JPH08317672A - 超音波モータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高効率で駆動するとともに、回路構成を簡素
化することができる超音波モータ装置を提供する。 【構成】 圧電体４２の一側面には、励振周波数の４分
の１波長相当の長さの第１の電極５を挟んで、４波長相
当の長さの第１の駆動電極１１，１２がそれぞれ設けら
れている。各第１の駆動電極１１，１２の他端側には、
それぞれ４分の１波長相当の長さの第２の電極８及び第
３の電極１０がそれぞれ設けられている。第１の電極５
には第１の自励発振部１３が接続され、その出力側は第
１の駆動電極１１に接続されている。第２の電極８及び
第３の電極１０はそれぞれ切換スイッチ１４の切換側に
接続され、切換スイッチ１４の他端には第２の自励発振
部１５が接続されている。その出力側は第２の駆動電極
１２に接続されている。第１の自励発振部１３及び圧電
駆動体、そして、第２の自励発振部１５及び圧電駆動体
によりそれぞれ自励発振回路が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータ装置に係
り、詳しくは、回転型の超音波モータ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】超音波モータでは、圧電セラミック等の
圧電体を高周波電圧で駆動して弾性体に高周波弾性振動
を発生させ、この高周波弾性振動を摩擦にて動体に伝達
することにより動体を回転運動させてその回転運動を取
り出すようにしている。

【０００３】図４は回転型の超音波モータの４０の基本
構成を説明するための断面図である。この超音波モータ
４０は、円環状に形成された金属等の弾性体４１に、同
じく円環状の圧電体４２を貼り合わせてステータ４３と
し、このステータ４３に円環状に形成されたロータ４４
を加圧接触させている。そして、弾性体４１に時間的及
び空間的に位相が異なる２つの定在波を同時に励振する
ことにより疑似的に進行波を発生させ、この疑似進行波
によりロータ４４を回転運動させている。尚、ロータ４
４のステータ４３と摺動する側には、スライダ４５が貼
着されている。

【０００４】上記のようなステータ４３には、印加高周
波電圧の周波数に対する感度、即ち、印加高周波電圧値
に対する疑似進行波の振幅が極大になる共振点がある。
従って、ステータ４３を駆動する際には、共振点におけ
る周波数（共振周波数）の高周波電圧を供給することに
より、ステータ４３を高効率で励振してロータ４４から
大きな出力を取り出すようにしている。

【０００５】ところが、ステータ４３の共振周波数は、
ロータ４４がステータ４３に加える荷重により変化す
る。従って、ロータ４４に加わる負荷によっても変動す
る。又、ステータ４３の共振周波数は、ステータ４３の
温度によっても変化する。即ち、駆動時の機械的損失に
よりステータ４３の温度が上昇すると、共振周波数がシ
フトする。この結果、超音波モータの駆動中に、ステー
タ４３の共振周波数が印加高周波電圧の周波数からず
れ、ステータ４３の効率が低下する状態が起きる。この
状態では、ロータ４４の回転運動が不安定になり、その
出力が低下する。

【０００６】このような問題を解消するため、特開平６
−１１１９１号公報では、印加高周波電圧の周波数を、
変化する共振周波数に追従させるようにした超音波モー
タ装置が提案されている。図５は、上記超音波モータ本
体の圧電体５０及び圧電体５０の各電極に接続された駆
動回路を示している。この超音波モータ装置では、電力
増幅器５１により駆動電極５２に高周波電圧を印加して
圧電体５０を高周波振動させている。そして、この高周
波振動により駆動電極５２に励起される交流電圧をバン
ドパスフィルタ増幅器５３を介して電力増幅器５１に帰
還させている。一方、バンドパスフィルタ増幅器５３の
出力電圧をπ／２位相器５４に入力して位相を９０度ず
らした後、電力増幅器５５に入力して駆動電極５６に印
加している。即ち、電力増幅器５１及び圧電体５０にて
自励発振回路を構成し、電力増幅器５５、π／２位相器
５４及び圧電体５０にて自励発振回路を構成している。
バンドパスフィルタ増幅器５３は、駆動電極５２から入
力する交流電圧の内、圧電駆動体の主共振周波数成分の
みを通過させている。この結果、圧電体５０には常に共
振周波数に等しい周波数の駆動交流電圧が印加される。
従って、この超音波モータ装置によれば、駆動中の負
荷、温度等の変化により圧電駆動体の共振周波数がシフ
トしても、圧電駆動体を常に高い効率で励振させること
ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
超音波モータでは、駆動回路にバンドパスフィルタ増幅
器５３、π／２位相器５４を備えているため、部品点数
が多く、製造工数が多かった。従って、超音波モータ装
置の価格が高くなるため、その普及の障害になっている
という問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、高効率で駆動するこ
とができるとともに、回路構成を簡素化することができ
る超音波モータ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、円環状の弾性体に円環状
の圧電体を張り合わせてステータとし、圧電体に励振周
波数の波長の４分の１波長だけ位置をずらした第１の駆
動電極及び第２の駆動電極をそれぞれ設け、この両電極
に９０度位相がずれた２つの駆動交流電圧をそれぞれ印
加してステータに高周波振動を発生させ、この高周波振
動によりステータ側に付勢されるロータを回転運動させ
るようにした超音波モータ装置において、ステータの高
周波振動により互いに９０度位相がずれた発振信号が出
力される第１の電極と第２の電極と、前記第１の電極か
ら出力する発振信号を増幅して前記第１の駆動電極に帰
還させる第１の自励発振部と、前記第２の電極から出力
する発振信号を増幅して前記第２の駆動電極に帰還させ
る第２の自励発振部とを備えた。

【００１０】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、第１の電極は、励振周波数の４分
の１波長相当の長さに形成され、第２の電極は、前記第
１の電極から励振周波数の２分の１波長の整数倍相当の
長さだけずれた位置に設けられるものとした。

【００１１】又、請求項３に記載の発明は、請求項２に
記載の発明において、第２の電極は、励振周波数の４分
の１波長相当の長さに形成されるものとした。又、請求
項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
ステータの高周波振動により第１の電極及び第２の電極
から出力される各発振信号の何れか一方に対して９０度
ずれるとともに他方に対して１８０度ずれた発振信号が
出力される第３の電極と、前記第３の電極から出力され
る発振信号を増幅して前記第２の駆動電極に帰還させる
第３の自励発振部とを備えた。

【００１２】又、請求項５に記載の発明は、請求項４に
記載の発明において、第３の電極は、励振周波数の４分
の１波長相当の長さに形成され、前記第１の電極から励
振周波数の２分の１波長の整数倍相当の長さだけずれた
位置に設けられるとともに、前記第２の電極から励振周
波数の４分の１波長相当の長さだけずれた位置に設けら
れるものとした。

【００１３】又、請求項６に記載の発明は、請求項５に
記載の発明において、第３の自励発振部を、第２の自励
発振部と同一とし、第２の自励発振部には、第２の電極
又は第３の電極の何れかの発振信号を入力する切換手段
を設けた。

【００１４】

【作用】従って、請求項１に記載の発明によれば、第１
の自励発振部が出力する駆動交流電圧によりステータが
共振周波数で高周波振動すると、第１の電極から第１の
自励発振部にその高周波振動と同じ周波数の発振信号が
帰還される。第１の自励発振部が発振信号を増幅した駆
動交流電圧を第１の駆動電極に出力すると、ステータに
はその駆動交流電圧による高周波振動が励振される。従
って、第１の自励発振部及びステータにより自励発振回
路が構成される。又、第２の自励発振部が出力する駆動
交流電圧によりステータが共振周波数で高周波振動する
と、第２の電極から第２の自励発振部にその高周波振動
と同じ周波数で、第１の電極から出力される発振信号に
対して９０度位相がずれた発振信号が帰還される。第２
の自励発振部が発振信号を増幅した駆動交流電圧を第２
の駆動電極に出力すると、ステータにはその発振信号に
基づく高周波振動が励振される。この結果、ステータに
は共振周波数に等しい周波数の両高周波振動に基づく疑
似進行波が生成される。

【００１５】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、励振周波数の４分の１波長相当の
長さに形成される第１の電極から第１の自励発振部に発
振信号が出力され、第１の電極から励振周波数の２分の
１波長の整数倍相当の長さだけずれた位置に設けられる
第２の電極から第２の自励発振部に発振信号が出力され
る。

【００１６】又、請求項３に記載の発明は、請求項２に
記載の発明において、励振周波数の４分の１波長相当の
長さに形成される第２の電極から第２の自励発振部に発
振信号が出力される。

【００１７】又、請求項４に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、第３の自励発振部が出力する駆動
交流電圧によりステータが共振周波数で高周波振動する
と、第３の電極から第３の自励発振部にその高周波振動
と同じ周波数の発振信号が帰還される。第３の電極が第
２の電極に対して４分の１波長分だけずれた位置に設け
られるため、この発振信号は第１の電極から出力される
発振信号に対して、第２の電極から出力される発振信号
とは逆方向に位相が９０度ずれる。そして、第３の自励
発振部が発振信号を増幅した駆動交流電圧を第２の駆動
電極に出力すると、ステータにはその駆動交流電圧によ
る高周波振動が励振される。従って、第２の電極に第２
の自励発振部が出力する駆動交流電圧が印加される場合
と、第３の自励発振部が出力する駆動交流電圧が印加さ
れる場合で、ステータに励起される疑似進行波の進行方
向が反対になる。

【００１８】又、請求項５に記載の発明によれば、請求
項４に記載の発明の作用に加えて、励振周波数の４分の
１波長相当の長さに形成され、第１の電極から励振周波
数の２分の１波長の整数倍だけずれた位置に設けられる
とともに、第２の電極から励振周波数の４分の１波長だ
けずれた位置に設けられる第３の電極から第３の自励発
振部に発振信号が出力される。

【００１９】又、請求項６に記載の発明によれば、請求
項５に記載の発明の作用に加えて、切換手段により、第
２の電極又は第３の電極から出力される発振信号の何れ
かが選択されて第２の自励発振部に入力される。従っ
て、２個の自励発振部と切換手段で駆動回路が構成され
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１に
従って説明する。尚、本実施例では電極の配置構成と駆
動回路が異なるのみで、超音波モータの基本的構成は図
４に示す構成と基本的に同じであるため、符号を同じに
して超音波モータの基本的構成の説明は省略する。

【００２１】図１は、超音波モータ装置１の構成を示し
ている。超音波モータ装置１は、圧電体４２と駆動回路
２から構成されている。圧電体４２は、その円周方向の
長さが励振周波数の９波長相当の長さに形成されてい
る。尚、図１においては、圧電体４２はその下面（図４
における下面、即ち、弾性体４１と接しない側）を示し
ている。圧電体４２の上面（従って、図４における上
面、即ち、弾性体４１に接する側）には、その円周方向
に、励振周波数の２分の１波長相当の長さの小電極３が
８個配列された小電極群４が設けられている。圧電体４
２の下面において、この小電極群４に対応する領域には
第１の駆動電極１１が形成されている。又、圧電体４２
の下面には、この第１の駆動電極１１に隣接して励振周
波数の４分の１波長相当の長さの第１の電極５が設けら
れている。

【００２２】さらに、圧電体４２の上面において、この
第１の電極５に隣接する位置には再び２分の１波長相当
の長さの小電極６が８個配列された小電極群７が設けら
れている。圧電体４２の下面において、この小電極群７
に対応する領域には駆動電極１２が形成されている。さ
らに、圧電体４２の下面には、この第２の駆動電極１２
に隣接して４分の１波長相当の長さの第２の電極８が設
けられている。この第２の電極８に隣接して４分の１波
長相当の長さの間隙９が設けられ、この間隙９に隣接し
て４分の１波長相当の長さの第３の電極１０が設けられ
ている。従って、この第３の電極１０は、前記第１の駆
動電極１１に隣接している。尚、圧電体４２の上面及び
下面において、隣合う電極同士は互いに絶縁されてい
る。

【００２３】圧電体４２において、小電極群４の各小電
極３が対応する領域には、その厚み方向に交互に逆方向
に分極処理された図示しないセグメントがそれぞれ形成
されている。又、小電極群７の各小電極６が対応する領
域にも、同様なセグメントがそれぞれ形成されている。
さらに、各電極５，８，１０がそれぞれ対応する領域に
も、同様なセグメントがそれぞれ形成されている。尚、
各セグメントは、小電極群４の領域では前記各小電極３
と第１の駆動電極１１を使用して、又、小電極群７の領
域では前記各小電極６と第２の駆動電極１２をそれぞれ
使用して分極処理されている。

【００２４】前記第１の電極５には第１の自励発振部１
３が接続され、その出力側は前記第１の駆動電極１１に
接続されている。そして、第１の自励発振部１３は、電
源の投入により第１の駆動電極１１に駆動交流電圧を出
力する。又、第１の自励発振部１３は第１の電極５から
発振信号を入力し、この発振信号を増幅して第１の駆動
電極１１に出力する。

【００２５】又、前記第２の電極８及び第３の電極１０
は、切換手段としての切換スイッチ１４の接点１４ａ，
１４ｂにそれぞれ接続されている。切換スイッチ１４の
可動端１４ｃが第２の自励発振部１５に接続されてい
る。第２の自励発振部１５は前記第２の駆動電極１２に
接続されている。そして、第２の自励発振部１５は、電
源の投入により、第２の駆動電極１２に駆動交流電圧を
出力する。又、第２の自励発振部１５は、切換スイッチ
１４を介して第２の電極８又は第３の電極１０から発振
信号を入力し、この発振信号を増幅して第２の駆動電極
１２に出力する。

【００２６】ステータ４３は、第１の駆動電極１１に駆
動交流電圧が印加されると定在波を励起する。又、ステ
ータ４３は、第２の駆動電極１２に駆動交流電圧が印加
されると定在波を励起する。さらに、ステータ４３は、
両駆動電極１１，１２が励振周波数の４分の１波長だけ
ずれているため、両駆動電極１１，１２に印加される駆
動交流電圧の位相が９０度ずれているときには、励起さ
れる両定在波により疑似進行波を生成する。

【００２７】ステータ４３が高周波振動すると、逆圧電
効果により第１〜第３の電極５，８，１０に交流電圧が
それぞれ生成される。この交流電圧の周波数は、ステー
タ４３の共振周波数に等しくなる。第１の電極５は、生
成された交流電圧に基づく発振信号を第１の自励発振部
１３に出力する。同様に、第２の電極８及び第３の電極
１０は、生成された交流電圧に基づく発振信号をそれぞ
れ出力する。又、第２電極８及び第３の電極１０は、第
１の電極５に対して励振周波数の２分の１波長の整数倍
だけそれぞれ位置がずれている。従って、各第２の電極
８及び第３の電極１０から出力される発振信号は、第１
の電極５から出力される発振信号に対してその位相が９
０度ずれる。さらに、第２の電極８及び第３の電極１０
同士の位置が励振周波数の波長の４分の１ずれているた
め、各第２の電極８及び第３の電極１０から出力される
各発振信号は第１の電極５から出力される発振信号に対
して互いに反対方向に９０度ずれる。

【００２８】従って、前記第１の自励発振部１３及びス
テータ４３にて自励発振回路が構成され、又、前記第２
の自励発振部１５及びステータ４３にて自励発振回路が
構成されている。即ち、第１の自励発振部１３が作動す
ると、第１の電極５からは共振周波数に等しい周波数の
発振信号が帰還される。第１の自励発振部１３は、入力
した発振信号を増幅して出力する。この結果、第１の自
励発振部１３及びステータ４３からなる自励発振回路が
ステータ４３の共振周波数で発振する。同様に、第２の
自励発振部１５及びステータ４３からなる自励発振回路
も、ステータ４３の共振周波数で発振する。

【００２９】尚、各第１及び第２の自励発振部１３，１
５は、図示しない直流電源に接続されている。又、弾性
体４１は接地されている。次に、以上のように構成され
た超音波モータ装置の作用について説明する。

【００３０】両第１の自励発振部１３，１５に直流電源
が投入されると、第１の自励発振部１３から出力される
駆動交流電圧によりステータ４３に高周波振動が励起さ
れる。すると、この高周波振動による逆圧電効果により
第１の電極５に生成される交流電圧が発振信号として第
１の自励発振部１３に入力される。この発振信号の周波
数はステータ４３の共振周波数に等しくなるため、第１
の自励発振部１３は共振周波数に等しい周波数の駆動交
流電圧を出力する。この結果、ステータ４３にはその共
振周波数に等しい周波数の定在波が励起される。

【００３１】又、第２の自励発振部１５から出力される
駆動交流電圧によりステータ４３に高周波振動が励起さ
れる。切換スイッチ１４が電極８に切り換えられている
と、この高周波振動による逆圧電効果により第２の電極
８に生成される交流電圧が発振信号として第２の自励発
振部１５に入力される。この発振信号は、その周波数が
第１の電極５から出力される発振信号の周波数と同じで
あるが、位相が９０度異なる。この発振信号の周波数は
ステータ４３の共振周波数に等しくなるため、第２の自
励発振部１５は共振周波数に等しい周波数の駆動交流電
圧を出力する。この結果、ステータ４３にはその共振周
波数に等しい周波数の定在波が励起される。従って、ス
テータ４３には位相が９０度ずれた両駆動交流電圧にて
励起される２つの定在波により疑似進行波が生成され
る。

【００３２】超音波モータの駆動中にステータ４３に加
わる荷重、圧電体の温度等が変化すると、その共振周波
数が変化する。この結果、第１の電極５から出力される
発振信号の周波数が、変化した共振周波数と同じ値に変
化する。従って、自励発振部１３からはその周波数の駆
動交流電圧が出力されるため、ステータ４３にはその駆
動交流電圧に等しい周波数の定在波が励起される。同様
に、第２の電極８から出力される発振信号の周波数も、
変化した共振周波数と同じ値に変化する。従って、自励
発振部１５からは新たな共振周波数に等しい周波数で、
位相が９０度ずれた駆動交流電圧が出力される。この結
果、ステータ４３には周波数が変化した両駆動交流電圧
にて励起される２つの定在波により疑似進行波が生成さ
れる。

【００３３】従って、超音波モータの使用中に共振周波
数が初期の値から変化しても、ステータ４３が変化した
後の共振周波数に等しい周波数の駆動交流電圧で励振さ
れるため、超音波モータが効率良く駆動される。

【００３４】又、切換スイッチ１４を第３の電極１０に
切り換えると、ステータ４３の高周波振動により第３の
電極１０に生成される交流電圧が発振信号として第２の
自励発振部１５に入力される。この発振信号は、その位
相が第１の電極５から出力される発振信号に対して第２
の電極８から出力される発振信号とは反対側に９０度ず
れる。そして、第１の電極５から出力される発振信号か
ら生成される駆動交流電圧、及び、第３の電極１０から
出力される発振信号から生成される駆動交流電圧により
それぞれ定在波が励起される。この結果、両定在波によ
り生成される疑似進行波の進行方向は、切換スイッチ１
４が第２の電極８に接続される場合とは反対になる。

【００３５】以上詳述したように、本実施例の超音波モ
ータ装置によれば、第１の自励発振部１３とステータ４
３、及び、第２の自励発振部１５とステータ４３でそれ
ぞれ自励発振回路を構成した。又、第１の自励発振部１
３に発振信号を帰還する第１の電極５と、第２の自励発
振部１５に発振信号を帰還する第２の電極８（又は、第
３の電極１０）とを、励振周波数の２分の１波長の整数
倍だけずらした位置に設けて両発振信号の位相が９０度
ずれるようにした。従って、発振信号の位相を９０度ず
らすための位相器を用いることなく、両第１の駆動電極
１１，１２に対して、周波数が共振周波数に等しく、位
相が９０度ずれた駆動交流電圧をそれぞれ印加すること
ができる。この結果、簡単な構成の駆動回路により圧電
駆動体４３を共振周波数で駆動することができる。

【００３６】又、本実施例によれば、第１の電極５に対
して励振周波数の２分の１波長の整数倍だけずらすとと
もに、互いに同波長の４分の１だけずらした位置に第２
の電極８及び第３の電極１０を設けた。この両第２の電
極８及び第３の電極１０から、第１の電極５から出力さ
れる発振信号に対して位相が反対方向に９０度ずれた２
通りの発振信号を得るようにした。そして、この両発振
信号の何れかを第２の自励発振部１５に入力して駆動交
流電圧を得て、この駆動交流電圧と第１の自励発振部１
３から出力される駆動交流電圧とで、圧電駆動体４３に
疑似進行波を生成するようにした。従って、第２の自励
発振部１５に入力する発振信号を選択することにより、
両進行方向の疑似進行波を生成することができる。この
結果、簡単な回路構成で正転及び逆転を行うことができ
る。

【００３７】さらに、本実施例によれば、第２の電極８
及び第３の電極１０をそれぞれ切換スイッチ１４に接続
し、その切り換え操作により両第２の電極８及び第３の
電極１０の何れか一方の発振信号を第２の自励発振部１
５に入力するようにした。従って、第１及び第２の自励
発振部１３，１５と切換スイッチ１４とにより正転及び
逆転可能な駆動回路を構成することができる。

【００３８】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 上記実施例で、図２に示すように、例えば第２
の電極８のみを設けた正転又は逆転専用の超音波モータ
装置としてもよい。

【００３９】（２） 上記実施例では、第１の電極５の
発振信号に対して位相が９０度反対にずれた発振信号を
出力する２個の第２の電極８及び第３の電極１０を設け
た。そして、切換スイッチ１４にて何れか一方の電極
８，１０の発振信号を第２の自励発振部１５に入力する
ことにより、超音波モータを正転又は逆転させるように
した。これを、図３に示すように、第２の電極８に１８
０度位相をずらすπ位相器１６を接続する。そして、切
換スイッチ１４により第２の自励発振部１５に入力する
発振信号をπ位相器１６を通して１８０度位相をずらし
た発振信号と、π位相器１６を通さずそのまま出力した
発振信号に切り換えることにより、超音波モータを正転
又は逆転させるようにしてもよい。この場合でも、簡単
な回路構成で正転及び逆転を行う駆動回路とすることが
できる。

【００４０】（３） 各第２の電極８に第２の自励発振
部１５を接続するとともに、第３の電極１０に第３の自
励発振部を接続し、両自励発振部が出力する各駆動交流
電圧を選択して駆動電極７に印加するようにしてもよ
い。

【００４１】（４） 圧電体４２の円周方向の長さは、
励振周波数の９波長相当の長さに限らず、それ以外の長
さであってもよい。 （５） 第１の電極５、第２の電極８及び第３の電極１
０の各長さを励振周波数の４分の１波長相当の長さ以外
としてもよい。

【００４２】（６） 第２の電極８及び第３の電極１０
の第１の電極５に対するずれをそれぞれ励振周波数の２
分の１波長の整数倍以外としてもよい。 （７） 小電極３，６を圧電体４２の下面（即ち、弾性
体４１と接しない側）に形成するタイプの超音波モータ
に実施してもよい。即ち、この場合には、圧電体４２の
上面（即ち、弾性体４１と接する側）に共通電極を形成
するとともに、小電極３，６をそれぞれ駆動電極１１，
１２で短絡する。

【００４３】（８） 各電極５，８，１０及び各駆動電
極１１，１２を弾性体４２の上面に設けたタイプの超音
波モータに実施してもよい。 上記実施例から把握できる請求項以外の技術的思想につ
いて、以下にその効果とともに記載する。

【００４４】（１） 請求項１に記載の超音波モータ装
置において、第２の電極８から出力する発振信号を１８
０度位相をずらすπ位相器１６を設け、第２の電極８か
ら出力される発振信号と、π位相器１６を介した発振信
号との内の何れか一方を選択して第２の自励発振部１５
に入力する切換手段１４を設けた。このような構成によ
れば、２個の自励発振部、π位相器及び切換スイッチに
より正転及び逆転を行うことができる。

【００４５】（２） 請求項１に記載の超音波モータ装
置において、第１の電極５、第２の電極８、第１の駆動
電極及び第２の駆動電極を、圧電体４２の弾性体４１と
接しない側面に形成した。このような構成によれば、各
電極５，８及び各駆動電極１１，１２への接続を容易に
行うことができる。

【００４６】（３） 請求項１に記載の超音波モータ装
置において、第１の駆動電極１１及び第２の駆動電極１
２に対して、小電極３，４を圧電体４２の反対側に設け
た。このような構成によれば、共通電極を形成すること
なく、各駆動電極１１，１２及び各小電極３，４を使用
してセグメントを形成することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、各電極にそれぞれ接続される各自励
発振部がそれぞれ各駆動電極に駆動交流電圧を出力する
ようにしたので、圧電駆動体をその共振周波数で駆動す
ることができる。従って、ステータに加わる荷重が変化
したり、圧電駆動体の温度が変化しても、圧電駆動体が
そのときの共振周波数で駆動される。この結果、圧電駆
動体を高効率で駆動することができるとともに、駆動回
路の構成を簡素化することができるため、超音波モータ
を常時高い効率で安定して駆動することができる。

【００４８】又、請求項４〜６に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の効果に加えて、位相のずれ方向
が互いに反対である発振信号を取り出し、この発振信号
を選択することにより進行方向が逆方向の疑似進行波を
生成するようにした。この結果、発振信号の位相をずら
すための位相器が不要になるため、簡単な回路構成で正
転及び逆点を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 圧電駆動体上の電極構成及び駆動回路の構成
を示す概念図。

【図２】 別例の電極構成及び駆動回路の構成を示す概
念図。

【図３】 同じく電極構成及び駆動回路の構成を示す概
念図。

【図４】 超音波モータの基本的構成を示す模式断面
図。

【図５】 従来形の超音波モータ装置の電気ブロック
図。

【符号の説明】

１…圧電駆動体、５…第１の電極、８…第２の電極、１
０…第３の電極、１１…第１の駆動電極、１２…第２の
駆動電極、１３…第１の自励発振部、１４…切換手段と
しての切換スイッチ、１５…第２及び第３の自励発振
部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円環状の弾性体に円環状の圧電体を張り
   合わせてステータとし、圧電体に励振周波数の波長の４
   分の１波長だけ位置をずらした第１の駆動電極及び第２
   の駆動電極をそれぞれ設け、この両電極に９０度位相が
   ずれた２つの駆動交流電圧をそれぞれ印加してステータ
   に高周波振動を発生させ、この高周波振動によりステー
   タ側に付勢されるロータを回転運動させるようにした超
   音波モータ装置において、 ステータの高周波振動により互いに９０度位相がずれた
   発振信号が出力される第１の電極と第２の電極と、 前記第１の電極から出力する発振信号を増幅して前記第
   １の駆動電極に帰還させる第１の自励発振部と、 前記第２の電極から出力する発振信号を増幅して前記第
   ２の駆動電極に帰還させる第２の自励発振部とを備えた
   超音波モータ装置。
2. 【請求項２】 第１の電極は、励振周波数の４分の１波
   長相当の長さに形成され、第２の電極は、前記第１の電
   極から励振周波数の２分の１波長の整数倍相当の長さだ
   けずれた位置に設けられるものである請求項１に記載の
   超音波モータ装置。
3. 【請求項３】 第２の電極は、励振周波数の４分の１波
   長相当の長さに形成されるものである請求項２に記載の
   超音波モータ装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の超音波モータ装置にお
   いて、 ステータの高周波振動により第１の電極及び第２の電極
   から出力される各発振信号の何れか一方に対して９０度
   ずれるとともに他方に対して１８０度ずれた発振信号が
   出力される第３の電極と、 前記第３の電極から出力される発振信号を増幅して前記
   第２の駆動電極に帰還させる第３の自励発振部とを備え
   た超音波モータ装置。
5. 【請求項５】 第３の電極は、励振周波数の４分の１波
   長相当の長さに形成され、前記第１の電極から励振周波
   数の２分の１波長の整数倍相当の長さだけずれた位置に
   設けられるとともに、前記第２の電極から励振周波数の
   ４分の１波長相当の長さだけずれた位置に設けられるも
   のである請求項４に記載の超音波モータ装置。
6. 【請求項６】 第３の自励発振部は、第２の自励発振部
   と同一であり、 第２の自励発振部には、第２の電極又は第３の電極の何
   れかの発振信号を入力する切換手段を設けた請求項５に
   記載の超音波モータ装置。