの場合について述べたが、駆動体
が３つあるいはそれ以上設けることによって同様の効果
を得ることができることはもちろんである。
素子にそれぞれのグループの片側の面に電極Ａ３．Ｂ３
を、電１４Ａ３．Ｂ３の間及びもう一方の面の全体に電
極Ｅ３を設ける。又、内側の圧電素子にそれぞれのグル
ープの片側の面に電極Ａ４．Ｂ４を、電極Ａ４．Ｂ４の
間及びもう一方の面の全体に電極Ｅ４を設ける。すると
、電極間Ａｌ−Ｅｌ、Ａ２−Ｅ２に交流電圧（Ｖ ・５
ｕｎ（ω１））を印加し、電極間Ｂｌ−Ｅｌ、Ｂ２−Ｅ
２に９０＠位相のずれた交流電圧（ｖ−ＣＯ８（ω１）
）を印加するだけで、同様の効果を得ることができ、駆
動回路も小型化できる。さらに、上記第１及び第２の実
施例では駆動体が２つの場合について述べたが、駆動体
が３つあるいはそれ以上設けることによって同様の効果
を得ることができることはもちろんである。
最後に、本発明を定在波モータに適用した第３の実施例
を第６図、第７図、第８図、第９図、第１０図を用いて
説明する。ここでは、駆動部にガイドを設けた圧電モー
タの一例として、特にガイドを設けた定在波型の圧電モ
ータの実施例を説明する。第６図は、第３の実施例の正
面図、第７図。
を第６図、第７図、第８図、第９図、第１０図を用いて
説明する。ここでは、駆動部にガイドを設けた圧電モー
タの一例として、特にガイドを設けた定在波型の圧電モ
ータの実施例を説明する。第６図は、第３の実施例の正
面図、第７図。
第９図は駆動ヘッドの一例、第８図、第１０図はガイド
の一例である。
の一例である。
まず構成について説明する。圧電モータの駆動部は、駆
動部を支える支持台１８ａ、１８ｂと。
動部を支える支持台１８ａ、１８ｂと。
積層圧電素子１７ａ、１７ｂと振動を駆動ヘッド１５に
伝える弾性体１６ａ、１６ｂと、被駆動体１を駆動する
駆動ヘッド１５によって構成される。
伝える弾性体１６ａ、１６ｂと、被駆動体１を駆動する
駆動ヘッド１５によって構成される。
そして、圧電モータ全体は、その駆動体と、被駆動体１
に接触する従動ローラ９と、被駆動体１を押し付けるた
めのばね機構１０と、駆動ヘッド１５の上面が楕円振動
した時の山（振幅の頂点）と谷（振幅の底点）の間の高
さにガイド１９の上面が位置し、振動ヘッド１５と被駆
動体１の摩擦係数より、ガイド１９と被駆動体１９の摩
擦係数の小さなガイド１９で構成される。
に接触する従動ローラ９と、被駆動体１を押し付けるた
めのばね機構１０と、駆動ヘッド１５の上面が楕円振動
した時の山（振幅の頂点）と谷（振幅の底点）の間の高
さにガイド１９の上面が位置し、振動ヘッド１５と被駆
動体１の摩擦係数より、ガイド１９と被駆動体１９の摩
擦係数の小さなガイド１９で構成される。
次に、動作について説明する。積層圧電素子１７ａに交
流電圧（Ｖ−ｓｕｎ （（１１ｔ） ）を印加し、積層
圧電素子１７ｂに９０°の位相のずれた交流電圧（ｖ−
ＣＯ３（ω１））を印加すると、第１の実施例のように
駆動ヘッド１５は、定在波の楕円振動をする。駆動ヘッ
ド１５の上面がガイド１９の上面より高くなると、被駆
動体１を駆動するように駆動体１に移動方向と同じ方向
に駆動力を与える。駆動ヘッド１５の上面より低くなる
と被駆動体１は駆動ヘッド１５から離れ、被駆動体１と
ガイド１９が接触する。そうすると、移動方向と逆向き
に、駆動ヘッド１５と被駆動体１が接触したときより、
小さな抵抗力が生じる。その結果、移動方向と逆向きに
働く抵抗力を低減できるので、被駆動体１を効率よく搬
送できる。
流電圧（Ｖ−ｓｕｎ （（１１ｔ） ）を印加し、積層
圧電素子１７ｂに９０°の位相のずれた交流電圧（ｖ−
ＣＯ３（ω１））を印加すると、第１の実施例のように
駆動ヘッド１５は、定在波の楕円振動をする。駆動ヘッ
ド１５の上面がガイド１９の上面より高くなると、被駆
動体１を駆動するように駆動体１に移動方向と同じ方向
に駆動力を与える。駆動ヘッド１５の上面より低くなる
と被駆動体１は駆動ヘッド１５から離れ、被駆動体１と
ガイド１９が接触する。そうすると、移動方向と逆向き
に、駆動ヘッド１５と被駆動体１が接触したときより、
小さな抵抗力が生じる。その結果、移動方向と逆向きに
働く抵抗力を低減できるので、被駆動体１を効率よく搬
送できる。
又、駆動ヘッド１５とガイド１９の高さに差があるとき
は被駆動体１と駆動ヘッド１５が接触しなかったり、被
駆動体１とガイドが接触しなかったりして、上記の作用
を得ることができない。そこで、圧電素子１７ａ、１７
ｂに直流バイアス電圧を印加して駆動ヘッドとガイドの
高さを合わせ、その上で上記のように交流電圧を印加す
る。その結果、移動方向と逆向きに働く抵抗力を低減で
きるので、被駆動体１を効率よく搬送できる。
は被駆動体１と駆動ヘッド１５が接触しなかったり、被
駆動体１とガイドが接触しなかったりして、上記の作用
を得ることができない。そこで、圧電素子１７ａ、１７
ｂに直流バイアス電圧を印加して駆動ヘッドとガイドの
高さを合わせ、その上で上記のように交流電圧を印加す
る。その結果、移動方向と逆向きに働く抵抗力を低減で
きるので、被駆動体１を効率よく搬送できる。
第７図および第８図は駆動ヘッドとガイドの一例である
。第９図および第１０図は駆動ヘッドに溝を設け、ガイ
ドに中央部を設けることにより、さらに搬送効率を向上
する駆動ヘッドとガイドの一例である。
。第９図および第１０図は駆動ヘッドに溝を設け、ガイ
ドに中央部を設けることにより、さらに搬送効率を向上
する駆動ヘッドとガイドの一例である。
上記、３つの実施例によると、硬質の駆動体だけでなく
、軟質の駆動体も効率よく搬送できる。
、軟質の駆動体も効率よく搬送できる。
本発明によれば、圧電素子に交流電圧を印加した時に生
じる振動を利用して、接触する被駆動体を駆動する圧電
モータにおいて、硬質の被駆動体だけでなく、軟質の被
駆動体も効率よく搬送できる。
じる振動を利用して、接触する被駆動体を駆動する圧電
モータにおいて、硬質の被駆動体だけでなく、軟質の被
駆動体も効率よく搬送できる。
第１図は本発明の第１の実施例の正面図である。
第２図は本発明の第１の実施例の平面図である。
第３図は本発明の第２の実施例の断面図である。
第４図は本発明の第２の実施例の平面図である。
第５図は本発明の第２の実施例の平面図である。
第６図は本発明の第３の実施例の正面図である。
第７図は本発明の第３の実施例の駆動ヘッドの１例であ
る。 第８図は本発明の第３の実施例のガイドの１例である。 第９図は本発明の第３の実施例の駆動ヘッドの１例であ
る。 第１０図は本発明の第３の実施例のガイドの１例である
。 第１１図は従来技術の１例である。 第１２図は従来技術の１例である。 第１３図は第１２図の従来技術の１例の平面図である。 第１４図は本発明の詳細な説明する図である。 第１５図は本発明の詳細な説明する図である。 】・・・被駆動体、５ａ、５ｂ・・・駆動ヘッド、６ａ
。 ６ ｂ 、 ６ ｃ 、 ６ ｄ−弾性体、７ａ、７ｂ
、７０１７ｄ・・・積層圧電素子、８ａ、８ｂ・・・支
持台、９・・・従動ローラ、】０・・・ばね機構、１５
，１５ａ。 １５ｂ・・・駆動ヘッド、１６ａ、１６ｂ・・・弾性体
、１７ａ、１７ｂ−積層圧電素子、１８ａ、１８ｂ・・
・支持台、１９ 、１９ ａ 、 １９ ｂ−ガイド
、２０・・・被駆動体、２１・・・スライダ、２１，２
２ａ。 ２２ｂ・・・弾性体、２３・・・ガイド、２４・・・駆
動ヘッド、２２．２４・・・弾性体、２３．２５・・・
圧電素子。 ２５ａ、２５ｂ・＝弾性体、Ａｌ、Ａ２．Ａ３゜Ａ４．
Ｂｌ、 Ｂ２． Ｂ３． Ｂ４．Ｅｌ、Ｂ２
゜Ｂ３．Ｂ４・・・電極の端子、３０・・・被駆動体、
３１・・・スライダ、３２・・・弾性体、３３・・・圧
電素子、Ａ５．Ｂ５．Ｃ５・・・電極の端子、４０・・
・駆動部。 第 １ ■ 第 ３ 図 第 ４１１２］ 第 ２区 第５閉 第４ 第７Ｉ２］ 第 Σ 第 ■ 第 図 第 図 茅 図 ：、勧蓮斤オ勺 第１１国 第 ｚ 図 第 凹
る。 第８図は本発明の第３の実施例のガイドの１例である。 第９図は本発明の第３の実施例の駆動ヘッドの１例であ
る。 第１０図は本発明の第３の実施例のガイドの１例である
。 第１１図は従来技術の１例である。 第１２図は従来技術の１例である。 第１３図は第１２図の従来技術の１例の平面図である。 第１４図は本発明の詳細な説明する図である。 第１５図は本発明の詳細な説明する図である。 】・・・被駆動体、５ａ、５ｂ・・・駆動ヘッド、６ａ
。 ６ ｂ 、 ６ ｃ 、 ６ ｄ−弾性体、７ａ、７ｂ
、７０１７ｄ・・・積層圧電素子、８ａ、８ｂ・・・支
持台、９・・・従動ローラ、】０・・・ばね機構、１５
，１５ａ。 １５ｂ・・・駆動ヘッド、１６ａ、１６ｂ・・・弾性体
、１７ａ、１７ｂ−積層圧電素子、１８ａ、１８ｂ・・
・支持台、１９ 、１９ ａ 、 １９ ｂ−ガイド
、２０・・・被駆動体、２１・・・スライダ、２１，２
２ａ。 ２２ｂ・・・弾性体、２３・・・ガイド、２４・・・駆
動ヘッド、２２．２４・・・弾性体、２３．２５・・・
圧電素子。 ２５ａ、２５ｂ・＝弾性体、Ａｌ、Ａ２．Ａ３゜Ａ４．
Ｂｌ、 Ｂ２． Ｂ３． Ｂ４．Ｅｌ、Ｂ２
゜Ｂ３．Ｂ４・・・電極の端子、３０・・・被駆動体、
３１・・・スライダ、３２・・・弾性体、３３・・・圧
電素子、Ａ５．Ｂ５．Ｃ５・・・電極の端子、４０・・
・駆動部。 第 １ ■ 第 ３ 図 第 ４１１２］ 第 ２区 第５閉 第４ 第７Ｉ２］ 第 Σ 第 ■ 第 図 第 図 茅 図 ：、勧蓮斤オ勺 第１１国 第 ｚ 図 第 凹
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、圧電素子に交流電圧を印加することによつて生じる
振動を利用して、接触する被駆動体を摩擦駆動する圧電
モータにおいて、隣接する複数の駆動部と前記駆動部に
接触する被駆動体で構成したことを特徴とする、圧電モ
ータ。 ２、特許請求の範囲の第１項の圧電モータにおいて、隣
接する駆動部に位相差を持つ交流電圧を印加することを
特徴とする、圧電モータの駆動方法。 ３、特許請求の範囲の第１項の圧電モータにおいて、隣
接する駆動部に位相差を持つ交流電圧と直流バイアス電
圧を印加することを特徴とする、圧電モータの駆動方法
。 ４、圧電素子に交流電圧を印加することによつて、生じ
る振動を利用して、接触する被駆動体の横に、上部の高
さが前記駆動部の上面が振動した時に生じる振幅の間に
位置するガイドを付加したことを特徴とする、圧電モー
タ。 ５、特許請求の範囲の第４項の圧電モータにおいて、駆
動部に交流電圧と直流バイアス電圧を印加することを特
徴とする、圧電モータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298120A JPH02146971A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 圧電モータおよび圧電モータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298120A JPH02146971A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 圧電モータおよび圧電モータの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146971A true JPH02146971A (ja) | 1990-06-06 |
Family
ID=17855430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298120A Pending JPH02146971A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 圧電モータおよび圧電モータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02146971A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001218482A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ |
| JP2001298969A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-26 | Mitsuba Corp | 超音波モータ |
| JP2005124377A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | 駆動装置 |
| JP2012005183A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Canon Inc | 振動型駆動装置 |
| WO2017158017A1 (de) | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrischer antrieb |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63298120A patent/JPH02146971A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001218482A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Nikon Corp | 振動アクチュエータ |
| JP2001298969A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-26 | Mitsuba Corp | 超音波モータ |
| JP2005124377A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | 駆動装置 |
| JP2012005183A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Canon Inc | 振動型駆動装置 |
| US9871468B2 (en) | 2010-06-14 | 2018-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration-type driving device |
| WO2017158017A1 (de) | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrischer antrieb |
| DE102016104803A1 (de) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrischer Schreitantrieb |
| DE102016104803B4 (de) * | 2016-03-15 | 2018-01-18 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrischer Schreitantrieb |
| US11101750B2 (en) | 2016-03-15 | 2021-08-24 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelectric drive with at least two independent drive sections |
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