DE3990206C2 - Ultrasonic motor with magnetic coding device - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallmotor mit einer magnetischen Codiereinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an ultrasonic motor with a magnetic encoder according to the preamble of claim 1.
Ultraschallmotoren sind auf fast sämtlichen Gebieten anwendbar, in denen herkömmliche Motoren verwendet werden, wie Büromaschinen, Haushaltmaschinen, Fabrikmaschinen, optisch-akustischen Geräten, Kameras oder elektronischen Einrichtungen von Kraftfahrzeugen. Angestrebt wird die Verwirklichung einer hochgradigen Steuertechnologie sowie, daß die Anordnung kompakt, mit leichtem Gewicht und geringer Dicke ausgeführt wird.Ultrasonic motors can be used in almost all areas, in which conventional motors are used, such as Office machines, household machines, factory machines, optical-acoustic Devices, cameras or electronic devices of motor vehicles. Realization is the goal high-level control technology, that the arrangement is compact, lightweight and less Thickness is running.
Fig. 3 zeigt einen Aufbau eines Ultraschallmotors mit magnetischer Codiereinrichtung gemäß JP-Abstr. 62-1 81 682, wie eingangs erwähnt. Fig. 3 shows a structure of an ultrasonic motor with magnetic coding device according to JP Abstr. 62-1 81 682, as mentioned at the beginning.
Der in Fig. 3 dargestellte scheibenförmigen Drehglied 101, das eine zentrale Welle 101a und ein ringförmiges Zwischenlagenelement 102 aufweist, das eine Schwingung eines Stators in Rotationskraft umwandelt. Der Stator 107 besteht aus einem scheibenförmigen elastischen Glied 104 besteht, das ein vorspringendes Element 104a darauf aufweist, das eine Anordnung von Kamm-Zähne-Gliedern in einer Ringform und zwei scheibenförmigen piezoelektrischen Elementen 105 und 106 aufweist, die in deren Dickenrichtung schichtweise angeordnet sind und mit dem elastischen Glied 104 verbunden sind. Eine Befestigungsstütze 108 hält den Rotor 103 und den Stator 107 und ist auf einer Montagestütze 109 angebracht. Im Zentralteil des Staors 107 ist ein Lager 110 vorgesehen und angeordnet, um die Welle 101a des Drehgliedes 101 dahinein aufzunehmen. Eine Federunterlegscheibe 111 und eine Mutter 112 sind so angeordnet, daß das Zwischenlagenelement 102 und das ringförmige vorspringende Element 104a, das auf einer oberen Fläche des elastischen Gliedes 104 vorgesehen ist, mit der druckzubeaufschlagenden echten Last in Kontakt treten. Dauermagneten 113 sind an drei Positionen in einem Außenumfangsteil des Rotors 101 befestigt. Ein magnetischer Fühler 114, wie ein Hall-Element, oder ein magnetischer Reluktanzelement, ist das auf der Montagestütze 109 vorgesehen, um entgegen dem Dauermagneten 113 zu wirken.The disk-shaped rotary member 101 shown in FIG. 3, which has a central shaft 101 a and an annular intermediate layer element 102 , which converts a vibration of a stator into rotational force. The stator 107 consists of a disk-shaped elastic member 104 , which has a projecting element 104 a thereon, which has an arrangement of comb-tooth members in a ring shape and two disk-shaped piezoelectric elements 105 and 106 , which are arranged in layers in the direction of their thickness and are connected to the elastic member 104 . A mounting bracket 108 holds the rotor 103 and the stator 107 and is mounted on a mounting bracket 109 . In the central part of the stator 107 , a bearing 110 is provided and arranged to receive the shaft 101 a of the rotary member 101 therein. A spring washer 111 and a nut 112 are arranged so that the liner member 102 and the annular projecting member 104 a, which is provided on an upper surface of the elastic member 104 , come into contact with the real load to be pressurized. Permanent magnets 113 are fixed at three positions in an outer peripheral part of the rotor 101 . A magnetic sensor 114 , such as a Hall element or a magnetic reluctance element, is provided on the mounting bracket 109 in order to act against the permanent magnet 113 .
Im folgenden wird die Funktionsweise des Ultraschallmotors beschrieben. Wenn an die beiden piezoelektrischen Elemente 105 und 106, die mit dem elastischen Glied 104 mit voneinander um 90° verschobenen Ortsphasen verbunden sind, Wechselspannungen angelegt werden, deren entsprechende Phasen in der Zeitphase voneinander um 90° verschoben sind, erzeugen die beiden piezoelektrischen Elemente 105 und 106 zuerst stehende Wellenschwingungen. Eine zusammengesetzte Welle, die die Schwingung des elastischen Gliedes 104 mit einschließt, ist eine Wanderwelle. Daher tritt der Rotor 103, der mit dem vorspringenden Element 104a des elastischen Gliedes 104 in Druckkontakt, nur bei Maxima der Welle in Kontakt und wird in einer Rückwärtsrichtung zur Wanderrichtung der Wanderwelle bewegt, und hierdurch wird eine Rotationskraft erzeugt. Wenn der Rotor 103 die Drehbewegung beginnt, dreht sich ebenfalls der im Außenumfangsteil des Rotors 101 befestigte Dauermagnet 113 und der magnetische Fluß zu dem magnetischen Fühler 114 ändert sich fortlaufend. Der magnetische Fühler 114 erfaßt die Flußänderung, und die Verarbeitung der Flußerfassung wird durch einen Steuerkreis ausgeführt. Wenn der Steuerkreis einen Stoppbefehl ausgibt, werden an die beiden piezoelektrischen Elemente 105 und 106 angelegte Zweiphasen-Wechselspannungen elektrisch unterbrochen. Die Erzeugung der Wanderwelle im elastischen Element 104 wird beendet, wodurch sich ein Kontakt zwischen den gesamten Flächen des Zwischenlagenelementes 102 und des ringförmigen vorspringenden Elementes 104a ergibt. Aufgrund der großen Reibungskraft wird der Rotor 103 sofort angehalten.The operation of the ultrasonic motor is described below. If AC voltages are applied to the two piezoelectric elements 105 and 106 , which are connected to the elastic member 104 with spatial phases shifted by 90 ° from one another, the corresponding phases of which are shifted from one another by 90 ° in the time phase, the two piezoelectric elements 105 and 106 first standing shaft vibrations. A composite wave that includes the vibration of the elastic member 104 is a traveling wave. Therefore, the rotor 103 , which is in pressure contact with the projecting member 104 a of the elastic member 104 , only comes into contact at maxima of the shaft and is moved in a reverse direction to the traveling direction of the traveling wave, and thereby a rotational force is generated. When the rotor 103 starts rotating, the permanent magnet 113 fixed in the outer peripheral part of the rotor 101 also rotates, and the magnetic flux to the magnetic sensor 114 changes continuously. The magnetic sensor 114 detects the change in flow and the processing of the flow detection is carried out by a control circuit. When the control circuit issues a stop command, two-phase AC voltages applied to the two piezoelectric elements 105 and 106 are electrically interrupted. The generation of the traveling wave in the elastic element 104 is ended, which results in a contact between the entire surfaces of the intermediate layer element 102 and the annular projecting element 104 a. Due to the large frictional force, the rotor 103 is stopped immediately.
Bei dem oben erwähnten Ultraschallmotor mit magnetischer Codiereinrichtung ist jedoch die Änderung der vom magnetischen Fühler pro Umdrehung des Rotors erhaltenen Ausgangsleistung klein, da die Dauermagneten in Abständen am Außenumfangsteil des Rotationselementes angeordnet sind. Für eine genaue Positions- und Drehzahlsteuerung ist er daher nicht so gut geeignet.With the above-mentioned ultrasonic motor with magnetic encoder, however, is the change in obtained from the magnetic sensor per revolution of the rotor Output power small because the permanent magnets in Clearances on the outer peripheral part of the rotating element are arranged. For an exact position and speed control it is therefore not so well suited.
Bei diesem bekannten Ultraschallmotor ist die Codiereinrichtung an der Außenseite des Motors zur Ausgangswelle hin vorgesehen worden, damit keine Auswirkung des magnetischen Flusses in bezug auf den Antrieb zu erhalten sind. Es war daher schwierig, die Dicke der gesamten Antriebsvorrichtung einschließlich des Motorteils und des Codierteils zu verringern, wodurch der so ausgestaltete Ultraschallmotor nur eingeschränkt einsetzbar ist.In this known ultrasonic motor, the coding device provided on the outside of the motor towards the output shaft been made so that no impact of magnetic flux with respect to the drive can be obtained. It was therefore difficult to determine the thickness of the entire drive device including the motor part and the coding part to reduce, resulting in the ultrasonic motor thus designed can only be used to a limited extent.
In der EP-OS 02 00 537 ist ein Elektromotor mit einem Tachometer als Drehzahlgeber beschrieben, der abwechselnd und aufeinanderfolgend magnetische Pole aufweist, denen gegenüberliegend ein magnetischer Fühler angeordnet ist. Der magnetische Fühler erfaßt eine magnetische Flußänderung lediglich als Ganzes und ist daher in der Lage, bei fortlaufender Drehbewegung die Drehzahl zu erfassen. Es ist jedoch schwierig, eine geringe Drehbewegung wie z. B. einen schrittweise erfolgenden Vorgang festzustellen und ferner nicht möglich, eine Position in einem sehr kleinen Winkelbereich zu erfassen. Außerdem kommt es leicht zu magnetischen Störungen.In EP-OS 02 00 537 is an electric motor with a Speedometer described as a speed sensor, the alternating and has successive magnetic poles, a magnetic sensor is arranged opposite them is. The magnetic sensor detects a magnetic one Flow change only as a whole and is therefore able to to record the speed with continuous rotation. It is difficult, however, a small rotational movement such. B. determine a gradual process and furthermore not possible a position in a very small To capture the angular range. It is also easy to get magnetic Disorders.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Ungenauigkeiten der Positionssteuerung und der Drehzahlsteuerung im Ultraschallmotor zu verringern und die Dicke in der axialen Abmessung gering zu halten, um einen kompakten, vom Gewicht her leichten und dünnen Ultraschallmotor mit magnetischer Codiereinrichtung zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention is to avoid inaccuracies position control and speed control in Ultrasonic motor to reduce and the thickness in the axial Keep dimension small to a compact, by weight forth light and thin ultrasonic motor with magnetic To provide coding device.
Diese Aufgabe ist bei einem Ultraschallmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ultraschallmotors ist im Anspruch 2 angegeben. This task is with an ultrasonic motor with the features of claim 1 solved. An advantageous further education of the ultrasonic motor according to the invention is in the claim 2 specified.
Durch diesen Aufbau erfaßt der magnetische Fühler eine Flußänderung der ersten Spur und der zweiten Spur, wobei die Änderung durch Rotation des Rotors erzeugt wird, und er übermittelt Signale zu einem Positionssteuerkreis und einem Drehzahlsteuerkreis. Dies ermöglicht eine Genauigkeitsverrbesserung der Position- und Drehzahlsteuerung für den Ultraschallmotor mittels eines Befehlssignals, das von jedem der Steuerkreise ausgegeben wird.With this construction, the magnetic sensor detects a change in flux the first track and the second track, the Change is generated by rotation of the rotor and it is transmitted Signals to a position control circuit and one Speed control circuit. This enables an improvement in accuracy the position and speed control for the Ultrasonic motor by means of a command signal, that is issued by each of the control circuits.
Aufgrund des oben erwähnten Aufbaus ist außerdem der Aufbau des Ultraschallmotors kompakt, von leichtem Gewicht und in der Dickenabmessung gering.Due to the construction mentioned above, the construction is also of the ultrasonic motor compact, light weight and in the thickness dimension is small.
Fig. 1(a) ist eine Draufsicht, die einen Ultraschallmotor mit magnetischer Codiereinrichtung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 1(b) ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau des oben erwähnten Ultraschallmotors zeigt; Fig. 2(a) ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rotor des oben erwähnten Ultraschallmotors und einen magnetischen Fühler zeigt; Fig. 2(b) ist ein Block-Stromkreis, der einen Treiberkreis des oben erwähnten Ultraschallmotors zeigt; Fig. 2(c) ist ein Diagramm, das zum Teil Ausgangssignale aus dem magnetischen Fühler des oben erwähnten Ultraschallmotors zeigt; Fig. 3(a) ist die Draufsicht, die den herkömmlichen Ultraschallmotor mit magnetischer Codiereinrichtung zeigt; Fig. 3(b) ist die Querschnittsansicht, die dessen Aufbau zeigt. Fig. 1 (a) is a plan view showing an ultrasonic motor with magnetic encoder in an embodiment of the present invention; Fig. 1 (b) is a cross sectional view showing a structure of the above-mentioned ultrasonic motor; Fig. 2 (a) is a perspective view showing a rotor of the above-mentioned ultrasonic motor and a magnetic sensor; Fig. 2 (b) is a block circuit showing a drive circuit of the above-mentioned ultrasonic motor; Fig. 2 (c) is a diagram partially showing output signals from the magnetic sensor of the above-mentioned ultrasonic motor; Fig. 3 (a) is the plan view showing the conventional ultrasonic motor with magnetic encoder; Fig. 3 (b) is the cross sectional view showing the structure thereof.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines Ultraschallmotors in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Rotor und einen magnetischen Fühler zeigt. Fig. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an ultrasonic motor in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a rotor and a magnetic sensor.
Ein in Fig. 1 dargestellter scheibenförmiger Rotor 3, besteht aus einem scheibenförmigen Rotationsglied 1, das eine zentrale Welle 1a und einen zu einer Richtung senkrecht zur radialen Richtung am Außenumfangsteil vorspringenden Wandteil aufweist, und einem ringförmigen Zwischenlagenelement 2, um die Schwingung eines Stators in eine Rotationskraft umzuwandeln. Der Stator 7 besteht aus einem scheibenförmigen elastischen Glied 4, das darauf ein vorspringendes Element 4a aufweist, dessen Kamm-Zähne-Elemente in einer Ringform angeordnet sind, und aus zwei scheibenförmigen piezoelektrischen Elementen 5 und 6, die in dessen Dickenabmessung gelegt sind und mit dem elastischen Glied 4 verbunden sind. Eine Befestigungsstütze 8 hält den Rotor 3 und den Stator 7 und ist auf einer Montagestütze 9 angebracht. Ein Lager 10 ist im Zentrum des Stators 7 angeordnet ist und nimmt die Welle 1a des Drehgliedes 1 auf. Eine Federunterlegscheibe 11, und eine Mutter 12 bilden den festziehbaren Aufbau, so daß das Zwischenlagenelement 2 mit dem auf einer oberen Fläche des elastischen Gliedes 4 vorgesehenen ringförmigen vorspringenden Element 4a in Kontakt tritt, und wobei eine Andruckkraft vorhanden sein muß.A disk-shaped rotor 3 shown in FIG. 1 consists of a disk-shaped rotary member 1 , which has a central shaft 1 a and a wall part projecting in a direction perpendicular to the radial direction on the outer peripheral part, and an annular intermediate layer element 2 for the vibration of a stator in convert a rotational force. The stator 7 consists of a disc-shaped elastic member 4 , which has a projecting element 4 a thereon, the comb-tooth elements of which are arranged in a ring shape, and of two disc-shaped piezoelectric elements 5 and 6 , which are placed in its thickness dimension and with the elastic member 4 are connected. A mounting bracket 8 holds the rotor 3 and the stator 7 and is mounted on a mounting bracket 9 . A bearing 10 is arranged in the center of the stator 7 and receives the shaft 1 a of the rotary member 1 . A spring washer 11 and a nut 12 tightenable form the structure so that the liner member 2 engages with the upper on a surface of the elastic member 4 provided projecting annular element 4 a in contact, and wherein a pressing force must be present.
Eine Befestigungsstütze 15 für einen magnetischen Fühler ist mit einem geeigneten Spalt zum Außenumfangsteil des oben erwähnten Rotors angeordnet. In einen harzvergrossenen Magneten 13, der integral geformt ist, ist ein nicht magnetisiertes Teil 13a, geformt in eine konkave Nut zwischen einer zweiten Spur 13b, die auf eine solche Weise magnetisiert ist, daß magnetische Polaritäten abwechselnd und aufeinanderfolgend an einem Außenumfang des Wandteils des oben erwähnten Rotors geändert sind, und einer ersten Spur 13c gesetzt, deren magnetische Pole, die zueinander verschiedene magnetische Polaritäten aufweisen, an einer Stelle vorgesehen sind. Ein magnetischer Fühler 14 ist an der Befestigungsstütze 15 befestigt, und besteht aus einem Frequenzerzeugungsteil (FG-Teil)-Sensor 14a zur Erfassung der Flußänderung in der zweiten Spur 13b, einem Index-Teil-Sensor 14b zur Erfassung der Flußänderung in der ersten Spur 13c und Eingangs/Ausgangsleitungsdrähten 14c zur Ausführung der Eingabe/Ausgabe zwischen entsprechenden Sensoren und dem Kreis.A mounting bracket 15 for a magnetic sensor is arranged with a suitable gap to the outer peripheral part of the above-mentioned rotor. In a resin-molded magnet 13 , which is integrally molded, is a non-magnetized part 13 a, formed in a concave groove between a second track 13 b, which is magnetized in such a way that magnetic polarities alternately and successively on an outer circumference of the wall part of the above-mentioned rotor are changed, and a first track 13 c is set, the magnetic poles, which have mutually different magnetic polarities, are provided at one point. A magnetic sensor 14 is attached to the mounting bracket 15 , and consists of a frequency generating part (FG part) sensor 14 a for detecting the change in flow in the second track 13 b, an index part sensor 14 b for detecting the change in flow first track 13 c and input / output lead wires 14 c for performing the input / output between corresponding sensors and the circuit.
Signale aus dem magnetischen Fühler 14 werden in einen Positionssteuerkreis 16 und einen Drehzahlsteuerkreis 17 eingegeben. Signale aus dem Positionssteuerkreis 16 und dem Drehzahlsteuerkreis 17 werden in einen Treiberkreis 18 eingegeben. Der Treiberkreis 18 führt den piezoelektrischen Elementen 5 und 6 des Ultraschallmotors 19 elektrische Energie zu.Signals from the magnetic sensor 14 are input to a position control circuit 16 and a speed control circuit 17 . Signals from the position control circuit 16 and the speed control circuit 17 are input to a driver circuit 18 . The driver circuit 18 supplies the piezoelectric elements 5 and 6 of the ultrasonic motor 19 with electrical energy.
Die Funktion des beschriebenen Ultraschallmotors wird im folgenden erläutert. Wenn der Rotor 3 beginnt, eine Drehbewegung auszuführen, ändert sich der magnetische Fluß, der von den magnetischen Polen erzeugt wird, die in der ersten Spur 13c und der zweiten Spur 13b vorhanden sind und dem magnetischen Fühler 14 gegenüberliegen. Eine Änderung des Flusses wird von dem FG-Teil-Sensor 14b bzw. dem Index-Teil-Sensor 14a erfaßt, die in dem magnetischen Fühler 14 vorhanden sind. Die erfaßten Signale werden als Rückkopplungssignale zum Positionssteuerkreis 16 und dem Drehzahlsteuerkreis 17 über die Eingangs/Ausgangsleitungsdrähte 14c übermittelt. Die Folge ist, daß ein Steuersignal von jedem der Steuerkreise 16 und 17 zum Treiberkreis 18 ausgegeben wird, und die Energiezufuhr zu den piezoelektrischen Elementen 5 und 6 wird entsprechend dem Steuersignal gesteuert, um auf diese Weise die Ansteuerung des Ultraschallmotors 19 mit gewünschter Position und Drehzahl zu steuern.The function of the ultrasound motor described is explained below. When the rotor 3 begins to rotate, the magnetic flux changes, which is generated by the magnetic poles, which are present in the first track 13 c and the second track 13 b and oppose the magnetic sensor 14 . A change in the flow is detected by the FG part sensor 14 b or the index part sensor 14 a, which are present in the magnetic sensor 14 . The detected signals are transmitted as feedback signals to the position control circuit 16 and the speed control circuit 17 via the input / output lead wires 14 c. As a result, a control signal is output from each of the control circuits 16 and 17 to the driver circuit 18 , and the power supply to the piezoelectric elements 5 and 6 is controlled in accordance with the control signal to thereby drive the ultrasonic motor 19 at the desired position and speed to control.
Hieraufhin werden ein Ausgangswellenform-Grundsignal A, das in Fig. 2(c) gezeigt ist, und ein Ausgangswellenform-Signal B, das eine vorbestimmte Phasendifferenz (im allgemeinen 90°) zum oben erwähnten Ausgangswellenform-Grundsignal A aufweist, von dem FG-Teil-Sensor 14a ausgegeben.Then, an output waveform basic signal A shown in Fig. 2 (c) and an output waveform signal B having a predetermined phase difference (generally 90 °) from the above-mentioned output waveform basic signal A are from the FG part - Sensor 14 a issued.
Des weiteren wird ein Ein-Wellenlängen-Ausgangssignal, das ein Plus-Maximum und ein Minus-Maximum enthält, von dem Index-Teil-Sensor 14b, ansprechend auf eine Drehung des Rotors 3, ausgegeben.Furthermore, a one-wavelength output signal, which contains a plus maximum and a minus maximum, is output by the index part sensor 14 b in response to a rotation of the rotor 3 .
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zweite Spur, die auf eine solche Weise magnetisiert ist, daß die magnetischen Pole abwechselnd und aufeinanderfolgend im Außenumfang des Wandteils des Rotors angeordnet sind, der aus dem Drehglied besteht, das die in der senkrechten Richtung zur radialen Richtung am Außenumfangsteil vorspringende Wand und das ringförmige Zwischenlagenelement aufweist, und die erste Spur, die auf eine solche Weise magnetisiert ist, daß die verschiedenen magnetischen Pole voneinander in einer Stelle angeordnet sind, mit dem dazwischen angeordneten nicht magnetisierten Teil integral ausgebildet. Im Ultraschallmotor wird die magnetische Codiereinrichtung verwendet, die aus dem magnetischen Fühler besteht, der der ersten und zweiten Spur gegenüberliegt, um hierdurch die Genauigkeit der Positions- und Drehzahlsteuerung zu verbessern. Außerdem ist der Aufbau kompakt, von geringem Gewicht und in der Dickenabmessung klein im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau eines Ultraschallmotors, bei dem die Codiereinrichtung getrennt zur Ausgangswelle hin vorgesehen ist, und hierdurch ist der Ultraschallmotor für viele Zwecke verwendbar.According to the present embodiment, the second Track that is magnetized in such a way that the magnetic poles alternately and successively in the Outer periphery of the wall part of the rotor are arranged, the consists of the rotating member, which in the vertical direction to radial direction on the outer peripheral part projecting wall and has the annular intermediate layer element, and the first track magnetized in such a way that the different magnetic poles from each other in one Are arranged with the interposed non-magnetized part integrally formed. in the Ultrasonic motor becomes the magnetic encoder used, which consists of the magnetic sensor that the first and second tracks opposite, in order to thereby ensure the accuracy of the position and improve speed control. In addition, the Structure compact, light in weight and small in thickness compared to the conventional structure of an ultrasonic motor, in which the coding device is provided separately to the output shaft, and thereby is the ultrasonic motor usable for many purposes.
Wie oben beschrieben, sind die zweite Spur, die auf eine solche Weise magnetisiert ist, daß die magnetischen Pole abwechselnd und aufeinanderfolgend im Außenumfangsteil des Drehgliedes angeordnet sind, und die erste Spur, die auf eine solche Weise magnetisiert ist, daß die magnetischen Pole in einer Stelle angeordnet sind, mit dem dazwischen angeordneten nicht magnetisierten Teil angeordnet. Die magnetische Codiereinrichtung besteht aus dem magnetischen Fühler, der der ersten und zweiten Spur gegenüberliegt. As described above, the second track is on one is magnetized in such a way that the magnetic poles alternately and successively in the outer peripheral part of the Rotary member are arranged, and the first track that on is magnetized in such a way that the magnetic poles are arranged in one place with the interposed non-magnetized part. The magnetic encoder consists of the magnetic sensor, which is the first and second lanes opposite.
Hierdurch ist die Genauigkeit der Positions- und Drehzahlsteuerung verbessert, und der Aufbau ist kompakt, von leichtem Gewicht und weist eine geringe Dicke auf. Der so aufgebaute Ultraschallmotor mit magnetischer Codiereinrichtung kann nicht nur bei Büromaschinen, wie Druckern, elektronischen Schreibmaschinen, Kopiermaschinen, Faksimile- und Kartenlesern, sondern auch in verschiedenen Anwendungsbereichen einschließlich Haushaltsmaschinen und optisch-akustischen Geräten verwendet werden.This is the accuracy of the position and speed control improved, and the structure is compact, of light weight and has a small thickness. The way built ultrasonic motor with magnetic coding device can not only be used for office machines such as printers, electronic typewriters, copiers, facsimile and card readers, but also in different areas of application including household machines and optical-acoustic Devices are used.
Claims (3)
- - einen Stator (7), bei dem piezoelektrische Elemente (5, 6) zur Erzeugung einer Wanderwelle an einem elastischen Glied (4) befestigt sind,
- - einen Rotor (3), bei dem ein Zwischenlagenelement (2) zur Umwandlung einer Schwingung des Stators (7) in eine Rotationskraft auf ein Drehglied (1) aufgebracht ist, das einen kreisförmigen Außenumfang aufweist,
- - eine Anordnung von Magneten mit je einem Paar von magnetischen Polen in einer ersten Spur längs des Außenumfangs des Drehgliedes (1),
- - einen magnetischen Fühler (14), der den Magneten am Außenumfang gegenüberliegt, um die Drehposition des Rotors (3) zu erfassen,
- a stator ( 7 ) in which piezoelectric elements ( 5 , 6 ) for generating a traveling wave are attached to an elastic member ( 4 ),
- a rotor ( 3 ) in which an intermediate layer element ( 2 ) for converting a vibration of the stator ( 7 ) into a rotational force is applied to a rotary member ( 1 ) which has a circular outer circumference,
- an arrangement of magnets each with a pair of magnetic poles in a first track along the outer circumference of the rotary member ( 1 ),
- a magnetic sensor ( 14 ) which is opposite the magnets on the outer circumference in order to detect the rotational position of the rotor ( 3 ),
- - längs des Außenumfangs des Drehgliedes (1) außer der ersten magnetisierten Spur (13c) eine zweite magnetisierte Spur (13b) und dazwischen ein nichtmagnetisierter Teil (13a) angeordnet sind, wobei die zweite Spur derart magnetisiert ist, daß abwechselnd und aufeinanderfolgend magnetische Pole angeordnet sind, und wobei die erste Spur ein Paar von magnetischen Polen an wenigstens einer Stelle aufweist,
- - wobei der magnetische Fühler (14) der ersten und der zweiten Spur (13c, 13b) gegenüberliegt,
- - wobei die Signale aus dem magnetischen Fühler (14) in einen Drehzahlsteuerkreis (17) eingegeben werden, um die Drehzahl des Drehgliedes (1) zu erfassen,
- - wobei die Signale aus dem magnetischen Fühler (14) in einen Positionssteuerkreis (16) eingegeben werden, um die Drehposition des Drehgliedes (1) zu erfassen, und
- - wobei die Signale aus dem Drehzahlsteuerkreis (17) und dem Positionssteuerkreis (16) in einen Treiberkreis (18) eingegeben werden, durch welchen die Energiezufuhr zu den piezoelektrischen Elementen gesteuert wird.
- - Along the outer circumference of the rotary member ( 1 ) in addition to the first magnetized track ( 13 c), a second magnetized track ( 13 b) and in between a non-magnetized part ( 13 a) are arranged, the second track being magnetized in such a way that alternately and successively magnetic poles are arranged, and wherein the first track has a pair of magnetic poles in at least one place,
- - The magnetic sensor ( 14 ) opposite the first and second tracks ( 13 c, 13 b),
- - The signals from the magnetic sensor ( 14 ) are input into a speed control circuit ( 17 ) in order to detect the speed of the rotary element ( 1 ),
- - The signals from the magnetic sensor ( 14 ) are input into a position control circuit ( 16 ) in order to detect the rotational position of the rotary member ( 1 ), and
- - The signals from the speed control circuit ( 17 ) and the position control circuit ( 16 ) are entered into a driver circuit ( 18 ) through which the energy supply to the piezoelectric elements is controlled.
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