JPH09121571A - Ultrasonic vibrator and ultrasonic linear motor or ultrasonic motor using it - Google Patents
Ultrasonic vibrator and ultrasonic linear motor or ultrasonic motor using itInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超音波振動子、該超
音波振動子を用いた超音波リニアモータ及び超音波モー
タに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic vibrator, an ultrasonic linear motor using the ultrasonic vibrator, and an ultrasonic motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電磁型モータに代わる新しいモー
タとして超音波モータが注目されている。この超音波モ
ータは、従来の電磁型モータに比べ以下のような利点を
有している。2. Description of the Related Art In recent years, an ultrasonic motor has attracted attention as a new motor replacing an electromagnetic motor. This ultrasonic motor has the following advantages over a conventional electromagnetic motor.
【0003】(1)ギヤなしで低回転高トルクが得られ
る。 (2)保持力が大きい。 (3)高分解能である。 (4)静粛性にとんでいる。 (5)磁気的ノイズを発生せず、また、ノイズの影響も
うけない。(1) Low rotation and high torque can be obtained without gears. (2) Large holding force. (3) High resolution. (4) It is extremely quiet. (5) Magnetic noise is not generated, and the influence of noise is not exerted.
【0004】従来の超音波リニアモータとして、本出願
人が提案した特開平6−105571号公報記載の超音
波リニアモータがある。以下特開平6−105571号
公報に基づき従来の超音波振動子及び超音波リニアモー
タについて説明する。As a conventional ultrasonic linear motor, there is an ultrasonic linear motor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-105571 proposed by the present applicant. A conventional ultrasonic transducer and ultrasonic linear motor will be described below based on Japanese Patent Laid-Open No. 6-105571.
【0005】同公報に開示した従来の超音波振動子10
0は、図16に示すように、直方体形状の基本弾性体1
11と、この基本弾性体111の上部に配置した2次の
共振屈曲振動のほぼ腹に対応する部分に位置する2個の
積層型圧電素子113とを備えている。The conventional ultrasonic transducer 10 disclosed in the publication.
As shown in FIG. 16, 0 is a rectangular parallelepiped basic elastic body 1
11 and two laminated piezoelectric elements 113 disposed on the upper part of the basic elastic body 111 and located at a portion substantially corresponding to the antinode of the secondary resonant bending vibration.
【0006】そして、保持用弾性部材112により2個
の積層型圧電素子113を基本弾性体111に固定する
ようになっている。即ち、図示しないが基本弾性体11
1には3か所にネジのタップが切ってあって、保持用弾
性体112はビス114により基本弾性体111に固定
される。このとき、積層型圧電素子113は保持用弾性
体112により突き当てで保持される。Then, the holding elastic member 112 fixes the two laminated piezoelectric elements 113 to the basic elastic body 111. That is, although not shown, the basic elastic body 11
1 has three tapped screws, and the holding elastic body 112 is fixed to the basic elastic body 111 by screws 114. At this time, the laminated piezoelectric element 113 is held by abutting by the holding elastic body 112.
【0007】前記基本弾性体111の積層型圧電素子1
13が配量されている面に対して反対側の面(被駆動体
と接触する側の面)の2次の共振屈曲振動のほぼ腹に対
応する部分には、摺動部材116がエポキシ系の接着剤
を用いて接合されている。摺動部材116は、ポリイミ
ドに充填材としてカーボンファイバーとマイカを充填材
として混入したものである(カーボンファイバー:20
重量%、マイカ30重量%)。Multilayer piezoelectric element 1 of the basic elastic body 111
The sliding member 116 is made of an epoxy-based material at a portion of the surface opposite to the surface on which 13 is distributed (the surface on the side in contact with the driven body) substantially corresponding to the antinode of the secondary resonance bending vibration. It is joined using the adhesive of. The sliding member 116 is formed by mixing polyimide with carbon fiber as a filler and mica as a filler (carbon fiber: 20).
% By weight, 30% by weight mica).
【0008】次にこの超音波振動子100の動作につい
て説明する。この超音波振動子100の寸法を適当に設
定することで、1次の共振縦振動及び2次の共振屈曲振
動がほぼ同一周波数で励起出来る。Next, the operation of this ultrasonic transducer 100 will be described. By properly setting the dimensions of the ultrasonic transducer 100, the primary resonant longitudinal vibration and the secondary resonant bending vibration can be excited at substantially the same frequency.
【0009】図16において左側の積層型圧電素子11
3から取り出されている電気端子をA、G(A相と称す
る)端子とし、右側の積層型圧電素子113から取り出
されている電気端子をB、G(B相と称する)端子とす
る。まず、A相及びB相に30Vの直流電圧を印加す
る。こうすることで、積層型圧電素子113に圧縮力
(予圧)をかけることが出来る。In FIG. 16, the laminated piezoelectric element 11 on the left side is shown.
The electric terminals taken out from No. 3 are A and G (referred to as A phase) terminals, and the electric terminals taken out from the laminated piezoelectric element 113 on the right side are called B and G (referred to as B phase) terminals. First, a DC voltage of 30 V is applied to the A phase and the B phase. By doing so, a compressive force (preload) can be applied to the laminated piezoelectric element 113.
【0010】そこで、A相に周波数Frで振幅10Vp
−pの交番電圧を印加し、B相に同一周波数、同振幅で
同位相の交番電圧を印加すると、1次の共振縦振動を励
起出来る。つぎに、A相に周波数Frで振幅l0Vp−
pの交番電圧を印加し、B相に同一周波数、同振幅で逆
位相の交番電圧を印加すると2次の共振屈曲振動が励起
出来る。Therefore, the phase A has an amplitude of 10 Vp at the frequency Fr.
When the alternating voltage of −p is applied and the alternating voltage of the same frequency and the same amplitude and the same phase is applied to the B phase, the primary resonant longitudinal vibration can be excited. Next, in the A phase, the amplitude is 10 Vp− at the frequency Fr.
When an alternating voltage of p is applied and an alternating voltage of the same frequency and the same amplitude and opposite phase is applied to the B phase, secondary resonant bending vibration can be excited.
【0011】さらに、A相及びB相に周波数Frで振幅
10Vp−pの交番電圧を印加し、その位相差を90度
又は−90度にすると、摺動部材116の位置におい
て、時計廻り又は反時計廻りの超音波楕円振動が励起で
きる。Further, when an alternating voltage having an amplitude of 10 Vp-p with a frequency Fr is applied to the A-phase and the B-phase and the phase difference is set to 90 degrees or -90 degrees, the sliding member 116 is rotated clockwise or counterclockwise. Clockwise ultrasonic elliptical vibration can be excited.
【0012】次に超音波リニアモータの動作について説
明する。先に述べたように前記超音波振動子100のA
相とB相に周波数Fr、振幅10Vp−p、位相差+9
0度又は−90度の交番電圧を印加する。すると、超音
波振動子100の摺動部材116には、超音波楕円振動
が生成されるので、図示しない被駆動体を摺動部材11
6に押圧させると、該披駆動体は左右に駆動される。リ
ニアモータの特性としては、無負荷速度150mm/s
ec、起動推力2Nが得られた。Next, the operation of the ultrasonic linear motor will be described. As described above, A of the ultrasonic transducer 100
Frequency Fr, amplitude 10Vp-p, phase difference +9 for phase B and phase B
An alternating voltage of 0 degree or -90 degree is applied. Then, since ultrasonic elliptical vibration is generated in the sliding member 116 of the ultrasonic transducer 100, the driven member (not shown) is moved to the sliding member 11.
When it is pressed by 6, the drive body is driven left and right. The characteristics of the linear motor are as follows: no-load speed 150 mm / s
ec and a starting thrust of 2N were obtained.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−105571号公報に記載された超音波リニア
モータは以下のような課題がある。即ち、積層型圧電素
子113は通常市販されている積層型圧電素子を用いて
おり、構成要素である各圧電素子の機械的品質係数が1
00以下であった。なぜならば、従来の積層型圧電素子
はその変位を利用する場合が多く、いわゆるソフト系の
材料で構成されているからである。このため、該積層型
圧電楽子を用いた超音波振動子100も機械的品質係数
が低くなってしまう。機械的品質係数が低いと超音波振
動子100に同一エネルギーを入力しても、振動変位、
若しくは発生力が小さくなってしまう。この結果、超音
波モータの速度や推力が十分取り出せないという課題が
生じていた。However, the ultrasonic linear motor described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-105571 has the following problems. That is, as the laminated piezoelectric element 113, a commercially available laminated piezoelectric element is used, and the mechanical quality factor of each piezoelectric element that is a component is 1
It was less than 00. This is because the conventional laminated piezoelectric element often uses its displacement and is made of a so-called soft material. Therefore, the ultrasonic transducer 100 using the laminated piezoelectric music piece also has a low mechanical quality factor. If the mechanical quality factor is low, even if the same energy is input to the ultrasonic transducer 100, the vibration displacement,
Or the generated power becomes small. As a result, there has been a problem that the speed and thrust of the ultrasonic motor cannot be taken out sufficiently.
【0014】そこで本発明は、機械的品質係数が大きく
振動変位若しくは発生力が大きい超音波振動子及び該超
音波振動子を用い、起動トルクや推力が十分大きい超音
波リニアモータ並びに超音波モータを提供するものであ
る。Therefore, the present invention provides an ultrasonic transducer having a large mechanical quality factor and a large vibration displacement or generated force, and an ultrasonic linear motor and an ultrasonic motor having a sufficiently large starting torque and thrust by using the ultrasonic transducer. It is provided.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
弾性体と、該弾性体の一部に保持された少なくとも二個
の積層型圧電素子とから少なくともなり、前記積層型圧
電素子に互いに位相の異なる交番電圧を印加することに
より、超音波楕円振動を励起する超音波振動子であっ
て、前記積層型圧電素子は機械的品質係数が500以上
の圧電素子から構成されたこと特徴とするものである。According to the first aspect of the present invention,
At least an elastic body and at least two laminated piezoelectric elements held by a part of the elastic body, and by applying alternating voltages having different phases to the laminated piezoelectric element, ultrasonic elliptical vibration is generated. An ultrasonic transducer for excitation, wherein the laminated piezoelectric element is composed of a piezoelectric element having a mechanical quality factor of 500 or more.
【0016】請求項2記載の発明の発明に係る超音波リ
ニアモータは、弾性体と、該弾性体の一部に保持された
少なくとも二個の機械的品質係数が500以上の圧電素
子を用いた積層型圧電素子とから少なくともなる超音波
振動子と、前記超音波振動子における積層型圧電素子の
端面に圧接された被駆動部材とからなり、前記積層型圧
電素子に互いに位相の異なる交番電圧を印加することに
より、前記弾性体に超音波楕円振動を励起して前記被駆
動部材を弾性体に沿う方向に駆動するようにしたこと特
徴とするものである。An ultrasonic linear motor according to a second aspect of the present invention uses an elastic body and at least two piezoelectric elements held by a part of the elastic body and having a mechanical quality factor of 500 or more. An ultrasonic oscillator including at least a laminated piezoelectric element, and a driven member that is pressed against an end surface of the laminated piezoelectric element in the ultrasonic oscillator, and apply alternating voltages having different phases to the laminated piezoelectric element. By applying, an elliptical ultrasonic vibration is excited in the elastic body to drive the driven member in a direction along the elastic body.
【0017】請求項3記載の発明に係る超音波モータ
は、弾性体と、該弾性体の一部に保持された少なくとも
二個の機械的品質係数が500以上の圧電素子を用いた
積層型圧電素子とから少なくともなる超音波振動子と、
前記超音波振動子における積層型圧電素子の端面に圧接
された円形の被駆動部材とからなり、前記積層型圧電素
子に互いに位相の異なる交番電圧を印加することによ
り、前記弾性体に超音波楕円振動を励起して前記被駆動
部材を回転駆動するようにしたこと特徴とするものであ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic motor in which a laminated piezoelectric element using an elastic body and at least two piezoelectric elements held by a part of the elastic body and having a mechanical quality factor of 500 or more. An ultrasonic transducer including at least an element,
A circular driven member, which is pressed against the end face of the laminated piezoelectric element in the ultrasonic transducer, applies an alternating voltage having a different phase to the laminated piezoelectric element to form an ultrasonic ellipse on the elastic body. It is characterized in that the driven member is rotationally driven by exciting vibration.
【0018】請求項1記載の超音波振動子によれば、構
成要素である少なくとも2個の積層型圧電素子に位相が
90度異なる交番電圧を印加し、第1の振動モードと第
2の振動モードを同時に励起させ、弾性体に超音波楕円
振動を発生させる。この場合、超音族振動子の積層型圧
電素子は機械的品質係数が500以上の材料で構成され
ているため、超音波振動子自体の機械的品質係数も50
0以上のものが得られ、これにより、積層型圧電素子に
印加する交番電圧の大きさが比較的低くても大きな超音
波楕円振動を励起できる。According to the ultrasonic transducer of the first aspect, alternating voltages having a phase difference of 90 degrees are applied to at least two laminated piezoelectric elements which are constituent elements, and the first vibration mode and the second vibration are applied. The modes are simultaneously excited to generate ultrasonic elliptical vibration in the elastic body. In this case, since the laminated piezoelectric element of the ultrasonic group oscillator is made of a material having a mechanical quality factor of 500 or more, the ultrasonic oscillator itself has a mechanical quality factor of 50.
It is possible to excite large ultrasonic elliptical vibrations even if the magnitude of the alternating voltage applied to the laminated piezoelectric element is relatively low.
【0019】請求項2記載の発明によれば、前記超音波
振動子を用いることにより、推力、速度とも大きい超音
波リニアモータを実現できる。According to the second aspect of the invention, by using the ultrasonic transducer, it is possible to realize an ultrasonic linear motor having a large thrust and a large speed.
【0020】請求項3記載の発明によれば、前記超音波
振動子を用いることにより、起動トルクが大きく無負荷
回転数等のモータ特性の良い超音波モータを実現でき
る。According to the third aspect of the present invention, by using the ultrasonic vibrator, it is possible to realize an ultrasonic motor having a large starting torque and good motor characteristics such as no-load rotation speed.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0022】(実施の形態1)実施の形態1の超音波振
動子10について、図1を参照して説明する。この超を
示す。この超音波振動子10は、凸の字型に形成された
黄銅材からなる基本弾性体11を具備している。基本弾
性体11の寸法は、凸部分を除き、幅30mm、奥行4
mm、高さ7.5mmである。凸部分の寸法は、幅4m
m、奥行4mm、高さ2、5mmである。(Embodiment 1) An ultrasonic transducer 10 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG. Show this super. The ultrasonic oscillator 10 includes a basic elastic body 11 made of a brass material formed in a convex shape. The dimensions of the basic elastic body 11 are 30 mm in width and 4 in depth, excluding the convex portions.
mm and height 7.5 mm. The width of the convex part is 4m
m, depth 4 mm, height 2, 5 mm.
【0023】前記基本弾性体11の幅方向の中心部でか
つ底面から6mmの位置に圧入によって直径2mmのス
テンレス材からなるピン16が打ち込まれている。A pin 16 made of a stainless steel material having a diameter of 2 mm is driven by press fitting at the center of the basic elastic body 11 in the width direction and at a position 6 mm from the bottom surface.
【0024】次に、積層型圧電素子12について説明す
る。この積層型圧電素子12に用いられる圧電素子は、
いわゆるハード系のPZT圧電素子である。このPZT
圧電素子を数十枚から数百枚積層したものであって、そ
の寸法は、2mm×3.lmm×9mmである。Next, the laminated piezoelectric element 12 will be described. The piezoelectric element used in this laminated piezoelectric element 12 is
This is a so-called hard PZT piezoelectric element. This PZT
It is a stack of several tens to several hundreds of piezoelectric elements, and the dimensions are 2 mm × 3. It is 1 mm × 9 mm.
【0025】本実施の形態1で使用する積層型圧電素子
12の構成を図2乃至図4に示す。図2は積層型圧電素
子12を分解し示したもので、表面側から見たものを示
し、図3は裏面から見たものを示す。The structure of the laminated piezoelectric element 12 used in the first embodiment is shown in FIGS. FIG. 2 is an exploded view of the laminated piezoelectric element 12, which is seen from the front side, and FIG. 3 is what is seen from the back side.
【0026】積層型圧電素子12を構成する単板18に
は、図2、図3に示すように、電極19が設けられてい
る。また、単板18の端部3箇所には、0.5乃至0.
lmm程度の絶縁部17が設けられ、端部1箇所のみ電
極19が端縁まで設けられている。As shown in FIGS. 2 and 3, the single plate 18 constituting the laminated piezoelectric element 12 is provided with an electrode 19. Further, 0.5 to 0.
An insulating portion 17 of about 1 mm is provided, and an electrode 19 is provided up to the edge only at one end.
【0027】本実施の形態1においては、単板18の素
材としての圧電セラミクスは、厚さ0.1mm、電気機
械結合係数(k33)0.6乃至0.7(1Vp−p測定
時)、機械的品質係数(Qm)75、500、100
0、1500(lVp−p測定時)のものを用いた。こ
れらを互いに分極Pが交互に逆になるように積層し、積
層型圧電素子12としたものを図4に示す。In the first embodiment, the piezoelectric ceramics as a material of the single plate 18 has a thickness of 0.1 mm, an electromechanical coupling coefficient (k33) of 0.6 to 0.7 (at the time of measuring 1 Vp-p), Mechanical quality factor (Qm) 75, 500, 100
0, 1500 (at the time of LVp-p measurement) was used. FIG. 4 shows a laminated piezoelectric element 12 in which these layers are laminated so that their polarizations P are alternately reversed.
【0028】積層型圧電素子12の積層方法は一体焼成
法で行った。また、積層型圧電素子12の右側面と左側
面には図4に示すように外部電極91が設けられ、電気
端子92、93が取り出される。The laminated piezoelectric element 12 was laminated by the integral firing method. External electrodes 91 are provided on the right side surface and the left side surface of the laminated piezoelectric element 12 as shown in FIG. 4, and the electric terminals 92 and 93 are taken out.
【0029】以上説明したような積層型圧電素子12の
内部電極が露出していない面を基本弾性体11の面に当
接させ、該積層型圧電素子12の端部を保持用弾性都材
13で固定する。左側の積層型圧電素子12から取り出
されている電気端子を図1に示すようにA,GND(A
相と称する)とし、右側の積層型圧電素子12から取り
出されている電気端子をB,GND(B相と称する)と
する。The surface of the laminated piezoelectric element 12 in which the internal electrodes are not exposed is brought into contact with the surface of the basic elastic body 11, and the end portion of the laminated piezoelectric element 12 is held by the elastic elastic member 13 for holding. Fix with. As shown in FIG. 1, electric terminals taken out from the laminated piezoelectric element 12 on the left side are A, GND (A
Phase), and the electric terminals taken out from the laminated piezoelectric element 12 on the right side are B and GND (referred to as B phase).
【0030】基本弾性体11の積層型圧電素子12が配
置されている面に対して反対側の面(被駆動体と接触す
る側の面)の両端部から9mmの位置(共振屈曲振動の
振動振幅が極大値を示す位置)2箇所に矩形状(寸法3
mm、奥行4mm,厚さlmm)の駆動子15(砥石材
料:樹脂にアルミナの砥粒を分散させたもの)がエポキ
シ系の接着剤を用いて接合されている。A position 9 mm (vibration of resonance bending vibration) from both ends of the surface of the basic elastic body 11 opposite to the surface on which the laminated piezoelectric element 12 is disposed (the surface in contact with the driven body). Rectangular shape (dimension 3) at two locations where the amplitude shows the maximum value)
A driver element 15 (grinding stone material: resin in which abrasive grains of alumina are dispersed) having a size of 4 mm, a depth of 4 mm, and a thickness of 1 mm is joined by using an epoxy adhesive.
【0031】次に、前記超音波振動子10の組立方法の
詳細について説明する。図1に示すように基本弾性体1
1の凸部の両側に積層型圧電素子12を配置する。そし
て、保持用弾性部材13(幅4mm、奥行4mm、高さ
2.5mm)を基本弾性体11上に固定する。図示しな
いが基本弾性体11には2箇所にネジのタップが切って
あって、図1に示すように保持用弾性体13は2本のビ
ス14により基本弾性体11に固定される。このとき、
積層型圧電素子12は基本弾性体11の凸部と保持用弾
性体13との間で、圧縮力(5kgf乃至50kgf)
をかけた状態で保持固定される。Next, the details of the method of assembling the ultrasonic transducer 10 will be described. As shown in FIG. 1, the basic elastic body 1
The laminated piezoelectric elements 12 are arranged on both sides of the convex portion 1. Then, the holding elastic member 13 (width 4 mm, depth 4 mm, height 2.5 mm) is fixed on the basic elastic body 11. Although not shown, the basic elastic body 11 is tapped with screws at two positions, and the holding elastic body 13 is fixed to the basic elastic body 11 by two screws 14 as shown in FIG. At this time,
The laminated piezoelectric element 12 has a compressive force (5 kgf to 50 kgf) between the convex portion of the basic elastic body 11 and the holding elastic body 13.
It is held and fixed in the state of applying.
【0032】また、積層型圧電素子12は、基本弾性体
11の凸部及び保持用弾性体13とエポキシ系の接着剤
で固定される。基本弾性体11と接する積層型圧電素子
12の側面部分と基本弾性体11とはやはりエポキシ系
樹指を用いて接着される。さらに、保持用弾性体13と
基本弾性体11の接触する部分もエポキシ系の接着剤に
より接合される。その後、基本弾性体11の積層型圧電
素子12が配置されている面とは反対側の面に駆動子1
5がエポキシ系の接着剤を用いて接合される。Further, the laminated piezoelectric element 12 is fixed to the convex portion of the basic elastic body 11 and the holding elastic body 13 with an epoxy adhesive. The side surface portion of the laminated piezoelectric element 12 that is in contact with the basic elastic body 11 and the basic elastic body 11 are also adhered using an epoxy resin finger. Further, the contacting portions of the holding elastic body 13 and the basic elastic body 11 are also joined by an epoxy adhesive. After that, the driver element 1 is formed on the surface of the basic elastic body 11 opposite to the surface on which the laminated piezoelectric element 12 is arranged.
5 are joined using an epoxy adhesive.
【0033】次に、前記超音波振動子10の動作につい
て説明する。上述したような寸法、形状に超音波振動子
10を形成すれば、A相に印加する交番電圧とB和に印
加する交番電圧とを、同一振幅、同位相で印加したと
き、最大長さ方向の1次の共振縦振動が共振周波数55
kHzで励起出来た。Next, the operation of the ultrasonic transducer 10 will be described. If the ultrasonic transducer 10 is formed in the above-described size and shape, when the alternating voltage applied to the A phase and the alternating voltage applied to the B sum are applied with the same amplitude and the same phase, the maximum length direction The first resonance longitudinal vibration of is resonance frequency 55
It could be excited at kHz.
【0034】一方、A相に印加する交番電圧とB相に印
加する交番電圧を、同一振幅、逆位相で印加したとき、
最大面積を有する面内の2次の共振屈曲振動が共振周波
数55kHzで励起出来た。このときの超音波振動子1
0の振動状態を図5、図6に示す。図5は1次の共振縦
振動の場合を示し、図6は2次の共振屈曲振動の場合を
示す。図5、図6に示す例は、有限要素法を用いたシミ
ュレーションにより解析したものであるが、実際にもこ
のように振動していることが確認された。On the other hand, when the alternating voltage applied to the A phase and the alternating voltage applied to the B phase are applied with the same amplitude and opposite phase,
In-plane secondary resonance bending vibration having the maximum area could be excited at a resonance frequency of 55 kHz. Ultrasonic transducer 1 at this time
The vibration state of 0 is shown in FIGS. FIG. 5 shows the case of the primary resonant longitudinal vibration, and FIG. 6 shows the case of the secondary resonant bending vibration. The examples shown in FIG. 5 and FIG. 6 are analyzed by simulation using the finite element method, but it was confirmed that such vibration actually occurred.
【0035】A相とB相に共振周波数55kHz、振幅
10Vp−p、位相差±90度の交番電圧を印加する
と、駆動子15の位置で右回り、又は左回りの超音波楕
円振動が励起出来た。このとき、積層型圧電素子12を
構成する圧電素子の電気機械品質係数が500、100
0、1500のものを使用した場合においては、機械的
品質係数が500以上であり、楕円振動振幅が数μmp
−pであった。しかし、圧電素子の電気機械品質係数が
75のものを使用した積層型圧電素子12により構成し
た超音波振動子12においては、機械的品質係数が20
0程度であり楕円振動振幅が1μmp−p以下であっ
た。When an alternating voltage having a resonance frequency of 55 kHz, an amplitude of 10 Vp-p and a phase difference of ± 90 degrees is applied to the A and B phases, a clockwise or counterclockwise ultrasonic elliptical vibration can be excited at the position of the driver 15. It was At this time, the electromechanical quality factor of the piezoelectric element forming the laminated piezoelectric element 12 is 500, 100.
In the case of using 0, 1500, the mechanical quality factor is 500 or more and the elliptical vibration amplitude is several μmp.
-P. However, in the ultrasonic transducer 12 constituted by the laminated piezoelectric element 12 using a piezoelectric element having an electromechanical quality factor of 75, the mechanical quality factor is 20.
It was about 0 and the elliptical vibration amplitude was 1 μmp-p or less.
【0036】(超音波リニアモータの構成)次に、図7
を参照して前記超音波振動子10を用いた超音波リニア
モータについて説明する。図7に示すように超音波振動
子10はそのピン16の部分で2個の保持板21により
両面から保持されている。保持板21には、ピン16の
直径とほぼ同径の穴があけられていて、その穴と前記ピ
ン16とが係合するようになっている。このように超音
波振動子10を保持することで、この超音波振動子10
はピン16の回りの回転に対してのみ自由度を持つ。(Structure of Ultrasonic Linear Motor) Next, referring to FIG.
An ultrasonic linear motor using the ultrasonic transducer 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the ultrasonic transducer 10 is held from both sides by the two holding plates 21 at the pin 16 portion thereof. The holding plate 21 is provided with a hole having substantially the same diameter as the diameter of the pin 16, and the hole and the pin 16 are engaged with each other. By holding the ultrasonic vibrator 10 in this manner, the ultrasonic vibrator 10 is held.
Has a degree of freedom only for rotation about the pin 16.
【0037】前記保持板21は、ビス23により保持板
固定部材22に固定される。保持板固定部材22には一
対のリニアブッシュ24が立設されている。このリニア
ブッシュ24は軸25に沿ってリニアに(図7において
上下方向に)移動する。また、軸25は軸固定部材26
に固定され、軸固定部材26はベース27にビス35を
用いて固定されている。The holding plate 21 is fixed to the holding plate fixing member 22 with screws 23. A pair of linear bushes 24 are erected on the holding plate fixing member 22. The linear bush 24 moves linearly (up and down in FIG. 7) along the axis 25. Further, the shaft 25 is a shaft fixing member 26.
The shaft fixing member 26 is fixed to the base 27 with screws 35.
【0038】前記軸固定部材26のほぼ中央部にはタッ
プが切られていて、押圧ビス28がねじ込れるようにな
っている。押圧ビス28と保持板固定部材22の間に
は、バネ29が挿入されている。A tap is cut in the substantially central portion of the shaft fixing member 26 so that the pressing screw 28 can be screwed. A spring 29 is inserted between the pressing screw 28 and the holding plate fixing member 22.
【0039】また、ベース27には、クロスローラーガ
イドの固定部30がビス31を用いて固定されている。
クロスローラーガイドの移動部32には摺動部材保持部
33が図示しないビスにより固定され、この摺動部材保
持部33には摺動部材34としてジルコニアセラミック
スが接着されている。このような構成にして、押圧ビス
28を調整することで超音波振動子10の摺動部材34
(被駆動部材)への押圧力を調整することができるよう
になっている。The fixing portion 30 of the cross roller guide is fixed to the base 27 with screws 31.
A sliding member holding portion 33 is fixed to the moving portion 32 of the cross roller guide by screws (not shown), and zirconia ceramics is bonded to the sliding member holding portion 33 as a sliding member 34. With such a configuration, by adjusting the pressing screw 28, the sliding member 34 of the ultrasonic transducer 10 is adjusted.
The pressing force applied to the (driven member) can be adjusted.
【0040】(超音波リニアモータの動作)次に本実施
の形態1の超音波リニアモータの動作について説明す
る。先に示したように超音波振動子10のA相とB相に
周波数Fr、振幅10Vp−p、位相差+90度又は−
90度の交番電圧を印加する。すると、摺動部材34は
右方向又は左方向に駆動される。この時、超音波振動子
10の積層型圧電素子12における圧電素子の電気機械
品質係数が500、1000、1500の場合、超音波
リニアモータの起動推力として8N、無負荷速度として
300mm/secが得られた。しかし、圧電素子の電
気機械品質係数が75のものを使用した積層型圧電素子
12を用いた超音波振動子10の場合には、超音波リニ
アモータの起動推力として2N、無負荷速度として15
0mm/secであった。(Operation of Ultrasonic Linear Motor) Next, the operation of the ultrasonic linear motor of the first embodiment will be described. As described above, the frequency Fr, the amplitude 10 Vp-p, and the phase difference +90 degrees or − are added to the A phase and the B phase of the ultrasonic transducer 10.
An alternating voltage of 90 degrees is applied. Then, the sliding member 34 is driven rightward or leftward. At this time, when the electromechanical quality factor of the piezoelectric element in the laminated piezoelectric element 12 of the ultrasonic transducer 10 is 500, 1000, 1500, the starting thrust of the ultrasonic linear motor is 8 N and the no-load speed is 300 mm / sec. Was given. However, in the case of the ultrasonic transducer 10 using the laminated piezoelectric element 12 in which the electromechanical quality factor of the piezoelectric element is 75, the starting thrust of the ultrasonic linear motor is 2N and the no-load speed is 15N.
It was 0 mm / sec.
【0041】本実施の形態1によれば、積層型圧電素子
12を機械的品質係数の大きな圧電素子により構成した
ので、該積層型圧電素子12を使用した超音波振動子1
0の機械的品質係数が大きくなり、そのため超音波振動
子10に大きい楕円振動を励起させることが出来る。こ
の結果、起動推力、無負荷速度等のリニアモータ特性を
向上させることができた。According to the first embodiment, since the laminated piezoelectric element 12 is composed of a piezoelectric element having a large mechanical quality factor, the ultrasonic transducer 1 using the laminated piezoelectric element 12
The mechanical quality factor of 0 becomes large, so that a large elliptical vibration can be excited in the ultrasonic transducer 10. As a result, it was possible to improve linear motor characteristics such as starting thrust and no-load speed.
【0042】(実施の形態2)図8乃至図15を参照し
て実施の形態2について説明する。(Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIGS.
【0043】(超音波振動子の構成)図8は実施の形態
2の超音波振動子50の平面図を示し、図9は図8のα
方向から見た超音波振動子50の正面図を示し、図10
は図8のβ方向から見た超音波振動子50の背面図を示
し、図11は図8のγ方向から見た超音波振動子50の
右側面図を示し、図12は図8のδ方向から見た超音波
振動子50の左側面図を示すものである。(Structure of Ultrasonic Transducer) FIG. 8 shows a plan view of the ultrasonic oscillator 50 of the second embodiment, and FIG. 9 shows α of FIG.
10 shows a front view of the ultrasonic transducer 50 viewed from the direction shown in FIG.
8 shows a rear view of the ultrasonic transducer 50 seen from the β direction in FIG. 8, FIG. 11 shows a right side view of the ultrasonic transducer 50 seen from the γ direction in FIG. 8, and FIG. It is a left side view of ultrasonic transducer 50 seen from the direction.
【0044】図8乃至図12に示す超音波振動子50
は、黄銅材(C2801PのO材)からなる角柱形状の
基本弾性体51を具備している。この基本弾性体51
は、ほぼ7mm×9mm×35mmの寸法を持ち、その
下端からllmmの位置に深さ1乃至2mmの溝52が
全周に亘り設けられている。The ultrasonic transducer 50 shown in FIGS. 8 to 12
Includes a prismatic basic elastic body 51 made of a brass material (O material of C2801P). This basic elastic body 51
Has a size of approximately 7 mm × 9 mm × 35 mm, and a groove 52 having a depth of 1 to 2 mm is provided over the entire circumference at a position 11 mm from the lower end thereof.
【0045】また、基本弾性体51の正面と裏面に、積
層型圧電素子53が一定の傾斜角度を持って扶持される
ようになっている。ここで用いる積層型圧電素子53は
実施の形態1で図2、図3を参照して説明したものを用
いた。それぞれの積層型圧電素子53から出されている
電気端子を各々A、GND及びB、GNDとする。積層
型圧電素子53は保持用弾性体54により圧縮応力を加
えられた状態で保持固定されている。Further, the laminated piezoelectric element 53 is held on the front surface and the back surface of the basic elastic body 51 with a constant inclination angle. As the laminated piezoelectric element 53 used here, the one described in Embodiment 1 with reference to FIGS. 2 and 3 was used. The electric terminals output from the respective laminated piezoelectric elements 53 are referred to as A, GND, B, and GND, respectively. The laminated piezoelectric element 53 is held and fixed by a holding elastic body 54 in a state where a compressive stress is applied.
【0046】前記積層型圧電素子53は、基本弾性体5
1の正面と裏面で正対して見て逆方向に傾けて取り付け
られる。基本弾性体51の先端部には、円環状のフェノ
ール樹脂にアルミナセラミックの砥粒を分散させた砥石
からなる摺動用駆動子55が接合されている。基本弾性
体51の中央部には長さ方向に沿って貫通穴59が設け
られ、貫通穴59の一部(正確には縦振動の節位量)に
はタップ60が切られている。The laminated piezoelectric element 53 is composed of the basic elastic body 5
The front and back surfaces of the unit 1 are mounted so as to be tilted in the opposite directions when facing each other. To the tip of the basic elastic body 51, a sliding driving element 55 made of a grindstone in which abrasive grains of alumina ceramic are dispersed in an annular phenol resin is joined. A through hole 59 is provided along the lengthwise direction in the central portion of the basic elastic body 51, and a tap 60 is cut in a part of the through hole 59 (correctly, a node amount of longitudinal vibration).
【0047】前記超音波振動子50の作成方法について
図8乃至図13を参照して説明する。積層型圧電素子5
3は、基本弾性体51に設けた凹部58に挿入される。
保持用弾性体54は基本弾性体51に設けた突起部57
に沿ってガイドされつつ挿入され、積層型圧電素子53
に付き当てられた後、圧縮応力100Nの力を加えられ
た状態で、ビス及び当接面すべてにエポキシ系接着剤を
用いて固定される。A method of producing the ultrasonic transducer 50 will be described with reference to FIGS. 8 to 13. Multilayer piezoelectric element 5
3 is inserted into a recess 58 provided in the basic elastic body 51.
The holding elastic body 54 has a protrusion 57 provided on the basic elastic body 51.
Is inserted while being guided along the laminated piezoelectric element 53.
After being abutted against, the resin is fixed to all the screws and abutting surfaces with an epoxy adhesive under the condition that a compressive stress of 100 N is applied.
【0048】(超音波振動子の動作)次に超音波振動子
50の動作について説明する。上記超音波振動子はその
寸法が1次の共振縦振動(図9において上下方向の振
動)、及び1次の(溝52より下方の捻れまで考慮する
と2次の)共振捻れ振動(縦振動の振動方向を捻れの軸
とする振動)がほぼ同一周波数Fr(40kHz)で励
起できるようなものとなっている。そして、この周波数
近傍には屈曲共振振動の固有振動はないような形状に構
成されている。(Operation of Ultrasonic Transducer) Next, the operation of the ultrasonic transducer 50 will be described. The ultrasonic transducer has a primary resonant longitudinal vibration (vertical vibration in FIG. 9) and a primary (secondary considering the twist below the groove 52) resonant torsional vibration (longitudinal vibration). Vibration having a vibration direction as a twist axis can be excited at substantially the same frequency Fr (40 kHz). Further, the shape is such that there is no natural vibration of bending resonance vibration in the vicinity of this frequency.
【0049】まず、前記A端子に周波数Frで振幅20
Vp−pの交番電圧を印加し、B端子に同一周波数、同
振幅で同位相の交番電圧を印加すると、共振縦振動が励
起できた。共振縦振動の節部は基本弾性体51の中心軸
上のほぼ中央位置に存在する。First, an amplitude of 20 at the frequency Fr is applied to the A terminal.
When an alternating voltage of Vp-p was applied and an alternating voltage of the same frequency and the same amplitude and the same phase was applied to the B terminal, resonance longitudinal vibration could be excited. The node portion of the resonance longitudinal vibration exists at a substantially central position on the central axis of the basic elastic body 51.
【0050】次に、A端子に周波数Frで振幅20Vp
−pの交番電圧を印加し、B端子に同一周波数、同振幅
で逆位相の交番電圧を印加すると、共振捻れ振動が励起
できた。共振捻れ振動では基本弾性体51の中心軸全て
の位置が節部である。Next, an amplitude of 20 Vp at the frequency Fr is applied to the A terminal.
When an alternating voltage of -p was applied and an alternating voltage of the same frequency, same amplitude and opposite phase was applied to the B terminal, resonance torsional vibration could be excited. In the resonance torsional vibration, all the central axes of the basic elastic body 51 are nodes.
【0051】次に、A端子に周波数Frで振幅20Vp
−pの交番電圧を印加し、B端子に同一周波数、同振幅
で位相が90度異なった交番電圧を印加すると、共振縦
振動と、共振捻れ振動が合成されて、摺動用駆動子55
の位置において楕円振動が励起出来た。この時、圧電素
子の電気機械品質係数が500、1000、1500の
ものを使用した積層型圧電素子53を用いた超音波振動
子50においては、機械的品質係数が500以上であ
り、前記楕円振動振幅が5乃至6μmp−pであった。Next, an amplitude of 20 Vp at the frequency Fr is applied to the A terminal.
When an alternating voltage of −p is applied and an alternating voltage having the same frequency and the same amplitude but different phase by 90 degrees is applied to the B terminal, the resonant longitudinal vibration and the resonant torsional vibration are combined, and the sliding driving element 55.
Elliptical vibration could be excited at the position. At this time, in the ultrasonic transducer 50 using the laminated piezoelectric element 53 using the electromechanical quality coefficient of the piezoelectric element of 500, 1000, 1500, the mechanical quality coefficient is 500 or more, and the elliptic vibration The amplitude was 5 to 6 μmp-p.
【0052】しかし、圧電素子の電気機械品質係数が7
5のものを使用した積層型圧電素子53を用いた超音波
振動子50においては、機械的品質係数は200程度で
あり、前記楕円振動振幅は2μmp−p程度以下であっ
た。However, the electromechanical quality factor of the piezoelectric element is 7
In the ultrasonic vibrator 50 using the laminated piezoelectric element 53 of No. 5, the mechanical quality factor was about 200, and the elliptical vibration amplitude was about 2 μmp-p or less.
【0053】(超音波モータの構成と動作)次に、図1
4、図15を参照して、前記超音波振動子50を用いた
超音波モータ70について説明する。図14は超音波モ
ータ70の正面図であり、図15は超音波モータ70の
分解図である。(Structure and Operation of Ultrasonic Motor) Next, referring to FIG.
An ultrasonic motor 70 using the ultrasonic transducer 50 will be described with reference to FIGS. 14 is a front view of the ultrasonic motor 70, and FIG. 15 is an exploded view of the ultrasonic motor 70.
【0054】超音波振動子50の貫通穴59には軸71
が挿入される。軸71は図15に示すように中央部及び
両端部に各々ネジ部72a、72bが設けられており、
中央部のネジ部72aは超音波振動子50のタップ部6
0と接着固定される。超音波振動子50の上端部には円
環状のロータ73がスラストベアリング74およびばね
保持体75を介してバネ76により押圧固定されるよう
になっている。A shaft 71 is provided in the through hole 59 of the ultrasonic transducer 50.
Is inserted. As shown in FIG. 15, the shaft 71 is provided with screw portions 72a and 72b at its central portion and both end portions,
The screw portion 72a at the center is the tap portion 6 of the ultrasonic transducer 50.
It is glued and fixed to 0. An annular rotor 73 is pressed and fixed to the upper end of the ultrasonic transducer 50 by a spring 76 via a thrust bearing 74 and a spring holder 75.
【0055】ロータ73の超音波振動子50に対する押
圧力は、ナット77により調節されるようになってい
る。前記ロータ73の下面には、円環状のジルコニアセ
ラミックスからなる摺動材78が接着されている。超音
波モータ70を固定する場合には、その下部に突き出た
軸71を図示しない基台にねじ込み固定すればよい。The pressing force of the rotor 73 against the ultrasonic transducer 50 is adjusted by the nut 77. On the lower surface of the rotor 73, a sliding member 78 made of an annular zirconia ceramic is adhered. When the ultrasonic motor 70 is fixed, the shaft 71 projecting from the lower portion thereof may be screwed and fixed to a base (not shown).
【0056】既述したように超音波振動子50のA端子
とB端子に周波数40kHz、振幅20Vp−p、位相
差+90度又は−90度の交番電圧を印加する。する
と、ロータ73が時計回り又は反時計回りに回転した。
この時、圧電素子の電気機械品質係数が500、100
0、1500のものを使用した積層型圧電素子53を用
いた超音波振動子50の場合には、超音波モータ70の
起動トルクとして500g−cm、無負荷回転数として
120rpmが得られた。しかし、圧電素子の電気機械
品質係数が75のものを使用した積層型圧電素子53を
用いた超音波振動子50の場合には、超音波モータ70
の起動トルクとして200g−cm、無負荷回転数とし
て80rpmであった。As described above, an alternating voltage having a frequency of 40 kHz, an amplitude of 20 Vp-p, and a phase difference of +90 degrees or -90 degrees is applied to the A and B terminals of the ultrasonic transducer 50. Then, the rotor 73 rotates clockwise or counterclockwise.
At this time, the electromechanical quality factor of the piezoelectric element is 500, 100.
In the case of the ultrasonic transducer 50 using the laminated piezoelectric element 53 of 0, 1500, the starting torque of the ultrasonic motor 70 was 500 g-cm and the no-load rotation speed was 120 rpm. However, in the case of the ultrasonic transducer 50 using the laminated piezoelectric element 53 using the piezoelectric element having an electromechanical quality factor of 75, the ultrasonic motor 70
The starting torque was 200 g-cm, and the no-load rotation speed was 80 rpm.
【0057】本実施の形態2によれば、積層型圧電素子
53を機械的品質係数の大きな圧電素子により構成した
ので、該積層型圧電素子53を使用した超音波振動子5
0の機械的品質係数が大きくなり、このため超音波振動
子50に大きい楕円振動を励起させることができる。こ
の結果、起動トルク、無負荷回転数等のモータ特性を向
上させることができた。According to the second embodiment, since the laminated piezoelectric element 53 is composed of a piezoelectric element having a large mechanical quality factor, the ultrasonic vibrator 5 using the laminated piezoelectric element 53 is not limited to the piezoelectric element 53.
The mechanical quality factor of 0 becomes large, so that a large elliptical vibration can be excited in the ultrasonic transducer 50. As a result, the motor characteristics such as the starting torque and the no-load rotation speed could be improved.
【0058】尚、本実施の形態2では、基本弾性体51
として角柱状のものとしたが、円柱状のものを一部カッ
トして積層型圧電素子53を固定するようにしても良
い。また、本実施の形態で2は、積層型圧電素子53を
2個用いた例を示したが、基本弾性体51の4側面にそ
れぞれ取り付ける4個構成でも良い。In the second embodiment, the basic elastic body 51
However, the cylindrical piezoelectric element 53 may be partially cut to fix the laminated piezoelectric element 53. Further, in the present embodiment, 2 has shown the example in which the two laminated piezoelectric elements 53 are used, but a four-element configuration in which they are attached to the four side surfaces of the basic elastic body 51 may be adopted.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の効
果を奏する。According to the present invention described in detail above, the following effects can be obtained.
【0060】請求項1記載の発明によれば、超音波振動
子自体の機械的品質係数も500以上のものが得られ、
これにより、積層型圧電素子に印加する交番電圧の大き
さが比較的低くても大きな超音波楕円振動を励起できる
超音波振動子を提供できる。According to the invention described in claim 1, the ultrasonic transducer itself has a mechanical quality factor of 500 or more,
Accordingly, it is possible to provide an ultrasonic transducer capable of exciting a large ultrasonic elliptical vibration even if the magnitude of the alternating voltage applied to the laminated piezoelectric element is relatively low.
【0061】請求項2記載の発明によれば、前記超音波
振動子を用いることにより、推力、速度とも大きい超音
波リニアモータを提供できる。According to the second aspect of the present invention, by using the ultrasonic vibrator, it is possible to provide an ultrasonic linear motor having a large thrust and a large speed.
【0062】請求項3記載の発明によれば、前記超音波
振動子を用いることにより、起動トルクが大きく無負荷
回転数等のモータ特性の良い超音波モータを提供でき
る。According to the third aspect of the invention, by using the ultrasonic vibrator, it is possible to provide an ultrasonic motor having a large starting torque and good motor characteristics such as no-load rotation speed.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の実施の形態1の超音波振動子を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an ultrasonic transducer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1の積層型圧電気素子の分
解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminated piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態1の積層型圧電気素子の分
解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the laminated piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態1の積層型圧電気素子の斜
視図である。FIG. 4 is a perspective view of the laminated piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態1の超音波振動子の縦振動
の状態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of longitudinal vibration of the ultrasonic transducer according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態1の超音波振動子の捻れ振
動の状態を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a torsional vibration state of the ultrasonic transducer according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態1の超音波リニアモータを
示す正面図である。FIG. 7 is a front view showing the ultrasonic linear motor according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の形態2の超音波振動子を示す平
面図である。FIG. 8 is a plan view showing an ultrasonic transducer according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態2の超音波振動子を示す正
面図である。FIG. 9 is a front view showing an ultrasonic transducer according to a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の形態2の超音波振動子を示す
背面図である。FIG. 10 is a rear view showing the ultrasonic transducer according to the second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施の形態2の超音波振動子を示す
右側面図である。FIG. 11 is a right side view showing the ultrasonic transducer according to the second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施の形態2の超音波振動子を示す
左側面図である。FIG. 12 is a left side view showing the ultrasonic transducer according to the second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態2の超音波振動子を示す
分解図である。FIG. 13 is an exploded view showing an ultrasonic transducer according to a second embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施の形態2の超音波モータを示す
正面図である。FIG. 14 is a front view showing an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention.
【図15】本発明の実施の形態2の超音波モータを示す
分解図である。FIG. 15 is an exploded view showing an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention.
【図16】従来の超音波振動子を示す正面図である。FIG. 16 is a front view showing a conventional ultrasonic transducer.
10 超音波振動子 11 基本弾性体 12 積層型圧電素子 13 保持用弾性体 15 駆動子 16 ピン 21 保持板 32 移動部 34 摺動部材 50 超音波振動子 51 基本弾性体 52 溝 53 積層型圧電素子 55 摺動用駆動子 59 貫通穴 70 超音波モータ 73 ロータ 10 Ultrasonic Transducer 11 Basic Elastic Body 12 Laminated Piezoelectric Element 13 Holding Elastic Body 15 Driver 16 Pin 21 Holding Plate 32 Moving Part 34 Sliding Member 50 Ultrasonic Transducer 51 Basic Elastic Body 52 Groove 53 Laminated Piezoelectric Element 55 Sliding driver 59 Through hole 70 Ultrasonic motor 73 Rotor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 芳久 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihisa Taniguchi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd.
Claims (3)
少なくとも二個の積層型圧電素子とから少なくともな
り、前記積層型圧電素子に互いに位相の異なる交番電圧
を印加することにより、超音波楕円振動を励起する超音
波振動子であって、 前記積層型圧電素子は機械的品質係数が500以上の圧
電素子から構成されたこと特徴とする超音波振動子。1. An elastic body and at least two laminated piezoelectric elements held by a part of the elastic body, wherein alternating voltages having different phases are applied to the laminated piezoelectric element, An ultrasonic transducer for exciting ultrasonic elliptical vibration, wherein the laminated piezoelectric element is constituted by a piezoelectric element having a mechanical quality factor of 500 or more.
少なくとも二個の機械的品質係数が500以上の圧電素
子を用いた積層型圧電素子とから少なくともなる超音波
振動子と、 前記超音波振動子における積層型圧電素子の端面に圧接
された被駆動部材とからなり、 前記積層型圧電素子に互いに位相の異なる交番電圧を印
加することにより、前記弾性体に超音波楕円振動を励起
して前記被駆動部材を弾性体に沿う方向に駆動するよう
にしたこと特徴とする超音波リニアモータ。2. An ultrasonic transducer comprising at least an elastic body and a laminated piezoelectric element using at least two piezoelectric elements having a mechanical quality factor of 500 or more and held by a part of the elastic body, The ultrasonic transducer includes a driven member pressed against the end surface of the laminated piezoelectric element, and by applying alternating voltages having different phases to the laminated piezoelectric element, ultrasonic elliptical vibration is generated in the elastic body. An ultrasonic linear motor, which is excited to drive the driven member in a direction along an elastic body.
少なくとも二個の機械的品質係数が500以上の圧電素
子を用いた積層型圧電素子とから少なくともなる超音波
振動子と、 前記超音波振動子における積層型圧電素子の端面に圧接
された円形の被駆動部材とからなり、 前記積層型圧電素子に互いに位相の異なる交番電圧を印
加することにより、前記弾性体に超音波楕円振動を励起
して前記被駆動部材を回転駆動するようにしたこと特徴
とする超音波モータ。3. An ultrasonic transducer comprising at least an elastic body and a laminated piezoelectric element using at least two piezoelectric elements having a mechanical quality factor of 500 or more and held by a part of the elastic body, The ultrasonic transducer includes a circular driven member that is pressed against the end surface of the laminated piezoelectric element, and by applying alternating voltages having different phases to the laminated piezoelectric element, an ultrasonic ellipse is applied to the elastic body. An ultrasonic motor characterized in that vibration is excited to rotationally drive the driven member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7277617A JPH09121571A (en) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Ultrasonic vibrator and ultrasonic linear motor or ultrasonic motor using it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7277617A JPH09121571A (en) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Ultrasonic vibrator and ultrasonic linear motor or ultrasonic motor using it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09121571A true JPH09121571A (en) | 1997-05-06 |
Family
ID=17585922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7277617A Pending JPH09121571A (en) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | Ultrasonic vibrator and ultrasonic linear motor or ultrasonic motor using it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09121571A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006325361A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Nec Tokin Corp | Ultrasonic motor |
WO2013005442A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 株式会社ニコン | Drive device, optical device, and image capture device |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP7277617A patent/JPH09121571A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006325361A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Nec Tokin Corp | Ultrasonic motor |
WO2013005442A1 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | 株式会社ニコン | Drive device, optical device, and image capture device |
US9513459B2 (en) | 2011-07-05 | 2016-12-06 | Nikon Corporation | Driving apparatus, optical apparatus and imaging apparatus |
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