JPH0345986B2 - - Google Patents
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- JPH0345986B2 JPH0345986B2 JP60266617A JP26661785A JPH0345986B2 JP H0345986 B2 JPH0345986 B2 JP H0345986B2 JP 60266617 A JP60266617 A JP 60266617A JP 26661785 A JP26661785 A JP 26661785A JP H0345986 B2 JPH0345986 B2 JP H0345986B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- circumferential direction
- vibrator
- metal member
- pairs
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
- H02N2/0045—Driving devices, e.g. vibrators using longitudinal or radial modes combined with torsion or shear modes
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/106—Langevin motors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
- H04R17/04—Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus
- H04R17/08—Gramophone pick-ups using a stylus; Recorders using a stylus signals being recorded or played back by vibration of a stylus in two orthogonal directions simultaneously
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、任意方向の複合振動を発生させる超
音波振動子に係り、特に超音波モータなどへの利
用に適した超音波振動子に関するものである。
音波振動子に係り、特に超音波モータなどへの利
用に適した超音波振動子に関するものである。
従来の技術
一般に、超音波振動子としては円板形電歪素子
を二個の金属体で挾持し一体で共振するランジユ
バン型振動子と、フエライト磁歪材を円筒状又は
π形に成形したπ型振動子とが多用されている。
を二個の金属体で挾持し一体で共振するランジユ
バン型振動子と、フエライト磁歪材を円筒状又は
π形に成形したπ型振動子とが多用されている。
また、振動方向として見れば、軸方向に振動す
る縦型振動子と軸方向に対称にねじり振動するね
じり振動子とが存する。これらの振動子は単一方
向、即ち、軸方向のみ、又は、ねじり方向のみの
振動を発生させる単一方向振動子である。
る縦型振動子と軸方向に対称にねじり振動するね
じり振動子とが存する。これらの振動子は単一方
向、即ち、軸方向のみ、又は、ねじり方向のみの
振動を発生させる単一方向振動子である。
このような単一方向振動子により超音波モータ
を構成したものとして、例えば特開昭55−125052
号公報に記載されたものがある。すなわち、軸方
向振動子の出力端部に振動片を設け、ロータ等の
可動部材の接合面の法線を振動子の軸方向に対し
て僅かに傾斜させてその振動片をロータに押圧す
る。これにより、振動片の先端部は結果的に楕円
振動し、ロータを摩擦振動させるものである。こ
のような振動片型においては、振動片とロータ接
触部との摩耗が著しく、さらに騒音の発生も大き
いと云う欠点を有する。
を構成したものとして、例えば特開昭55−125052
号公報に記載されたものがある。すなわち、軸方
向振動子の出力端部に振動片を設け、ロータ等の
可動部材の接合面の法線を振動子の軸方向に対し
て僅かに傾斜させてその振動片をロータに押圧す
る。これにより、振動片の先端部は結果的に楕円
振動し、ロータを摩擦振動させるものである。こ
のような振動片型においては、振動片とロータ接
触部との摩耗が著しく、さらに騒音の発生も大き
いと云う欠点を有する。
このような単一方向振動子とは別の方式のもの
として、第１５図に示すような振動子が存する。
すなわち、縦形振動子１とねじり変換体２とを一
体的に締着して振動子３が形成されている。前記
ねじり変換体２の一方の面には幅の広い溝４が形
成され、他方の面には前記溝４とある角度をもつ
て形成された梁状突起５が形成されている。前記
ねじり変換体２には、ボルト６とコイルバネ７と
を介してロータ８が押圧状態で取付けられてい
る。したがつて、縦形振動子１により発生した縦
振動がねじり変換体２に加えられると、ねじり変
換体２の梁状突起５の先端には矢印方向の楕円振
動が発生し、それに接するロータ８は矢印のよう
に時計方向に回転するものである。そのため、効
率の良い超音波モータを構成することができるも
のである。
として、第１５図に示すような振動子が存する。
すなわち、縦形振動子１とねじり変換体２とを一
体的に締着して振動子３が形成されている。前記
ねじり変換体２の一方の面には幅の広い溝４が形
成され、他方の面には前記溝４とある角度をもつ
て形成された梁状突起５が形成されている。前記
ねじり変換体２には、ボルト６とコイルバネ７と
を介してロータ８が押圧状態で取付けられてい
る。したがつて、縦形振動子１により発生した縦
振動がねじり変換体２に加えられると、ねじり変
換体２の梁状突起５の先端には矢印方向の楕円振
動が発生し、それに接するロータ８は矢印のよう
に時計方向に回転するものである。そのため、効
率の良い超音波モータを構成することができるも
のである。
発明が解決しようとする問題点
単一方向振動子による振動片型のものに対し
て、第１５図に示した縦ねじり変換型は、振動片
型の欠点を解決したものとして期待されている
が、その出力端部の振動姿態である楕円振動の楕
円率はねじり変換体２の形状によつて一律に決つ
てしまうものであり、駆動に最適な楕円率への制
御やその回転方向を制御することは不可能であ
る。すなわち、いずれもロータの単一方向のみの
駆動であり、さらに、接触面の摩耗が少ない状態
で最大トルクでの駆動を効率良く行うために必要
な楕円形状を得るコントロールができないもので
ある。
て、第１５図に示した縦ねじり変換型は、振動片
型の欠点を解決したものとして期待されている
が、その出力端部の振動姿態である楕円振動の楕
円率はねじり変換体２の形状によつて一律に決つ
てしまうものであり、駆動に最適な楕円率への制
御やその回転方向を制御することは不可能であ
る。すなわち、いずれもロータの単一方向のみの
駆動であり、さらに、接触面の摩耗が少ない状態
で最大トルクでの駆動を効率良く行うために必要
な楕円形状を得るコントロールができないもので
ある。
問題点を解決するための手段
厚み方向に分極された電歪素子本体の一面に互
いに周方向に二分割されて対になつた電極を形成
するとともに他面に共通電極を形成した電極対を
周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記電
極対の数に一致した分割数で周方向に分割された
脚部を有する振動子を形成し、この振動子と金属
部材との間に一枚又は複数枚の前記電歪素子を位
置させて一体的に挾持締着する。
いに周方向に二分割されて対になつた電極を形成
するとともに他面に共通電極を形成した電極対を
周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記電
極対の数に一致した分割数で周方向に分割された
脚部を有する振動子を形成し、この振動子と金属
部材との間に一枚又は複数枚の前記電歪素子を位
置させて一体的に挾持締着する。
作 用
周方向に複数個配列された電極対の周方向の位
置を合わせて並列接続された電極に互いに相対位
相を制御された交流電圧又は互いに相対振幅を制
御された交流電圧或いはこれらを組合せた交流電
圧を印加することにより振動子に電極の分割方向
と直角の方向の面上で直線振動、円振動、楕円振
動を任意方向に発生させることができる。
置を合わせて並列接続された電極に互いに相対位
相を制御された交流電圧又は互いに相対振幅を制
御された交流電圧或いはこれらを組合せた交流電
圧を印加することにより振動子に電極の分割方向
と直角の方向の面上で直線振動、円振動、楕円振
動を任意方向に発生させることができる。
実施例
本発明の第１の実施例を第１図乃至第１１図に
基づいて説明する。まず、第２図に示す電歪素子
９は４枚の電極対１０よりなるもので、それぞれ
の電極対１０は周方向に環状に配列され、各電極
対１０は厚み方向に分極された電歪素子本体１１
の一面に絶縁部１２で二分割されて対になつた電
極１３が形成され、他面には共通電極１４が形成
されている。このような電極対１０を４個組合せ
て一枚の電歪素子９が構成されるものである。
基づいて説明する。まず、第２図に示す電歪素子
９は４枚の電極対１０よりなるもので、それぞれ
の電極対１０は周方向に環状に配列され、各電極
対１０は厚み方向に分極された電歪素子本体１１
の一面に絶縁部１２で二分割されて対になつた電
極１３が形成され、他面には共通電極１４が形成
されている。このような電極対１０を４個組合せ
て一枚の電歪素子９が構成されるものである。
次に、第３図に示すものは電極板１５であり、
この電極板１５は電歪素子９の各電極１３毎に電
極部１６が形成され、それぞれの電極部１６には
端子１７が形成されている。そして、この電極板
１５は中心部に孔１８を有するガラスエポキシ薄
板の両面に銅箔を貼つたプリント基板よりなるも
のである。
この電極板１５は電歪素子９の各電極１３毎に電
極部１６が形成され、それぞれの電極部１６には
端子１７が形成されている。そして、この電極板
１５は中心部に孔１８を有するガラスエポキシ薄
板の両面に銅箔を貼つたプリント基板よりなるも
のである。
しかして、前記電極板１５の両面に前記電歪素
子９をそれぞれ接合させ、一方の電歪素子９には
振動子１９が接合され、他方の電歪素子９には共
通端子２０が設けられた金属部材２１が接合され
てこれらは中央を貫通する導電性のあるボルト２
２及びナツト２３で一体的に挾持締着されてい
る。
子９をそれぞれ接合させ、一方の電歪素子９には
振動子１９が接合され、他方の電歪素子９には共
通端子２０が設けられた金属部材２１が接合され
てこれらは中央を貫通する導電性のあるボルト２
２及びナツト２３で一体的に挾持締着されてい
る。
前記振動子１９には、端面を出力端部２４とし
てその一方に向けて幅広の溝２５と幅狭の溝２６
とにより前記電極対１０の数に一致した数の脚部
２７が形成されている。これらの脚部２７の端面
が前記電極対１０の各共通電極１４に接合されて
いる。
てその一方に向けて幅広の溝２５と幅狭の溝２６
とにより前記電極対１０の数に一致した数の脚部
２７が形成されている。これらの脚部２７の端面
が前記電極対１０の各共通電極１４に接合されて
いる。
そして、前記電歪素子９の電極１３に対して
は、各電極対１０の電極１３を周方向の位置を合
わせて並列接続し、端子１７と共通端子２０とを
介して図示しない駆動回路に接続されている。
は、各電極対１０の電極１３を周方向の位置を合
わせて並列接続し、端子１７と共通端子２０とを
介して図示しない駆動回路に接続されている。
このような構成において、駆動回路から電歪素
子９に駆動制御電圧が印加されるものであるが、
説明の都合上、第４図に周方向に展開した展開図
を示す。ここで、電極対１０の電極１３に対して
は、各電極対１０の右側から引き出されたリード
端子２８と左側から引き出されたリード端子２９
とが設けられている。そして、これらのリード端
子２８，２９と共通電極２０との間に互いの位相
を制御することができる駆動電源を接続してその
駆動周波数を軸方向共振周波数と一致するように
調節する。
子９に駆動制御電圧が印加されるものであるが、
説明の都合上、第４図に周方向に展開した展開図
を示す。ここで、電極対１０の電極１３に対して
は、各電極対１０の右側から引き出されたリード
端子２８と左側から引き出されたリード端子２９
とが設けられている。そして、これらのリード端
子２８，２９と共通電極２０との間に互いの位相
を制御することができる駆動電源を接続してその
駆動周波数を軸方向共振周波数と一致するように
調節する。
この位相差を零とした時は、同相並列駆動とな
つて出力端部２４の周面上の振動は第５図ｅに示
すように軸方向共振振動となつて通常の縦形振動
子と同様な姿態で振動する。そこで、リード端子
２９に対してリード端子２８に印加する駆動電圧
の位相を進ませると出力端部２４の周面上の振動
は第５図ｄのように軸方向に長い反時計方向の楕
円振動を行う。その進相をさらに増して行くと第
５図ｃ，ｂ，ａに示すように軸方向には短く、こ
の軸方向と直交する方向には長い楕円形状に変化
して行く。
つて出力端部２４の周面上の振動は第５図ｅに示
すように軸方向共振振動となつて通常の縦形振動
子と同様な姿態で振動する。そこで、リード端子
２９に対してリード端子２８に印加する駆動電圧
の位相を進ませると出力端部２４の周面上の振動
は第５図ｄのように軸方向に長い反時計方向の楕
円振動を行う。その進相をさらに増して行くと第
５図ｃ，ｂ，ａに示すように軸方向には短く、こ
の軸方向と直交する方向には長い楕円形状に変化
して行く。
このような動作は、電歪素子９の電極対１０の
右半分と左半分との伸縮の位相ずれによつて振動
子１９は軸方向とともに周方向にも撓んで軸方向
振動とねじり方向振動とが90゜の位相差をもつて
合成された複合共振振動が発生するためである。
右半分と左半分との伸縮の位相ずれによつて振動
子１９は軸方向とともに周方向にも撓んで軸方向
振動とねじり方向振動とが90゜の位相差をもつて
合成された複合共振振動が発生するためである。
同様に、リード端子２９に対するリード端子２
８への駆動電圧の位相を遅らせると、楕円振動は
時計方向に反転するとともに、その位相差の増大
に伴つて第５図ｆ，ｇ，ｈ，ｉのように振動姿態
が変化して行く。
８への駆動電圧の位相を遅らせると、楕円振動は
時計方向に反転するとともに、その位相差の増大
に伴つて第５図ｆ，ｇ，ｈ，ｉのように振動姿態
が変化して行く。
このような振動姿態を応用した機器として回転
型超音波モータに適用した場合について第６図に
より説明する。この回転型超音波モータは振動子
１９の出力端部２４にロータとして作用する円板
３０を押圧接触させたものである。この円板３０
には、その出力端部２４との接触面側の中心に座
繰孔３１が形成されており、他面中心に軸３２が
形成されているものである。そして、例えば出力
端部２４が第５図ｉに示す振動を行うように駆動
電圧を制御した場合、円板３０は軸３２を中心と
して矢印３３の方向に回転する。その相対位相を
制御して第５図ｆのようにするとその回転速度は
遅くなり、同相にすると振動は第５図ｅのように
軸方向のみとなつて静止する。また、その位相を
逆方向に増してゆけば、円板３０は矢印３３と逆
方向にその回転速度を増して行く。
型超音波モータに適用した場合について第６図に
より説明する。この回転型超音波モータは振動子
１９の出力端部２４にロータとして作用する円板
３０を押圧接触させたものである。この円板３０
には、その出力端部２４との接触面側の中心に座
繰孔３１が形成されており、他面中心に軸３２が
形成されているものである。そして、例えば出力
端部２４が第５図ｉに示す振動を行うように駆動
電圧を制御した場合、円板３０は軸３２を中心と
して矢印３３の方向に回転する。その相対位相を
制御して第５図ｆのようにするとその回転速度は
遅くなり、同相にすると振動は第５図ｅのように
軸方向のみとなつて静止する。また、その位相を
逆方向に増してゆけば、円板３０は矢印３３と逆
方向にその回転速度を増して行く。
なお、第６図に示すものはその原理のみであ
り、軸受や押圧装置等の機構部品の図示は省略し
てあるものである。
り、軸受や押圧装置等の機構部品の図示は省略し
てあるものである。
このような回転型超音波モータは、一個の振動
子１９により正逆転両方向の駆動ができるととも
に、その楕円率を制御することができるため、接
触面での摩耗を最小にして最良の接触状態での駆
動が可能となり、さらに、重要な点は、出力端部
２４の全周面上での接触が可能となつて少ない面
圧で大きな駆動トルクが得られ、その効率と信頼
性とを著しく高めているものである。
子１９により正逆転両方向の駆動ができるととも
に、その楕円率を制御することができるため、接
触面での摩耗を最小にして最良の接触状態での駆
動が可能となり、さらに、重要な点は、出力端部
２４の全周面上での接触が可能となつて少ない面
圧で大きな駆動トルクが得られ、その効率と信頼
性とを著しく高めているものである。
つぎに、第１図及び第４図に示すものにおい
て、リード端子２８，２９に印加する駆動電圧の
位相を同相としておいて、その相対振幅を変化さ
せると、その出力端部２４の周面上での振動姿態
は軸方向に対して傾斜した直線になる。
て、リード端子２８，２９に印加する駆動電圧の
位相を同相としておいて、その相対振幅を変化さ
せると、その出力端部２４の周面上での振動姿態
は軸方向に対して傾斜した直線になる。
すなわち、まず、印加電圧を同相同振幅とする
と、第７図ｃに示すように通常の縦形振動子と同
様に軸方向で共振振動するが、リード端子２９の
駆動電圧をリード端子２８のそれより低くすると
第７図ｂのように左に傾き、その差を大きくする
と第７図ａのようにその方向は一層傾斜し、又、
その差を反転すると第７図ｄ，ｅの如く逆方向に
傾斜する。そのため、傾斜角度は駆動電圧の相対
振幅によつて自由に制御することが出きるもので
ある。
と、第７図ｃに示すように通常の縦形振動子と同
様に軸方向で共振振動するが、リード端子２９の
駆動電圧をリード端子２８のそれより低くすると
第７図ｂのように左に傾き、その差を大きくする
と第７図ａのようにその方向は一層傾斜し、又、
その差を反転すると第７図ｄ，ｅの如く逆方向に
傾斜する。そのため、傾斜角度は駆動電圧の相対
振幅によつて自由に制御することが出きるもので
ある。
なお、第７図ｅのように振動しているときの出
力端面２４の動作は第８図に点線と矢印で示すよ
うに軸方向に伸びながら反時計方向に回転した
り、縮みながら時計方向に回転する共振振動を行
つているものである。このような振動姿態は、超
音波加工分野において広範囲に利用することがで
きるものであり、例えばドリリング加工やタツピ
ング加工などに適している。
力端面２４の動作は第８図に点線と矢印で示すよ
うに軸方向に伸びながら反時計方向に回転した
り、縮みながら時計方向に回転する共振振動を行
つているものである。このような振動姿態は、超
音波加工分野において広範囲に利用することがで
きるものであり、例えばドリリング加工やタツピ
ング加工などに適している。
つぎに、リード端子２８，２９に印加する駆動
電圧の位相差を互いに180゜、即ち、反転させて駆
動すると、出力端部２４はねじり共振振動を行
う。このねじり共振振動は軸方向共振周波数に較
べてかなり低く、周波数を同一とすれば、装置の
形状は一層小型になる。
電圧の位相差を互いに180゜、即ち、反転させて駆
動すると、出力端部２４はねじり共振振動を行
う。このねじり共振振動は軸方向共振周波数に較
べてかなり低く、周波数を同一とすれば、装置の
形状は一層小型になる。
このようなねじり振動は軸方向に対する曲げ振
動が軸方向端部で合成されて得られるものである
が、その高次数の共振点が軸方向共振周波数の近
くにも発生する。
動が軸方向端部で合成されて得られるものである
が、その高次数の共振点が軸方向共振周波数の近
くにも発生する。
そこで、リード端子２８，２９に印加する駆動
電圧の位相差を180゜、即ち、位相反転させて軸方
向共振周波数の近くの曲げ共振周波数に調節する
と、第９図ｄのように周方向に直線状に共振振動
を行うが、位相差180゜を基準としてリード端子２
９に対してリード端子２８の印加電圧の位相の進
み遅れによつて、第９図ｃの如く周方向に長い反
時計方向、或いは第９図ｅの如く周方向に長い時
計方向の楕円振動を行い、その位相差をさらに増
加して行くと、第９図ｂからａへと、或いは、第
９図ｆからｇへとその楕円形状が変化して行く。
電圧の位相差を180゜、即ち、位相反転させて軸方
向共振周波数の近くの曲げ共振周波数に調節する
と、第９図ｄのように周方向に直線状に共振振動
を行うが、位相差180゜を基準としてリード端子２
９に対してリード端子２８の印加電圧の位相の進
み遅れによつて、第９図ｃの如く周方向に長い反
時計方向、或いは第９図ｅの如く周方向に長い時
計方向の楕円振動を行い、その位相差をさらに増
加して行くと、第９図ｂからａへと、或いは、第
９図ｆからｇへとその楕円形状が変化して行く。
また、曲げ共振周波数に同調させた時の駆動電
圧の相対振幅を制御すると第１０図ｈ〜ｌのよう
に周方向に対して傾斜した直線振動が得られるも
のである。
圧の相対振幅を制御すると第１０図ｈ〜ｌのよう
に周方向に対して傾斜した直線振動が得られるも
のである。
なお、電極板１５はガラスエポキシ基材プリン
ト基板を用いたものとして説明したが、実施に当
つては、セラミツクス等の絶縁基板に電極を蒸着
したり、メツキしたり或いはプリントしたりした
ものであつてもよい。さらに、電極板１５の電極
を片面のみに設けて一枚の電歪素子９にて構成す
ることもできるものである。
ト基板を用いたものとして説明したが、実施に当
つては、セラミツクス等の絶縁基板に電極を蒸着
したり、メツキしたり或いはプリントしたりした
ものであつてもよい。さらに、電極板１５の電極
を片面のみに設けて一枚の電歪素子９にて構成す
ることもできるものである。
さらに、第１１図に示すものは電極板１５の変
形例であり、その直径を電歪素子９の直径よりも
大きくして中心孔３４から放射状に八本の溝３５
を形成し、組立た後に溝３５の外周部の連結部３
６を切り落して独立した電極を形成するものであ
る。
形例であり、その直径を電歪素子９の直径よりも
大きくして中心孔３４から放射状に八本の溝３５
を形成し、組立た後に溝３５の外周部の連結部３
６を切り落して独立した電極を形成するものであ
る。
また、第１２図及び第１３図に示すものは、本
発明の第二の実施例である。前記実施例と同一部
分は同一符号を用い、説明も省略する。まず、電
歪素子９としては、絶縁部１２で二分割された電
極１３を形成した二個の電極対１０よりなるもの
であり、各電極対１０には中央に孔３７が形成さ
れている。このような電歪素子９は電極板１５を
間にして二枚用いられ、振動子３８は溝３９を有
するとともにエクスポネンシヤル段部を具備して
いるものである。
発明の第二の実施例である。前記実施例と同一部
分は同一符号を用い、説明も省略する。まず、電
歪素子９としては、絶縁部１２で二分割された電
極１３を形成した二個の電極対１０よりなるもの
であり、各電極対１０には中央に孔３７が形成さ
れている。このような電歪素子９は電極板１５を
間にして二枚用いられ、振動子３８は溝３９を有
するとともにエクスポネンシヤル段部を具備して
いるものである。
次に、第１４図に示すものは電歪素子９の変形
例であり、各電極１３ごとに分割された電歪素子
本体１１を用いたものである。もちろん、二個ず
つのものが一対になつているものである。これら
の電歪素子本体１１は電極板とともに振動子と金
属部材との間に挾持されて中心ボルトにより締付
挾持されて一体化される。
例であり、各電極１３ごとに分割された電歪素子
本体１１を用いたものである。もちろん、二個ず
つのものが一対になつているものである。これら
の電歪素子本体１１は電極板とともに振動子と金
属部材との間に挾持されて中心ボルトにより締付
挾持されて一体化される。
なお、本発明において、「互いに周方向に二分
割されて対になつた電極を形成するとともに他面
に共通電極を形成した電極対を周方向に複数個配
列した電歪素子」なる表現は、前述の実施例に示
した全ての例を含むものである。
割されて対になつた電極を形成するとともに他面
に共通電極を形成した電極対を周方向に複数個配
列した電歪素子」なる表現は、前述の実施例に示
した全ての例を含むものである。
発明の効果
本発明は、上述のように厚み方向に分極された
電歪素子本体の一面に互いに周方向に二分割され
て対になつた電極を形成するとともに他面に共通
電極を形成した電極対を周方向に複数個配列した
電歪素子を設け、前記電極対の数に一致した分割
数で周方向に分割された脚部を有する振動子を形
成し、この振動子と金属部材との間又は二個の振
動子の間に一枚又は複数枚の前記電歪素子を位置
させて一体的に挾持締着したので、電極への駆動
電圧の位相、振幅を変化させることにより、出力
端部の振動を直線から楕円を経て円運動までの範
囲にわたつて多様な変化を行わせることができ、
また、その回転方向を反転させることや、縦振動
からねじり振動までの任意の振動姿態を簡単に得
ることができるものである。
電歪素子本体の一面に互いに周方向に二分割され
て対になつた電極を形成するとともに他面に共通
電極を形成した電極対を周方向に複数個配列した
電歪素子を設け、前記電極対の数に一致した分割
数で周方向に分割された脚部を有する振動子を形
成し、この振動子と金属部材との間又は二個の振
動子の間に一枚又は複数枚の前記電歪素子を位置
させて一体的に挾持締着したので、電極への駆動
電圧の位相、振幅を変化させることにより、出力
端部の振動を直線から楕円を経て円運動までの範
囲にわたつて多様な変化を行わせることができ、
また、その回転方向を反転させることや、縦振動
からねじり振動までの任意の振動姿態を簡単に得
ることができるものである。
第１図は本発明の第一の実施例を示す側面図、
第２図はその電歪素子の斜視図、第３図は電極板
の平面図、第４図は展開図、第５図は出力端部の
振動状態を示す説明図、第６図は回転型超音波モ
ータとしての動作原理を示す分解斜視図、第７図
は出力端部の振動状態を示す説明図、第８図は出
力端部の振動状態を示す斜視図、第９図及び第１
０図は出力端部の振動状態を示す説明図、第１１
図は電極板の変形例を示す平面図、第１２図は本
発明の第二の実施例を示す斜視図、第１３図はそ
の電歪素子の斜視図、第１４図は電歪素子の変形
例を示す斜視図、第１５図は従来の一例を示す分
解斜視図である。 ９……電歪素子、１０……電極対、１１……電
歪素子本体、１３……電極、１４……共通電極、
１９……振動子、２１……金属部材、２７……
脚。
第２図はその電歪素子の斜視図、第３図は電極板
の平面図、第４図は展開図、第５図は出力端部の
振動状態を示す説明図、第６図は回転型超音波モ
ータとしての動作原理を示す分解斜視図、第７図
は出力端部の振動状態を示す説明図、第８図は出
力端部の振動状態を示す斜視図、第９図及び第１
０図は出力端部の振動状態を示す説明図、第１１
図は電極板の変形例を示す平面図、第１２図は本
発明の第二の実施例を示す斜視図、第１３図はそ
の電歪素子の斜視図、第１４図は電歪素子の変形
例を示す斜視図、第１５図は従来の一例を示す分
解斜視図である。 ９……電歪素子、１０……電極対、１１……電
歪素子本体、１３……電極、１４……共通電極、
１９……振動子、２１……金属部材、２７……
脚。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 厚み方向に分極された電歪素子本体の一面に
互いに周方向に二分割されて対になつた電極を形
成するとともに他面に共通電極を形成した電極対
を周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記
電極対の数に一致した分割数で周方向に分割され
て前記電極対にそれぞれ当接する端面を備えた脚
部を有する振動子を形成し、前記電極対の各々の
電極に接触するとともにそれぞれ端子を備えた電
極部を有する電極板を形成し、周方向に配列され
た電極対よりなる前記電歪素子に接触するととも
に共通端子が設けられた金属部材を形成し、この
金属部材と前記振動子との間に一枚又は複数枚の
前記電歪素子と前記電極板とを位置させて前記金
属部材と前記電歪素子と前記電極板と前記振動子
との中央を貫通する導電性のあるボルト及びナツ
トで前記金属部材と前記振動子とを電気的に接続
して一体的に挟持締着したことを特徴とする超音
波振動子。 ２ 厚み方向に分極された電歪素子本体の一面に
互いに周方向に二分割されて対になつた電極を形
成するとともに他面に共通電極を形成した電極対
を周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記
電極対の数に一致した分割数で周方向に分割され
て前記電極対にそれぞれ当接する端面を備えた脚
部を有する振動子を形成し、前記電極対の各々の
電極に接触するとともにそれぞれ端子を備えた電
極部を有する電極板を形成し、周方向に配列され
た電極対よりなる前記電歪素子に接触するととも
に共通端子が設けられた金属部材を形成し、この
金属部材と前記振動子との間に一枚又は複数枚の
前記電歪素子と前記電極板とを位置させて前記金
属部材と前記電歪素子と前記電極板と前記振動子
との中央を貫通する導電性のあるボルト及びナツ
トで前記金属部材と前記振動子とを電気的に接続
して一体的に挟持締着し、前記電極対の二分割さ
れた電極を周方向の位置を合わせて並列接続し、
この並列接続されたそれぞれの電極に相対位相を
制御した交流電圧を印加する駆動回路を設けたこ
とを特徴とする超音波振動子。 ３ 厚み方向に分極された電歪素子本体の一面に
互いに周方向に二分割されて対になつた電極を形
成するとともに他面に共通電極を形成した電極対
を周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記
電極対の数に一致した分割数で周方向に分割され
て前記電極対にそれぞれ当接する端面を備えた脚
部を有する振動子を形成し、前記電極対の各々の
電極に接触するとともにそれぞれ端子を備えた電
極部を有する電極板を形成し、周方向に配列され
た電極対よりなる前記電歪素子に接触するととも
に共通端子が設けられた金属部材を形成し、この
金属部材と前記振動子との間に一枚又は複数枚の
前記電歪素子と前記電極板とを位置させて前記金
属部材と前記電歪素子と前記電極板と前記振動子
との中央を貫通する導電性のあるボルト及びナツ
トで前記金属部材と前記振動子とを電気的に接続
して一体的に挟持締着し、前記電極対の二分割さ
れた電極を周方向の位置を合わせて並列接続し、
この並列接続されたそれぞれの電極に相対位相を
反転させるとともにその相対位相を制御した交流
電圧を印加する駆動回路を設けたことを特徴とす
る超音波振動子。 ４ 厚み方向に分極された電歪素子本体の一面に
互いに周方向に二分割されて対になつた電極を形
成するとともに他面に共通電極を形成した電極対
を周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記
電極対の数に一致した分割数で周方向に分割され
て前記電極対にそれぞれ当接する端面を備えた脚
部を有する振動子を形成し、前記電極対の各々の
電極に接触するとともにそれぞれ端子を備えた電
極部を有する電極板を形成し、周方向に配列され
た電極対よりなる前記電歪素子に接触するととも
に共通端子が設けられた金属部材を形成し、この
金属部材と前記振動子との間に一枚又は複数枚の
前記電歪素子と前記電極板とを位置させて前記金
属部材と前記電歪素子と前記電極板と前記振動子
との中央を貫通する導電性のあるボルト及びナツ
トで前記金属部材と前記振動子とを電気的に接続
して一体的に挟持締着し、前記電極対の二分割さ
れた電極を周方向の位置を合わせて並列接続し、
この並列接続されたそれぞれの電極に相対振幅を
制御した交流電圧を印加する駆動回路を設けたこ
とを特徴とする超音波振動子。 ５ 厚み方向に分極された電歪素子本体の一面に
互いに周方向に二分割されて対になつた電極を形
成するとともに他面に共通電極を形成した電極対
を周方向に複数個配列した電歪素子を設け、前記
電極対の数に一致した分割数で周方向に分割され
て前記電極対にそれぞれ当接する端面を備えた脚
部を有する振動子を形成し、前記電極対の各々の
電極に接触するとともにそれぞれ端子を備えた電
極部を有する電極板を形成し、周方向に配列され
た電極対よりなる前記電歪素子に接触するととも
に共通端子が設けられた金属部材を形成し、この
金属部材と前記振動子との間に一枚又は複数枚の
前記電歪素子と前記電極板とを位置させて前記金
属部材と前記電歪素子と前記電極板と前記振動子
との中央を貫通する導電性のあるボルト及びナツ
トで前記金属部材と前記振動子とを電気的に接続
して一体的に挟持締着し、前記電極対の二分割さ
れた電極を周方向の位置を合わせて並列接続し、
この並列接続されたそれぞれの電極に相対位相と
相対振幅とを制御した交流電圧を印加する駆動回
路を設けたことを特徴とする超音波振動子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60266617A JPS62126874A (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | 超音波振動子 |
| GB8623168A GB2195821B (en) | 1985-11-27 | 1986-09-26 | Ultrasonic vibrator and its drive control method |
| US06/913,754 US4703214A (en) | 1985-11-27 | 1986-09-30 | Ultrasonic vibrator and its drive control method |
| DE19863635806 DE3635806A1 (de) | 1985-11-27 | 1986-10-22 | Ultraschallvibrator |
| US06/930,429 US4697117A (en) | 1985-11-27 | 1986-11-14 | Rotary ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60266617A JPS62126874A (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | 超音波振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62126874A JPS62126874A (ja) | 1987-06-09 |
| JPH0345986B2 true JPH0345986B2 (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=17433299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60266617A Granted JPS62126874A (ja) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | 超音波振動子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62126874A (ja) |
| GB (1) | GB2195821B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2599920B2 (ja) * | 1987-07-09 | 1997-04-16 | 本多電子株式会社 | 超音波駆動装置 |
| DE3833234C2 (de) * | 1988-09-30 | 1995-03-16 | Wolfgang Kessler | Verfahren zum Kalibrieren oder Prüfen eines piezokeramischen Wandlers |
| JPH02119640A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Nippon Carbureter Co Ltd | エンジン吸気絞り弁の制御方法 |
| JPH054139A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 工作機械の被加工物設置装置 |
| GB2258364A (en) * | 1991-07-30 | 1993-02-03 | Intravascular Res Ltd | Ultrasonic tranducer |
| US5457359A (en) * | 1993-08-06 | 1995-10-10 | Olin Corporation | Control for electroluminescent loads |
| JP2716423B2 (ja) * | 1996-04-08 | 1998-02-18 | キヤノン株式会社 | 振動発生器 |
| CN107363649A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-21 | 北京交通大学 | 一种电致伸缩超声振动抛光装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2274072A1 (fr) * | 1974-06-06 | 1976-01-02 | Ibm | Procede de formation d'images en materiau photoresistant, applicable notamment dans l'industrie des semi-conducteurs |
| JPS5996881A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-04 | Toshio Sashita | 平板型超音波モータ装置 |
| JPS58181399A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | 多素子配列型ランジユバン振動子の製造方法 |
| JPS60113672A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-20 | Hitachi Maxell Ltd | 圧電回転機 |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP60266617A patent/JPS62126874A/ja active Granted
-
1986
- 1986-09-26 GB GB8623168A patent/GB2195821B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2195821B (en) | 1990-10-17 |
| GB2195821A (en) | 1988-04-13 |
| GB8623168D0 (en) | 1986-10-29 |
| JPS62126874A (ja) | 1987-06-09 |
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