JPH0217870A - 超音波駆動装置 - 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、ボルト締めランジュバン型振動子の端面に可
逆転する直線方向の楕円振動を発生するようにした超音
波駆動装置に関する。

［従来技術］ 本発明者は、非対称のボルト締めランジュバン型振動子
の圧電体振動子に交流電圧を印加すると、圧電振動子の
厚み方向の振動に対して、圧電体振動子の両側の長短の
金属ブロックをねじ止めしているボルトのねじによって
、そのねじ山の方向に回転する進行波が長短の金属ブロ
ックの端面または側面に発生することを発見した。そし
て、進行波が発生する金属ブロックの端面または側面に
被駆動体を圧接または耐摩耗性部材を介して圧接するこ
とによって、被駆動体を回転させるようにした非対称の
ボルト締めランジュバン型振動子による超音波駆動装置
を提案した（特願昭６２−４８５１７号参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように構成した非対称のボルト締め
ランジュバン型振動子では、側面または端面で回転する
進行波は発生するが、径方向の直線方向に進行し、かつ
可逆転する進行波は発生させることができなかった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するために、長尺金属ブロ
ックと短尺金属ブロックでほぼ中心線で２つに分割され
た１組の分割電極と１つの電極及び２つの圧電体振動子
を挟持し、前記長尺金属ブロックと前記短尺金属ブロッ
クのそれぞれのほぼ中心に軸方向に設けたねじ穴に両端
に雄ねじを設けたボルトによって締め付け固着してステ
ータを構成し、前記分割電極の一方と前記電極の間に交
流電圧を印加することにより、前記圧電体振動子の厚み
方向の振動によってステータの縦振動の基本共振と屈曲
振動の共振とを合成させて、前記ステータの端面に可逆
転する直線方向の楕円振動を発生させ、該ステータの端
面に被駆動体を組合わせてなるものである。

また、ステータの複数個を前記被駆動体に組合わせても
よい。

［作用］ 本発明超音波駆動装置では、２つの圧電体振動子で挟持
された電極を２分割し、この２分割した片側の′６極と
圧電体振動子の外側の電極との間に交流電圧を印加する
ことにより、圧電体振動子の片側が厚み方向に振動する
ことにより屈曲運動を生し、この屈曲振動と縦振動によ
りステータの端面において直線方向の楕円振動を発生し
、また、１組の電極の他方の″電極を駆動することによ
り、ステータの端面に反対方向に進行する楕円振動が発
生するので、ステータの端面に被駆動体を組合わせるこ
とにより、被駆動体をリニアに可逆駆動することができ
る。

［実施例］ 第１図を参照すると、本発明の超音波駆動装置では、長
尺金属ブロック１と短尺金属ブロック２は中心にそれぞ
れねじ穴１ａ、２ａが形成され、これらのねじ穴１ａ、
２ａに、ボルト３の両端のねじ３ａ、３ｂがそれぞれね
じ込まれ、また短尺金属ブロック１と短尺金属ブロック
２の間に２個の圧電体振動子４゜５が挟持され、さらに
圧電体振動子４，５の間に中心線で２つに分割された電
極６ａ、６ｂが挟持され、また圧電体振動子５と短尺金
属ブロック２の間に電極７が挟持されることによってス
テータ８が構成されている。そして、電極６ａの端子９
ａと電極６ｂの端子９ｂはそれぞれスイッチｌＯの接点
１０ａ、ｌＯｂに接続され、スイッチ】０の可動端子１
０ｃと電極７の端子１１の間に交流電源１２が接続され
ている。

このように構成された本実施例のステータ８は、スイッ
チ１０の可動接点１０ｃを接点１０ａに接続し、電極７
と電極６ａによって交流電源１２から圧電体振動子４，
５に交流電圧を印加すると、全体の長さに対する縦振動
の共振と圧電体振動子４，５の片側を駆動することによ
って発生する屈曲振動の合成によって、ステータ８の端
面に第２図の点線で示すように直線方向に移動する楕円
振動が発生する。また、スイッチＩＯを切り換えて可動
接点１０ｃを接点Ｊｏｂに接触させて圧電体振動子４．
５に交流電圧を印加すると、反対方向の直線方向に移動
する楕円振動が発生する。

第３図は、本発明の実施例の超音波駆動装置の構成図で
、ベアリング１３．１４で回転自在に支持された回転軸
１５に設けられた回転体１６をステータ８の端面にばね
１７．１８により圧接すると、ステータ８の端面の楕円
振動によって回転体１６は一方向に回転する。また、第
１図に示したスイッチ１０の可動接点１０ｃを切り換え
ることにより、回転体１６は反対方向に回転する。

第４図は、本発明の他の実施例の超音波駆動装置の斜視
図で、ローラ等で支持された平板状の被駆動体１９の下
に２個のステータ８の端面を圧接すると、被駆動体１９
は矢印方向に移動する。

第５図は１本発明のさらに他の実施例の超音波駆動装置
の平面図で、被駆動体として、円板２０が回転自在に支
持され、この円板２０の一面に、矢印で示すように楕円
振動が円板２０の回転方向に発生するステータ８を６個
接触させる。

このように構成した本実施例はおいても、６個のステー
タ８のそれぞれの楕円振動によって円板２０が回転する
。

なお、上記実施例に限らず、３個または４個のステータ
８をそれらのステータ８の楕円振動による駆動力が同じ
方向になるように被駆動体に直接固着し、平らな床面上
にこれらのステータ８の一面を接触させ、各ステータ８
の圧電体振動子に交流電圧を印加すると、被駆動体はス
テータ９の楕円振動によって床面上で直線駆動させるこ
とができる。また、スイッチ１０を切り換えることによ
り、逆転駆動させることができる。

さらに、被駆動体に車輪を装着し、この車輪またはその
軸にステータ８をばね等で押し付けることにより、車軸
を回転させて被駆動体を前後進させることができる。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、分割電極
の片側に交流電圧を印加して、圧電体振動子の片側を駆
動すると、ステータの長さ方向の縦振動と圧電体振動子
の片側の駆動による屈曲振動の合成により金属ブロック
に一方向に移動する楕円振動が発生するので、ステータ
の端面に被駆動体を組合わせることにより、１つまたは
複数のステータの楕円振動で被駆動体を回転したり、ま
た直線状に移動させたり、さらに被駆動体にステータを
装着して、床面上を走行させたり、また被駆動体に装着
した車輪またはその軸にステータの端面を押し付けるこ
とにより被駆動体を走行させることができ、さらに被駆
動体を可逆転させることができるので、その応用範囲は
非常に広いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の超音波駆１！ＩＪ装置のス
テータの側面図、第２図は第１図のステータの振動状態
を示した図、第３図は本発明の１実施例の超音波駆動装
置の構成図で、（ａ）は超音波駆動装置の側面図、（ｂ
）は超音波駆動装置の正面図、第４図は本発明のまた他
の実施例の超音波駆動装置の斜視図、第５図はさらに他
の実施例の超音波駆動装置の平面図である。 ｌ・・・長尺金属ブロック、２・・・短尺金属ブロック
、３・・・ボルト、４．５・・・圧電体振動子、６ａ、
　６ｂ、７・・・電極、８・・・ステータ、　９ａ、９
ｂ・・・端子、１０・・・スイッチ、１０ａ、　１０ｂ
・・・接点、１０ｃ・・・可動接点、１１・・・端子、
１２・・・交流電源、１３．１４・・・ベアリング、１
５・・・回転軸、１６・・・回転体、　１７．１８・・
・ばね。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長尺金属ブロックと短尺金属ブロックでほぼ中心線
   で２つに分割された１組の分割電極と１つの電極及び２
   つの圧電体振動子を挟持し、前記長尺金属ブロックと前
   記短尺金属ブロックのそれぞれのほぼ中心に軸方向に設
   けたねじ穴に両端に雄ねじを設けたボルトによって締め
   付け固着してステータを構成し、前記分割電極の一方と
   前記電極の間に交流電圧を印加することにより、前記圧
   電体振動子の厚み方向の振動によってステータの縦振動
   の基本共振と屈曲振動の共振とを合成させて、前記ステ
   ータの端面に可逆転する直線方向の楕円振動を発生させ
   、該ステータの端面に被駆動体を組合わせてなることを
   特徴とする超音波駆動装置。 ２、前記ステータの複数個を前記被駆動体に組合わせて
   なることを特徴とする請求項１記載の超音波駆動装置。