JPS6074983A - リング状複合共振子を用いた進行波発生素子 - 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】 本発明は進行波型の超音波モータの進行波発生機構の改
良に係り、効率の市い強力な進行波を発生する素子を提
供することを目的とする。

従来の進行波型の超音波モータに第１図１（ａ）、（ｂ
）に示し〆ζような全屈のリング２個が中心のＨζ゛−
ルベ７′リング８を用いて、ポルト９で締めされて圧。

着されている。下１１ｉ１のリング２は固定仔であシ、
下側のリング２の下側に円弧状の圧電、振動板１が多数
全佃に貼）付けらねている。こセらの圧宜イ２振１ｉｊ
＋板１に定圧を印加せると伸び欝１７みする結果、リン
グ２に屈曲モードの振動が生じるバイモルフ構造となっ
ている。なお、図中の３は回転仔、４ｒＪ摺動板、５，
６．７はリード線である。圧電、振便ノ板１の長さはリ
ング２の屈曲モードの固有周波の波長の１／′２に等し
い。圧ｘｒ、ト・１ＩｉＩＩ板１け１ｊＪｉｉシ同志分
極の向きを逆にしてリング２の左′１１半円周上にト１
、タ１ｊ′ｃス′シ、こス（し五午坤と石午ル・θ−）
つｋぎｈＱノ２制所の中、１一枚は１７４波長、妙・り
け３／４波長の負さで、それ以匁の左（Ｉｌｌｌｌｌｌ
石数１１１全１ζ士互いに９０’位相の！Ｊ′４々る向
−へ１．１波数の交流信号で励振されつなぎ目の２枚け
そわそれ短絡されている。このように構成されたＴ…１
１１リング２には屈曲モードの進行波の振動が生じるの
で、圧電振動板１が貼シ付けられた裏面つまり回転−１
−３との圧着面に生じた進行波による圧着面の楕円運動
が回転子３に貼付けられた摺動板４を通して一方向に摺
動させる回転トルクを生み、回転子３が回転する。圧電
ＩＦ動板１を振動する交流信号の位相差を逆にすると、
回転子３は瞬時に逆回転する。

このように、進行波型の超音波モータは薄くて軽いので
現代のニーズに合致しており、今後各方面で広く利用さ
れることと考えらゎるが、進行波の発生のさせ方に問題
がある。バイモルフは屈曲モードを励（ＩＸ”するさい
貼り自わせだ面に応力が集中する結果、接着パリが共振
のＱを左右することになり、振幅の大声々Ｑの高い共振
は期待し歎い。

その上、位相のすわる鋳口にある振動子が負荷どなるた
め進行波発生の効率が高くできないことが唯一の欠点で
ある。

ところで、本発明者らは先にリング状圧電振動子と題す
るたてモードの圧電振動子によるリング状複合振動子を
発明したが、今回の発明はこのリング状複合振動子゛を
利用したものである。

この発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、
圧電体と弾性体とを円周に沿って直列に接合し、リング
状に構成した複合共振子において、リングの円囲の長さ
を共振波長のｎ倍とし、圧電体と弾性体との接合（１ｉ
；ｉ所を２ｎ個、その中ｎ個所は半波長をＢｒ３期と１
″る半円周上の節部にダｙ、るｎ個所は夕（る半円周上
の肛Ｉ郡とし、節部と腹部の圧電体をそわそわ、ロー成
長で位相が互いに９０°異方る２釉の侶（じ温に接続す
ることにより、進行波を発生することを特徴と１゛るリ
ング状複合共振子を用いた進行波光ηユ素仔によって目
的を連成したものである。

以下、本発明の実施伸」全図面に従って説、明する。

実施例１ 第２図は本発明のリング状複合共振子を用いた進行波発
生索仔である。内径３０ｒｎｍ、、夕１径４０ｍｒｎ、
高さ２．５ｒｎｒｎ　のリング状のフルミニラム１１を
へ分割した。円曲を８等分した円弧を６個と１６等分し
た円弧を１個、３／１Ｇ等分しメζ円弧を１個作つ〆こ
。厚さ１　ｍｍで５ｍｒｎＸ２．５ｍｍの犬小さの電極
（＝ｊ心分杼済の圧電振動子１２．１３を１６枚用若。

し、分極の向きを逆にし、間に同じ大きさで厚さ０．１
ｍｍの銅何製端子板１４を挾み２秒１組にしたものを８
個作シ、こねらをｉ；１述のフルミニラムの円弧の片端
面に貼り伺けた。こλ１らの中、８等分長の円弧を３個
づつ連結しｉｔ半Ｐ−１２個の間に１６Ｑｌ、’４分と
３／’１６等分を入れ、第２図のように接着した。もと
の半円の８等分升の両路の鱈−ｆ板１４台そ第１ぞれリ
ード線１５および１７で返結し、アルミニウム同志をリ
ード線１６で辻五、”、した。リード線１５と１６の間
に約２０　ＫＨｚ、　１．０ボルトの電圧を印加し、と
かと同じで位相だけが９０°異なる電圧をリード線］５
と１６の間に印加した。

このように作った進行波発生素９を絶縁性液体積に入れ
ると、リング状の液体が進行波で波立ち波がぐるぐる廻
って見える。位相差を＋９０’にすると左まわシに、−
９０°にすると瞬時に右まわりに変わる様子が観察でき
た。すなわち格好な進行波発生；＋、−１−であり、従
来の進行波型超音波モータの固定子とおきカ・えて回転
−ｉ！を調子よく回転させるととができた。力お・本発
明の弾性体と力るリング材はアルミニウムの他にジュラ
ルミン、鉄、ステンレス、燐青銅また（ｄＱの高い合成
樹脂などを含むことは言うまでもない。

以上説明したよう（Ｃ圧電体と弾性体とを円囲に沿って
直列に接合し、リング状に構成した複合共振子（（おい
て、リンクの円周の長さを共振波長のｎ倍とＩ−１圧電
体と弾性体との接合個所の？１．を２ｎ個、その中η個
所ｊ寸半波長を周期とする半円周上の節部（（、夕ｙる
ｎｌ・「ｄけタヘ・、る半円周上の脚部とし、節部どＢ
′、１部の圧ＬＬ１Ｃ体をそれぞれ、同一／７１１波ゲ
タで位相が互いｔ＆：’）０°異なる２種の（ｍ号源に
接続することにより弁行沢不・発イ１−する（；ζ成と
したから、従来のバイモルフｌ（！１のリンク状の振動
子どくらべて、進行波が容易（・て５と生でキ、シかも
発生効率を高くで５六ので、低電用で大振幅の進行波を
発生することができメＣ６

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の進行波型超音波モータの構成の原月１ｄ
、四囲、第２　［ｋ＋は本シロ明のリング状残合共据仔
を用いた蔵行波発生素→のｈり・１祝図である。 ］、１・・・・・・フルミニラム（弥４士俸）、１２．
１３・・・・・・圧電振凱仔、１４・・・・・・）＃ｌ
ｊ→−板、１５，１６゜１７・・・・・・リードｉシｄ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ１）　圧電体と弾性体とを円周に沿って直列に接合し
   、リング状に構成した複合共振子において、リングの内
   局の長さを共振波長のｎ倍とし、圧電体と弾性体との接
   合個所の数を２ｎ個、その中ｎ　ｆｆ１ｉ所は半波長ｆ
   周期とする半円周上の節部に、残るｎ個所は会る半円周
   上の腹部とし、節部と腹部の圧電体をそれぞれ、同一周
   波数で位相が互いに９０゜異なる２漬の信号源に接続す
   ることによシ進行波を発生することを特徴とするリング
   状複合共振子を用いた進行波発生素子。 （２）　特許請求の範囲第（１）項記載のリング状複合
   振動子を用いた進行波発生素子において、リンクの断面
   形状を厚みに比して、径方向の長さを十分大きくとるこ
   とにより、円周に沿った曲げモード振動の進行波を発生
   することを特徴とするリング状複合振動子を用いた進行
   波発生素子。