JPH08322270A - 超音波駆動装置のステータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 正三角形の圧電振動子の３つの先端をそれぞ
れ僅かに切り落とした超音波駆動装置のステータを提供
する。 【構成】 正三角形の圧電振動子１の３つの先端２、
３、４が同じ長さだけ僅かに切り落とされ、３つの先端
２、３、４に対抗する辺５、６、７のほぼ中央に支持用
切り欠き８、９、１０が形成され、１つの先端２の部分
に金属又は耐摩耗性の優れた素材の先端チップ２ａが接
着され、先端２からその対抗する辺６の間の中央に分割
部１１で分割されて、その両側に２つの電極１２、１３
が形成され、支持用切り欠き９の周囲に電極切り取り部
９ａがもうけられ、又、圧電振動子１の他方の面の全面
に全面電極１４が接着されており、又、支持用切り欠き
８、１０の周囲に電極切り取り部８ａ、１０ａが形成さ
れてステータ１５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、正三角形の圧電振動子
の先端を切り落とした超音波駆動装置のステータに関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】本出願人は、超音波駆動装置として、扇形
又は二等辺三角計の圧電振動子の一方の面の全面に電極
を接着し、扇形又は二等辺三角計の他方の面に先端から
対抗する円弧又は辺に分割部を設けて２つの電極を接着
し、先端に駆動体を接触させた超音波駆動装置を提案し
た（特願昭６３−３２４１４号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな超音波駆動装置では、共振点がいくつもあり、又、
圧電振動子のインピーダンスも数百オームと高く、自動
追尾回路を使用しても調整が困難であり、さらに、超音
波振動子のインピーダンスが高いために高い駆動電圧を
必要とした。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明は、正三角形の
３つの先端を僅かに同じ長さだけそれぞれ切り落とし、
該３つの先端に対抗する辺のほぼ中央に固定用切り欠き
を設けた圧電振動子の一方の面の１つの先端に先端チッ
プを接着し、かつ該１つの先端から対抗する辺の中央に
分割部を設けて２つの電極を接着し、他方の面の全面に
電極を接着するものである。

【０００５】

【作用】本発明によれば、圧電振動子の形状を正三角形
とし、小型で薄くすることにより、共振点が限定される
ために、自動追尾が容易となり、又、インピーダンスが
低いために、低電圧駆動が容易となり、低価格で構成で
きる。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の１実施例の超音波駆動装置
のステータの一方の面の構成図、図２は図１のステータ
の他方の面の構成図で、正三角形の圧電振動子１の３つ
の先端２、３、４が同じ長さだけ僅かに切り落とされ、
それら３つの先端２、３、４に対抗する辺５、６、７の
ほぼ中央に支持用切り欠き８、９、１０が形成され、
又、１つの先端２からその対抗する辺６の間の中央に分
割部１１で分割されて、その両側に２つの電極１２、１
３が形成され、支持用切り欠き９の周囲に電極切り取り
部９ａがもうけられ、又、圧電振動子１の他方の面の全
面に全面電極１４が接着されており、又、支持用切り欠
き８、１０の周囲に電極切り取り部８ａ、１０ａが形成
されてステータ１５が構成されている。

【０００７】そして、電極切り取り部９ａは支持用切り
欠き９に半田付け又は導電ペーストで圧電振動子１を支
持するときに電極１２、１３が接触しないように構成さ
れ、又、電極切り取り部８ａ、１０ａは支持用切り欠き
８、１０にそれぞれ半田付け又はペーストで支持される
時、他方の面の全面電極１４が接触しないように構成さ
れ、さらに、摺動させる先端２の部分は金属又は耐摩耗
性の優れた素材の先端チップ２ａを接着している。

【０００８】このように構成した本実施例のステータで
は、圧電振動子１の一方の面の一方の電極１３と他方の
面の全面電極１４の間に発振装置を接続して圧電振動子
１を半面駆動すると、縦軸にインピーダンスを取り、横
軸に周波数を取った図３の実線で示す曲線Ａのインピー
ダンスが急激に低くなる点Ｂにおいて、圧電振動子１は
図４に示すようにベンディング一次モード振動１６が発
生し、圧電振動子１の先端チップ２ａは矢印１７の方向
に接触した駆動体を移動する振動が発生するので、駆動
体を矢印１７の方向に直線移動することができる。

【０００９】さらに、圧電振動子１の電極１３と全面電
極１４の間に印加する電圧の周波数をさらに高くして行
くと、曲線Ａの次にインピーダンスが急激に低くなる点
Ｃにおいて、図５に示すように、圧電振動子１に縦振動
１８及びベンディング２次モード振動１９が発生するの
で、縦振動１８とベンディング２次モード振動１９の合
成振動により、圧電振動子１の先端２に矢印方向１９の
楕円振動が発生し、圧電振動子１の先端２に接触した駆
動体を回転させることができる。

【００１０】なお、図４及び図５では、圧電振動子１の
一方の面の電極１３と他方の面の全面電極１４の間に発
振装置を接続した例を示したが、圧電振動子１の一方の
面の電極１２と他方の面の電極１４の間に発振装置を接
続すると、図４の矢印１７は反対方向にベンディング一
方モード振動が発生し、又、図５では、矢印１９の方向
が反転した楕円振動が発生し、圧電振動子１の先端チッ
プ２ａに接触した駆動体をそれぞれ反対方向に駆動する
ことができる。

【００１１】ちなみに、一方の面の電極１２、１３と他
方の面の電極１４の間に発振装置を接続して圧電振動子
１を全面駆動すると、図３の点線で示す曲線Ｄのインピ
ーダンスが急激に低くなる点Ｅにおいて、図６に示すよ
うに圧電振動子１の中心から３つの先端２、３、４の方
向に呼吸振動２０、２１、２２が発生するが、この呼吸
振動２０、２１、２２は圧電振動子１の先端２、３、４
が１度に突出するだけであるので、圧電振動子１の先端
チップ２ａに接触した駆動体を押し出すだけになる。

【００１２】図７は本発明の他の実施例の圧電振動子の
辺６側から見たステータの構成図で、２つの圧電振動子
１Ａ、１Ｂの全面電極１４Ａ、１４Ｂを互いに接着し、
分割部１１Ａ、１１Ｂで分割されたそれぞれ２つの電極
１２Ａ、１３Ａ、１２Ｂ、１３Ｂが外側になるようにス
テータ２３を構成する。

【００１３】このように構成した本実施例では、圧電振
動子１Ａ、１Ｂの先端チップ（図示せず）が同方向の横
振動又は回転振動を発生するように発振装置を接続して
もよいし、互いに反対方向になるように横振動又は回転
振動を発生するようにすることにより、トルクを２倍に
したり、対抗する駆動体を逆方向に駆動することができ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の超音波駆動装置のステータでは、正三角形の先端を僅
かに切り取った圧電振動子の一方の面に２つの電極を接
着し、他方の面に全面電極を設け、２つの電極の一方と
全面電極との間に発振装置を接続することにより、圧電
振動子の先端に横方向の振動及び回転振動を発生し、こ
の先端に駆動体を接触させることにより、駆動体を直線
方向に駆動したり、回転することができ、又、圧電振動
子の形状を正三角形とすることにより、共振点が限ら
れ、自動追尾回路により調整が容易となり、又、インピ
ーダンスが低いので、印加電圧が低くて良いという利点
があり、圧電振動子の共振と先端チップの共振の合成に
より振幅が増幅される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の超音波駆動装置のステータの
一方の面の平面図である。

【図２】図１のステータの他方の面の平面図である。

【図３】図１のステータのインピーダンスと印加した電
圧の周波数との関係を示した図である。

【図４】図１のステータのベンディング一次モードの振
動の方向を示した図である。

【図５】図１のステータのベンディング二次モードの振
動の方向を示した図である。

【図６】図１のステータの呼吸振動を示した図である。

【図７】本発明の他の実施例の超音波駆動装置のステー
タの側面図である。

【符号の説明】

１ 圧電振動子 ２、３、４ 先端回路 ２ａ 先端チップ ５、６、７ 辺 ８、９、１０ 固定用切り欠き １１ 分割部 １２、１３ 電極 １４ 全面電極 １５ ステータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正三角形の３つの先端を僅かに同じ長さ
   だけそれぞれ切り落とし、該３つの先端に対抗する辺の
   ほぼ中央に固定用切り欠きを設けた圧電振動子の一方の
   面の１つの先端に先端チップを接着し、かつ該１つの先
   端から対抗する辺の中央に分割部を設けて２つの電極を
   接着し、他方の面の全面に電極を接着することを特徴と
   する超音波駆動装置のステータ。
2. 【請求項２】 ２つの圧電振動子の全面電極を互いに接
   着して、２つの圧電振動子を並列駆動することを特徴と
   する請求項１記載の超音波駆動装置のステータ。