JPH1132491A - 超音波モータ及び超音波モータ付電子機器 - Google Patents

超音波モータ及び超音波モータ付電子機器

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JPH1132491A
JPH1132491A JP10101570A JP10157098A JPH1132491A JP H1132491 A JPH1132491 A JP H1132491A JP 10101570 A JP10101570 A JP 10101570A JP 10157098 A JP10157098 A JP 10157098A JP H1132491 A JPH1132491 A JP H1132491A
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vibration
vibration member
ultrasonic motor
electrode
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JP10101570A
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Masao Kasuga
政雄 春日
Akihiro Iino
朗弘 飯野
Makoto Suzuki
鈴木  誠
Kenji Suzuki
賢二 鈴木
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層された圧電振動子の振動方向のバラツ
キ、振動ロスを防止し、積層構造の小型化、簡略化を図
ると共に、合成振動の高出力化を図る。 【解決手段】 電圧の印加により屈曲振動する圧電屈曲
振動部材と、前記圧電屈曲振動部材に一体的に積層さ
れ、電圧の印加により伸縮振動する圧電伸縮振動部材と
を備え、前記圧電屈曲振動部材の屈曲振動と前記圧電伸
縮振動部材の伸縮振動との合成振動により可動体を可動
させる。また、前記圧電屈曲振動部材の積層面と対向す
る面のうち、前記圧電屈曲振動部材の分極処理する部分
に設けられた第一の電極と、前記圧電伸縮振動部材の積
層面と対向する面のうち、前記圧電伸縮振動部材の分極
処理する部分に設けられた第二の電極と、前記圧電屈曲
振動部材と前記圧電伸縮振動部材との積層面に設けら
れ、前記第一の電極と前記第二の電極との基準となる基
準電極と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動部材を積
層させた超音波モータに係わり、特に、圧電振動部材の
積層に保持手段を用いないタイプの超音波モータの改良
に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、マイクロモータの分野では、電圧
の印加により振動する圧電振動子を利用して移動体を移
動させる超音波モータが注目されている。特に、矩形状
の圧電振動子の伸縮振動と屈曲振動(2重モード振動
子)を用いた超音波モータは、この合成振動により移動
体を直線運動、回転運動等させることから、各種用途に
用いられており、また、高出力を必要とする用途には、
圧電振動子を積層したタイプも用いられている(特開平
7−184382号公報参照)。
【0003】図10は、矩形状の圧電振動子を積層させ
たタイプの超音波モータを示すものである。即ち、本超
音波モータの基本振動子は、2重モード振動するため所
定の分極処理した圧電振動子61、62と、圧電振動子
61、62の先端に設けられた出力取り出し部材71、
72と、圧電振動子61、62の両面に設けられた電極
からなり、圧電振動子61、62を縦方向に3段、横方
向に2列並べ、これら6個の圧電振動子を結合手段67
a、67b、で保持したものである。
【0004】図11は、上記超音波モータの基本構造に
係わるブロック図を示す。これによれば、圧電振動子6
1、62は、夫々の電極81、82から電圧を印加され
て2重モード振動し、この合成振動を各出力取り出し部
材71、72に伝達し、出力取り出し部材71、72に
当接されている移動体21を移動させる。
【0005】そして、複数の出力取り出し部材71、7
2により出力を取り出すので、高出力が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記超
音波モータによれば、各圧電振動子61、62の一部を
上記結合手段67で固定しているにすぎないため、各圧
電振動子61、62間に振動方向のバラツキが生じ、ま
た、各圧電振動子61、62の固定部分では振動運動は
抑制されるため、振動運動のロスとなり、有効に出力を
取り出せないという技術的課題が存在する。
【0007】また、各圧電振動子61、62の固定に別
部材としての上記結合手段67を用いると、モータ全体
構成の大型化、複雑化につながり好ましくなく、また、
製造工程は、結合手段67を取付ける工程を加えるた
め、複雑になる。一方、2重モード振動する各圧電振動
子61、62は、屈曲振動によってモータの移動方向を
切り換えるために、所定の分極処理された部位に電圧を
印加するため、強制的に励振される屈曲振動に比較し
て、付勢的に励振される伸縮振動を大きくすることがで
きないという技術的課題を有する。
【0008】そこで、本発明は以上の技術的課題を解決
するためなされたものであって、積層された圧電振動子
の振動方向のバラツキ、振動ロスを防止し、積層構造の
小型化、簡略化を図ると共に、合成振動の高出力化を図
る超音波モータ及び超音波モータ付電子機器の提供を目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、請求項1記載の発
明は、電圧の印加により屈曲振動する圧電屈曲振動部材
と、前記圧電屈曲振動部材に一体的に積層され、電圧の
印加により伸縮振動する圧電伸縮振動部材とを備え、前
記圧電屈曲振動部材の屈曲振動と前記圧電伸縮振動部材
の伸縮振動との合成振動により可動体を可動させること
を特徴とする。
【0010】以上の発明の作用としては、圧電屈曲振動
部材及び圧電伸縮振動部材を固定手段を用いることなく
保持することにより、振動運動を制限されることもな
く、また、振動方向は一定に保たれるようにしたので、
各圧電振動部材の振動運動のロス、及び振動方向のバラ
ツキを防止する。また、圧電伸縮振動部材を設けること
によって、強制的に伸縮運動を励振できるようにしたの
で、伸縮振動を大きくすることができ、この伸縮振動と
屈曲振動との合成振動は、2重モード振動する各圧電振
動部材を積層させたものと比較して、高出力を得られ
る。
【0011】また、請求項2記載の発明は、基準を共用
とし、電極数を減らし、装置構成を簡略化する観点か
ら、請求項1記載の超音波モータにおいて、前記圧電屈
曲振動部材の積層面と対向する面のうち、前記圧電屈曲
振動部材の分極処理する部分に設けられた第一の電極
と、前記圧電伸縮振動部材の積層面と対向する面のう
ち、前記圧電伸縮振動部材の分極処理する部分に設けら
れた第二の電極と、前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸
縮振動部材との積層面に設けられ、前記第一の電極と前
記第二の電極との基準となる基準電極とを備えたことを
特徴とする。
【0012】この発明の作用としては、第一の電極と基
準電極との間に印加する電圧により圧電屈曲振動部材を
屈曲振動させ、また、第二の電極と基準電極との間に印
加する電圧により圧電伸縮振動部材を伸縮振動させ、こ
の合成振動により可動体を可動させる。また、請求項3
記載の発明は、各電極の通電手段を簡素化し、装置構成
を簡略化する観点から、請求項1記載の超音波モータに
おいて、前記各電極に通電する電極面を有し、前記圧電
屈曲振動部材又は前記圧電伸縮振動部材にさらに一体的
に積層される電極配線部材を備えたことを特徴とする。
【0013】この発明の作用として、電極配線部材の電
極面のみに通電することで各電極に通電するようにした
ので、各電極に対して個別に配線する必要がなく、ま
た、圧電屈曲振動部材及び圧電伸縮振動部材を一度に分
極処理可能となる。請求項4記載の発明は、屈曲振動の
出力を向上させる観点から、請求項1記載の超音波モー
タにおいて、前記圧電屈曲振動部材にさらに一体的に積
層される前記圧電屈曲振動部材と、を備えたことを特徴
とする。
【0014】この発明の作用として、2つの圧電屈曲振
動部材による屈曲振動により、大きな合成振動で可動体
を可動させる。請求項5記載の発明は、伸縮振動の出力
を向上させる観点から、請求項1記載の超音波モータに
おいて、前記圧電伸縮振動部材にさらに一体的に積層さ
れる前記圧電伸縮振動部材と、を備えたことを特徴とす
る。
【0015】この発明の作用として、2つの圧電伸縮振
動部材による伸縮振動により、大きな合成振動で可動体
を可動させる。請求項6記載の発明は、請求項4又は請
求項5記載の超音波モータにおいて、積層された前記圧
電屈曲振動部材若しくは前記圧電伸縮振動部材に、さら
に一体的に積層される一対の圧電屈曲振動部材若しくは
一対の圧電伸縮振動部材を備えたことを特徴とする。
【0016】この発明の作用として、複数の圧電屈曲振
動部材による屈曲振動と、複数の圧電伸縮振動部材によ
る伸縮振動を合成させて、より大きな合成振動とし、高
出力で可動体を可動させる。請求項7記載の発明は、高
出力を得る観点から、請求項1記載の超音波モータにお
いて、前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材と
の合成振動を伝達する振動伝達部材を備えたことを特徴
とする。
【0017】この発明の作用として、振動伝達部材によ
り圧電屈曲振動部材と圧電伸縮振動部材との合成振動の
変位を拡大する。また、請求項8記載の発明は、可動体
の可動態様の1つとして、請求項1記載の超音波モータ
において、前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部
材との合成振動により直線方向に移動自在な可動体を直
線運動させることを特徴とする。
【0018】この発明の作用として、圧電屈曲振動部材
及び圧電伸縮振動部材の合成振動により、所定のタイミ
ングで可動体に圧接して摩擦力を付与し、可動体を直線
運動させる。また、請求項9記載の発明は、可動体の可
動態様の1つとして、請求項1記載の超音波モータにお
いて、前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材と
の合成振動により回動自在な可動体を回転運動させるこ
とを特徴とする。
【0019】この発明の作用として、圧電屈曲振動部材
及び圧電伸縮振動部材の合成振動により、所定のタイミ
ングで可動体に圧接して摩擦力を付与し、可動体を回転
運動させる。また、請求項10記載の発明は、合成振動
の利用態様として、請求項1記載の超音波モータにおい
て、前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材との
合成振動により固定面上で可動することを特徴とする。
【0020】この発明の作用として、圧電屈曲振動部材
及び圧電伸縮振動部材の合成振動により、所定のタイミ
ングで固定面に圧接して、固定面から摩擦力を付与さ
れ、超音波モータ自身が可動する。また、請求項11記
載の発明は、超音波モータの実用手段として、請求項1
又は請求項10記載の超音波モータを備えた超音波モー
タ付電子機器であることを特徴とする。
【0021】この発明の作用として、超音波モータの合
成振動としての出力により、電子機器を駆動させる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図11を参照して本
発明を適用した実施の形態を詳細に説明する。 {実施の形態1}図1は、本発明を超音波モータに適用
した実施の形態1を示すものである。
【0023】本実施の形態は、図1に示すように、振動
体10と、振動体10の縁部に設けられた本発明の振動
伝達部材としての出力取り出し部17と、出力取り出し
部17に当接される本発明の可動体としての移動体20
と、移動体20と出力取り出し部17とを加圧する加圧
機構18から構成されている。移動体20は、回転軸受
け21aを有する回転部材21と、回転部材21に対向
して設けられた固定部材23と、固定部材23に設置さ
れ、回転部材21の回転軸受け21aを貫通する回転軸
22から構成されている。
【0024】出力取り出し部17は、直方体形状であ
り、剛性を有する材料からなる。加圧機構18は、振動
体10に対向して設けられた固定部材18aと、振動体
10を移動体20に加圧する加圧部材18bとからな
る。図2は、振動体部の各積層層の平面及び振動体部の
側面を示すものである。振動体部10は、図2(a)〜
(d)に示すように、電圧の印加により屈曲振動する本
発明の圧電屈曲振動部材としての圧電材11と、圧電材
11に一体的に積層され、伸縮振動する本発明の圧電伸
縮振動部材としての圧電材12と、さらに圧電材12に
一体的に積層される圧電材13と、圧電材13と圧電材
12との間に設けられた電極パターン16と、圧電材1
2と圧電材11との間に設けられた電極パターン15
と、圧電材11の圧電材12との積層面に対抗する面に
設けられた電極パターン14と、圧電材11の電極パタ
ーン14面に一体的に積層される本発明の電極配線部材
としての電極配線部材31から構成されている。
【0025】ここで、圧電材11、12は、図2(b)
(c)に示すように、平面矩形状であり、所定の共振周
波数を設定する寸法に加工され、強誘電体材料、例え
ば、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛が用いら
れる。圧電材11は、矩形体をさらに十字方向に小さな
矩形体に4等分し、対角線方向の一対の矩形体を同極性
に、辺方向の一対の矩形体も同極性となるように分極処
理する。
【0026】一方、圧電材12は、矩形体のほぼ全体を
同一極性に分極処理されている。また、電極パターン1
4a、14bは、図2(b)に示すように、圧電材11
の分極処理された部分に対応して4分割して固定されて
おり、対角線方向の一対の電極14a、14bは、同時
に電圧を印加される。また、各電極パターン14a、1
4bには、圧電材11の矩形面の近接する長縁部に達す
るよう突出部を設ける。
【0027】電極パターン15は、図2(c)に示すよ
うに、圧電材12の矩形面のほぼ全面に設け、圧電材1
2の矩形面の一対の長辺のうち一方の長縁部の中央に達
するよう突出部を設ける。電極パターン16は、図2
(d)に示すように、圧電材13のほぼ全面に固定さ
れ、圧電材12の矩形面の一対の長辺のうち電極パター
ン15とは逆方向の長縁部の中央に達するよう突出部を
設ける。
【0028】電極配線部材31は、図2(a)(e)に
示すように、圧電材31aと、各電極パターン14、1
5、16の突出部と対応する部位に設けられた電圧印加
用電極パターン31b、31c、31d、31eからな
る。各電圧印加用電極パターン31bは、矩形面の近接
する長縁部に達し、さらに、図2(e)に示すように、
振動体10の側面まで延長され、各電極パターン14と
接続されている。
【0029】次に、図1〜4に基づいて、本実施の形態
の使用方法について説明する。図3は、本実施の形態に
係わる超音波モータのブロック図を示すものであり、図
4は、本実施の形態に係わる圧電材の振動態様を示すも
のである。先ず、移動体20の回転部材21を時計回り
に回転させたいときは、図3に示すように、電圧印加用
電極パターン31b、d、eに電圧を印加すればよい。
【0030】このとき、電極パターン14a、15、1
6は通電される。ここで、電極パターン14a、15間
の圧電材11は、図4のAに示すような、横方向に屈曲
振動を起こす一方、電極パターン15、16間の圧電材
12は、図4のBに示すように、縦横方向に伸縮振動を
起こす。ここで、各圧電材11の振動方向は一定に保た
れ、振動運動は制限されない。また、圧電材12は、ほ
ぼ全面に電圧を印加されるので、大きな伸縮振動を起こ
す。
【0031】各圧電材11、12は一体となっているの
で、各圧電材11、12の屈曲振動及び伸縮振動は合成
され、矩形面の短縁部は、反時計回りに楕円運動を行
う。矩形面の短縁部に固定された出力取り出し部17
は、前記楕円運動を拡大させて移動体20の回転部材2
1に所定のタイミングで圧接する。よって、所定のタイ
ミングで圧接される移動体20の回転部材21は、当接
される毎に摩擦力を受け、時計方向に回転する。
【0032】また、移動体の回転部材21を反時計方向
に回転させたいときは、図3に示すように、電圧印加用
電極パターン31c、d、eに電圧を印加すればよい。
このとき、電極パターン14b、15、16は通電され
る。ここで、電極パターン14b、15間の圧電材11
は、図4のAとは逆位相の屈曲振動を起こす一方、電極
パターン15、16間の圧電材12は、図4のBに示す
ような、伸縮振動を起こす。
【0033】各圧電材11、12は一体となっているの
で、各圧電材11、12の屈曲振動及び伸縮振動は合成
され、矩形面の短縁部では、時計回りに楕円運動を行
う。よって、所定のタイミングで当接される移動体20
の回転部材21は、出力取り出し部17を圧接される毎
に摩擦力を受け、反時計方向を回転する。以上より、本
実施の形態によれば、圧電材11を固定手段を用いるこ
となく保持することにより、振動運動を制限されること
もなく、また、振動方向は一定に保たれるようにしたの
で、各圧電材11の振動運動のロス、及び振動方向のバ
ラツキが防止される。
【0034】また、圧電材12によって強制的に伸縮運
動を励振するようにしたので、伸縮振動を大きくするこ
とができ、この伸縮振動と屈曲振動との合成振動は、2
重モード振動する各圧電材を積層させたものと比較し
て、高出力が得られる。また、電極パターン14、15
との間、及び電極パターン15、16間に電圧を印加す
るようにしたので、電極パターン15を基準として共用
し、装置構成の簡略化を図る。
【0035】また、電極配線部材31の電極面31bの
みに通電することで各電極パターン14に通電するよう
にしたので、各電極パターン14に対して個別に配線す
る必要がなく、また、圧電材11、12を一度に分極処
理することが可能である。また、出力取り出し部17に
より圧電材11、12の合成振動の変位を拡大するよう
にしたので、出力取り出し部17の先端で圧接される回
転部材21はより大きな摩擦力を受け回転される。
【0036】また、圧電材11、12の合成振動により
出力取り出し部17を所定のタイミングで回転部材21
に圧接して摩擦力を付与するようにしたので、回転部材
21を回転運動させる。 {実施の形態2}図5は、本発明を超音波モータに適用
した実施の形態2を示すものである。本実施の形態の要
部は、図5に示すように、振動体部10と、振動体部1
0の縁部に設けられた本発明の振動伝達部材としての出
力取り出し部17と、出力取り出し部17に当接される
本発明の可動体としての移動体20と、移動体20と出
力取り出し部17とを加圧する加圧機構(図示外)から
構成されている。
【0037】移動体20は、案内溝(図示外)を有し、
所定の方向に直線運動する直線運動部材21と、案内溝
と対になって直線運動部材21の運動方向を規制する規
制部材(図示外)から構成されている。出力取り出し部
17は、実施の形態1と同様の構成であり、振動体部1
0の下面に中央部から左右均等な距離に一対設けられて
いる。
【0038】加圧機構は、振動体部10の上面の振動節
部を下方に向けて加圧する構造からなる。図6は、振動
体部の各積層層の平面及び振動体部の側面を示すもので
ある。振動体部10は、図6(a)〜(g)に示すよう
に、電圧の印加により屈曲振動する本発明の圧電屈曲振
動部材としての圧電材11と、圧電材11に一体的に積
層され、伸縮振動する本発明の圧電伸縮振動部材として
の圧電材12と、さらに圧電材12に一体的に積層され
る本発明の圧電伸縮振動部材としての圧電材13と、圧
電材13に一体的に積層される本発明の圧電屈曲振動部
材としての圧電材44と、圧電材44に一体的に積層さ
れる本発明の圧電屈曲振動部材としての圧電材45と、
圧電材45に積層される圧電材46を備え、各圧電材1
1間には、本発明の第一の電極としての電極パターン1
4、48と、本発明の第二の電極としての電極パターン
16と、本発明の基準電極としての電極パターン15、
47、49と、圧電材11の電極パターン14側に積層
される本発明の電極配線部材としての電極配線部材31
から構成されている。
【0039】ここで、圧電材11は、図6(b)に示す
ように、実施の形態1とほぼ同様の構成であるが、圧電
材11は、矩形体をさらに横方向に小さな矩形体に4等
分して、交互に逆極性となるよう分極処理し、一方の矩
形面に、分極処理する部位に対応して電極パターン14
a、bを設けている点に特徴を有する。また、各電極パ
ターン14a、bは、全て、一方の長縁部に達する突出
部を有する。
【0040】一方、圧電材13は、図6(d)に示すよ
うに、圧電材12とは上下逆方向に同様な分極処理され
る。また、図6(e)(f)に示すように、圧電材4
4、45は、圧電材11の分極処理を施されている部位
に対応する部位を逆極性に分極処理される。圧電材4
4、45間に設けられる電極パターン48は、電極パタ
ーン14とほぼ同様の構成であるが、電極パターン14
aの突出部とは反対側に圧電材45の突出部を設ける。
【0041】電極配線部材31は、図6(a)に示すよ
うに、本体部として圧電材31aと、電極パターン14
a、14bの突出部に対応する部位に設けられた電極印
加用パターン31bと、電極パターン48a、48bの
突出部に対応する部位に設けられた電極印加用パターン
31cと、電極パターン15、47、49の突出部に対
応する部位に設けられた電極パターン31dと、電極パ
ターン16の突出部に対応する部位に設けられた電極パ
ターン31eから構成されている。
【0042】各電極パターン31bは、圧電材31aの
矩形面の近接する長縁部に達し、さらに、図6(h)に
示すように、振動体部10の側面まで延長され、各電極
パターン14と接続されている。次に、図5〜8に基づ
いて、本実施の形態の使用方法について説明する。図7
は、本実施の形態の移動体20を左方向に動かすときの
主要部のブロック図を示し、図8は、本実施の形態に係
わる振動体部の動作を示すものである。
【0043】先ず、移動体20の直線運動部材21を右
方向に直線運動させたいときは、図6(a)に示すよう
に、電極印加用パターン31c、31d、31eに電圧
を印加すればよい。このとき、電極パターン15、1
6、47、48、49に通電され、電極パターン47、
48、49の間の圧電材44、45は、図4のAに示す
ように、上下方向に屈曲振動を起こす一方、電極パター
ン15、16、47間の圧電材12、13は、図8のB
に示すような、縦横方向の伸縮振動を起こす。
【0044】そして、各圧電材44、45、12、13
は一体となっているので、各圧電材44の屈曲振動及び
伸縮振動は合成され、振動体部10の下面の各部位は反
時計回りに楕円運動を行う。振動体部10の下面に固定
された一対の出力取り出し部17a、17bは、前記楕
円運動を拡大させて移動体20の直線運動部材21に所
定のタイミングで圧接する。
【0045】よって、所定のタイミングで圧接される移
動体20の直線運動部材21は、当接される毎に摩擦力
を受け、右方向に直線運動する。移動体20の直線運動
部材21を左方向に運動させたいときは、図6(a)に
示すように、電極印加用パターン31b、31d、31
eに電圧を印加すればよい。
【0046】このとき、図7に示すように、電極パター
ン14、15、16、47は通電され、電極パターン1
4間の圧電材11、12、13は電圧を印加される。こ
こで、圧電材11は、図8のAとは180°位相の異な
る屈曲振動を起こす一方、電極パターン15、16間の
圧電材12、13は、図8のBに示すような、縦横方向
の伸縮振動を起こす。
【0047】そして、各圧電材11、12、13は一体
となっているので、各圧電材11、12の屈曲振動及び
伸縮振動は合成され、振動体部10の下面の各部位は時
計回りに楕円運動を行う。よって、所定のタイミングで
圧接される移動体20の直線運動部材21は、当接され
る毎に摩擦力を受け、左方向に直線運動する。
【0048】以上より、特に、本実施の形態によれば、
さらに圧電材13、45を積層しているので、大きな合
成振動を得られ、直線運動部材21をより高出力で直線
運動させる。また、合成振動により出力取り出し部17
を所定のタイミングで直線運動部材21に圧接して摩擦
力を付与するようにしたので、直線運動部材21を直線
運動させる。
【0049】なお、振動体部10を加圧して固定面上に
設置し、超音波モータ自身が直線運動するようにしても
よい。このとき、振動体部10は、合成振動により、出
力取り出し部17a、17bを楕円運動させ、出力取り
出し部17a、17bは、固定面に圧接する毎に摩擦力
を受け、超音波モータ自身は、固定面上を直線運動す
る。 {実施の形態3}図9は、本発明を超音波モータを駆動
源とする電子機器に適用したブロック図を示すものであ
る。
【0050】本実施の形態は、積層型の圧電素子51
と、積層型圧電素子51に一体的に振動される振動体5
2と、振動体52に周期的に圧接される移動体53と、
移動体53と一体に動作する伝達機構54と、伝達機構
54の動作に基づいて可動される出力機構55と、振動
体52と移動体53を加圧する加圧機構56から構成さ
れている。
【0051】ここで、伝達機構54としては、例えば、
歯車列、摩擦車等の伝達車を用いる。出力機構55とし
ては、カメラにおいてはシャッタ駆動機構、レンズ駆動
機構等を、電子時計又は計測器においては指針等を、ロ
ボットにおいてはアームを、工作機械においては、刃具
送り機構や加工部材送り機構等を用いる。
【0052】なお、本実施の形態における電子機器とし
ては、好ましくは、電子時計、計測器、カメラ、プリン
タ、印刷機、工作機械、ロボット、移動装置等を実現で
きる。さらに、移動体53に出力軸を取付け、出力軸か
らのトルクを伝達するための動力伝達機構を有する構成
とすれば、超音波モータ駆動装置を実現できる。
【0053】
【発明の効果】以上より、請求項1記載の発明によれ
ば、圧電屈曲振動部材及び圧電伸縮振動部材を固定手段
を用いることなく保持することにより、振動運動を制限
されることもなく、また、振動方向は一定に保たれるよ
うにしたので、各圧電振動部材の振動運動のロス、及び
振動方向のバラツキが防止される。
【0054】また、圧電伸縮振動部材を設けることで、
強制的に伸縮振動を励振するようにしたので、伸縮振動
を大きくすることができ、この伸縮振動と屈曲振動との
合成振動は、2重モード振動する各圧電振動部材を積層
させたものと比較して、高出力が得られる。請求項2記
載の発明によれば、基準電極と第一の電極との間、及び
基準電極と第二の電極との間に電圧を印加するようにし
たので、基準電極を基準として共用し、装置構成の簡略
化を図る。
【0055】請求項3記載の発明によれば、電極配線部
材の電極面のみに通電することで各電極に通電するよう
にしたので、各電極に対して配線する必要がなく、ま
た、圧電屈曲振動部材及び圧電伸縮振動部材を一度に分
極処理する。請求項4記載の発明によれば、屈曲振動を
大きくし、より大きな合成振動を得るようにしたので、
高出力で可動体を可動させる。
【0056】請求項5記載の発明によれば、伸縮振動を
大きくし、より大きな合成振動を得るようにしたので、
高出力で可動体を可動させる。請求項6記載の発明によ
れば、複数の圧電屈曲振動部材及び複数の圧電屈曲振動
部材により、さらに大きな合成振動を得るようにしたの
で、さらに高出力で可動体を可動させる。
【0057】請求項7記載の発明によれば、振動伝達部
材により圧電屈曲振動部材と圧電伸縮振動部材との合成
振動の変位を拡大するようにしたので、振動伝達部材の
先端で圧接される可動体はより大きな摩擦力を受け可動
される。請求項8記載の発明によれば、合成振動により
圧電屈曲振動部材及び圧電伸縮振動部材を所定のタイミ
ングで可動体に圧接して摩擦力を付与するようにしたの
で、可動体を直線運動させる。
【0058】請求項9記載の発明によれば、合成振動に
より、所定のタイミングで可動体に圧接して摩擦力を付
与するようにしたので、可動体を回転運動させる。請求
項10記載の発明によれば、合成振動により、所定のタ
イミングで固定面に圧接して、固定面から摩擦力を付与
されるようにしたので、超音波モータ自身は、固定面上
を可動する。
【0059】請求項11記載の発明によれば、超音波モ
ータの合成振動としての出力により、電子機器は駆動さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明を超音波モータに適用した実
施の形態1の平面構造を示す説明図であり、(b)は、
断面構造を示す説明図である。
【図2】図1に係わる各積層層の平面構造及び振動体部
の側面を示す説明図である。
【図3】図1に係わるブロック図を示すものである。
【図4】図1に係わる振動の態様を示す説明図である。
【図5】(a)は、本発明を超音波モータに適用した実
施の形態2の平面構造を示す説明図であり、(b)は、
断面構造を示す説明図である。
【図6】図5に係わる各積層層の平面構造及び振動体部
の側面を示す説明図である。
【図7】図5に係わる移動体を左方向に動かすときの主
要部のブロック図を示す説明図である。
【図8】図5に係わる振動の態様を示す説明図である。
【図9】本発明を電子機器に適用した実施の形態3を示
す説明図である。
【図10】従来技術に係わる積層構造の超音波モータの
斜視方向の構造を示す説明図である。
【図11】図10に係わる基本構造のブロック図を示す
ものである。
【符号の説明】
10 振動体部 11 圧電材(圧電屈曲振動部材) 12 圧電材(圧電伸縮振動部材) 14 電極パターン(第一の電極) 15 電極パターン(基準電極) 16 電極パターン(第二の電極) 17 出力取り出し部(振動伝達部材) 20 移動体(可動体) 31 電極配線部材(電極配線部材)
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 賢二 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧の印加により屈曲振動する圧電屈曲
    振動部材と、 前記圧電屈曲振動部材に一体的に積層され、電圧の印加
    により伸縮振動する圧電伸縮振動部材とを備え、 前記圧電屈曲振動部材の屈曲振動と前記圧電伸縮振動部
    材の伸縮振動との合成振動により可動体を可動させるこ
    とを特徴とする超音波モータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の超音波モータにおいて、 前記圧電屈曲振動部材の積層面と対向する面のうち、前
    記圧電屈曲振動部材の分極処理する部分に設けられた第
    一の電極と、 前記圧電伸縮振動部材の積層面と対向する面のうち、前
    記圧電伸縮振動部材の分極処理する部分に設けられた第
    二の電極と、 前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材との積層
    面に設けられ、前記第一の電極と前記第二の電極との基
    準となる基準電極と、を備えたことを特徴とする超音波
    モータ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の超音波モータにおいて、 前記各電極に通電する電極面を有し、前記圧電屈曲振動
    部材又は前記圧電伸縮振動部材にさらに一体的に積層さ
    れる電極配線部材を備えたことを特徴とする超音波モー
    タ。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の超音波モータにおいて、 前記圧電屈曲振動部材にさらに一体的に積層される前記
    圧電屈曲振動部材と、を備えたことを特徴とする超音波
    モータ。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の超音波モータにおいて、 前記圧電伸縮振動部材にさらに一体的に積層される前記
    圧電伸縮振動部材と、を備えたことを特徴とする超音波
    モータ。
  6. 【請求項6】 請求項4又は請求項5記載の超音波モー
    タにおいて、積層された前記圧電屈曲振動部材若しくは
    前記圧電伸縮振動部材に、さらに一体的に積層される一
    対の圧電屈曲振動部材若しくは一対の圧電伸縮振動部材
    を備えたことを特徴とする超音波モータ。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の超音波モータにおいて、
    前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材との合成
    振動を伝達する振動伝達部材を備えたことを特徴とする
    超音波モータ。
  8. 【請求項8】 請求項1記載の超音波モータにおいて、
    前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材との合成
    振動により直線方向に移動自在な可動体を直線運動させ
    ることを特徴とする超音波モータ。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の超音波モータにおいて、
    前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材との合成
    振動により回動自在な可動体を回転運動させることを特
    徴とする超音波モータ。
  10. 【請求項10】 請求項1記載の超音波モータにおい
    て、前記圧電屈曲振動部材と前記圧電伸縮振動部材との
    合成振動により固定面上で可動することを特徴とする超
    音波モータ。
  11. 【請求項11】 請求項1又は請求項10記載の超音波
    モータを備えたことを特徴とする超音波モータ付電子機
    器。
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