JPH01174281A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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JPH01174281A
JPH01174281A JP62334914A JP33491487A JPH01174281A JP H01174281 A JPH01174281 A JP H01174281A JP 62334914 A JP62334914 A JP 62334914A JP 33491487 A JP33491487 A JP 33491487A JP H01174281 A JPH01174281 A JP H01174281A
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Hiroyuki Seki
裕之 関
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昌久 田村
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Abstract

PURPOSE:To stably perform a control by mounting a vibrating sensor to a stator, serving as the vibrating bar, respectively in its two or more side surfaces positioned next to each other and feeding back an output signal of the sensor by a control circuit. CONSTITUTION:An ultrasonic motor is provided with electric-mechanical energy converter elements 2 adhesively mounted by pressure respectively to four sides of a stator main unit 1 serving as the vibrating bar, and of these elements, the ultrasonic motor provides the elements 2A, 2B for excitation respectively in vertical and horizontal directions and the elements 2C, 2D as the vibration sensor for detecting vibration respectively in vertical and horizontal directions. A control circuit of the ultrasonic motor is constituted of an oscillator 3 of alternate feed voltage for the converter elements 2A, 2B, phase shifter 4, resonance point follow-up circuit 7, amplitude follow-up circuits 8-9 and a phase follow-up circuit 10. And by these four follow-up circuits 7-10 separately acting respectively, the stator main unit 1 holds its vibrative condition. Thus even for disturbance and dispersion of the characteristic of the vibrating bar, a feedback is performed so as to obtain the fixed vibrative condition.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電磁力によらないで、機械的動力を発生する
超音波モータに関するもので、とくに、カメラ等の小型
のポータプル機器に搭載するのに好適な小型にして、か
つ、軽量な超音波モータに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic motor that generates mechanical power without relying on electromagnetic force, and is particularly applicable to small portable devices such as cameras. The present invention relates to a small and lightweight ultrasonic motor suitable for use in the following applications.

[従来の技術] 広義のモータである回転動力発生機には、動力発生原理
によって種々のものが知られているが、電磁力を利用し
て機械的回転力を発生させる電気モータが、最も小型で
実用性が高いため、該モータが狭義のモータとして知ら
れている。
[Prior Art] Various types of rotary power generators, which are motors in a broad sense, are known depending on the principle of power generation, but electric motors, which generate mechanical rotational force using electromagnetic force, are the most compact. Because of its high practicality, this motor is known as a motor in a narrow sense.

この電気モータは、近年の技術進歩によって非常に小型
化できるようになったため、カメラを初めとして種々の
小型のポータプル機器にも、小型の電気モータが搭載さ
れ、該モータが該機器の性能の向上に寄与している。
Due to recent technological advances, electric motors have become extremely compact, so small electric motors are now installed in various small portable devices such as cameras, and these motors are used to improve the performance of these devices. contributes to

しかしながら、カメラ等に搭載されている小型の電気モ
ータは、高速回転はできるが、低速回転で大トルクを発
生することができないので、減速機構が必要であり、し
たがって、その減速機構のために該モータと該減速機構
とを含めた動力発生装置の体積が、かなり大きくなって
しまうという欠点があった。このため、減速機構を必要
としないので、低速での大トルクを発生することができ
て、しかも、小型で、かつ、軽量のモータの開発が望ま
れていた。
However, although the small electric motors installed in cameras and the like can rotate at high speeds, they cannot generate large torque at low speeds, so a reduction mechanism is required. There is a drawback that the volume of the power generating device including the motor and the speed reduction mechanism becomes considerably large. Therefore, there has been a desire to develop a motor that is small and lightweight, can generate large torque at low speeds, and does not require a speed reduction mechanism.

このような事情を背景として、近年、電気−機械エネル
ギー変換素子を動力発生源として利用しようとする試み
が行なわれた結果、電気−機械エネルギー変換素子によ
って生ずる超音波振動を回転運動に変換させる形式の超
音波モータが、最近において、開発されている。
Against this background, in recent years, attempts have been made to use electro-mechanical energy conversion elements as power generation sources. Ultrasonic motors have recently been developed.

この公知の超音波モータは、円環形のステータと円環形
のロータとを有しており、該ステータの端面に環状に接
着されている電気−機械エネルギー変換素子によって該
ステータに進行性の弾性表面波を発生させ、これにより
該ステータの端面に接している該ロータを回転させるよ
うに構成されている。
This known ultrasonic motor has a toroidal stator and a toroidal rotor, and a progressive elastic surface is applied to the stator by means of an electro-mechanical energy conversion element which is annularly glued to the end face of the stator. It is configured to generate waves, thereby rotating the rotor in contact with the end face of the stator.

この公知の超音波モータは、低速で大トルクを発生する
ことができるので、減速機構が不要となり、したがって
、カメラ等のオートフォーカス用モータとして好適では
あるが、この公知の超音波モータでは、ステータに生じ
る振動が、該ステータを支持および加圧することにより
大きく減衰してしまい、振動減衰のないように該ステー
タを支持および加圧することが難かしいという問題点が
あった。
This known ultrasonic motor is capable of generating large torque at low speeds, eliminating the need for a deceleration mechanism, and is therefore suitable as an autofocus motor for cameras, etc. However, in this known ultrasonic motor, the stator There has been a problem in that the vibrations generated in the stator are greatly attenuated by supporting and pressurizing the stator, and it is difficult to support and press the stator without damping the vibrations.

そこで、本出願人が、さきに出願した特願昭61−28
6242号の超音波モータでは、振動の節のはっきりし
ている定在波型の振動子を用いることによって、円環型
のステータよりも、かなり小さなモータとなり、また支
持による振動減衰が抑えられる特徴をもっている。
Therefore, the applicant has previously filed a patent application filed in 1983-28.
The ultrasonic motor No. 6242 uses a standing wave type vibrator with distinct vibration nodes, making it a much smaller motor than an annular stator, and also features the ability to suppress vibration damping due to support. have.

そして、従来の超音波モータにおけるステータへの給電
方法は、第2図に示すように、ステータ本体1の上下面
および両側面の中央部に加圧接着した4枚の電気−機械
エネルギー変換素子2 (A)、2 (B)、2 (C
)、2 (D)のうち、対向した2枚の該変換素子2 
(A) 、 2 (C)を1組とし、また該変換素子2
 (B) 、 2 (D)をもう1組として、その1組
にある周波数と振幅の交番電圧を加え、もう1組には該
交番電圧と位相差をもった別の交番電圧を加えることで
、ステータ本体1を励振させ、2方向のたわみ振動を起
こさせていた。
As shown in FIG. 2, the conventional method of supplying power to the stator in an ultrasonic motor involves four electrical-mechanical energy conversion elements 2 bonded under pressure to the center of the upper and lower surfaces and both side surfaces of the stator body 1. (A), 2 (B), 2 (C
), 2 (D), the two facing conversion elements 2
(A), 2 (C) are one set, and the conversion element 2
(B) and 2 (D) are set as another set, and by adding an alternating voltage of a certain frequency and amplitude to one set, and adding another alternating voltage having a phase difference from the alternating voltage to the other set. , the stator body 1 was excited to cause deflection vibration in two directions.

[発明が解決しようとする問題点コ 第2図で説明した従来の超音波モータの給電方法による
と、信号の流れは、発振器→(穆相器)−増幅器−電気
−機械エネルギー変換素子→スデータ本体というオーブ
ンループの形となり、ステータ本体1に何かの外乱が起
こった際に、たとえは、該ステータ本体1に移動体を強
く押しあてると、その押したてた方向の撮動の共振周波
数が増加するが、給電の周波数、交番電圧抛幅、該位相
差等は、なんら変化せずに給電を続けるため、最初に設
定した該ステータ本体1を最適に動かそうとする給電状
態よりはずれてしまい、該ステータ本体1と接触してい
る移動体の移動力および移動速度が小さくなったり、該
移動体が全く動かなくなってしまうこともあるという問
題点がある。その他、外乱としては、温度、湿度、加圧
力、負荷トルクなどもある。
[Problems to be Solved by the Invention] According to the conventional power supply method for an ultrasonic motor explained in FIG. The main body is in the form of an oven loop, and when some disturbance occurs to the stator main body 1, for example, if a moving object is strongly pressed against the stator main body 1, the resonance frequency of the image in the direction of the push increases, but since the power supply continues without any change in the power supply frequency, alternating voltage range, phase difference, etc., the power supply state deviates from the initially set power supply state that is intended to optimally move the stator body 1. Therefore, there is a problem in that the moving force and moving speed of the moving body in contact with the stator body 1 may become small, or the moving body may stop moving at all. Other disturbances include temperature, humidity, pressing force, and load torque.

またステータ本体1および電気−機械エネルギー変換素
子2 (A)、2 (B)、2 (C)、2 (D)の
製作誤差、該ステータ本体1と該変換素子2(A)、2
(B) 、 2 (C) 、 2 (D)との加圧接着
位置精度、接着層厚さのばらつき、材料定数のばらつき
、材質のばらつき等により、ステータ個々の特性も、か
なりばらついてくる。このばらつきにより、2方向振動
の周波数および振幅のばらつき、振動方向の傾き等がで
てくる。したがって、同じように給電しても、該ステー
タ本体1の振動がそれぞれ違ったものになるという問題
点がある。
In addition, manufacturing errors of the stator body 1 and the electro-mechanical energy conversion elements 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2 (D), the stator body 1 and the electric-mechanical energy conversion elements 2 (A), 2
(B), 2 (C), and 2 (D), the characteristics of each stator vary considerably due to the positional accuracy of pressure bonding, variations in adhesive layer thickness, variations in material constants, variations in material quality, etc. This variation causes variations in the frequency and amplitude of the two-way vibration, as well as an inclination in the vibration direction. Therefore, even if the power is supplied in the same way, there is a problem in that the vibrations of the stator body 1 are different from each other.

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするもの
である。
The present invention aims to solve the above problems.

[問題点を解決するための手段] 移動体と、該移動体の移動方向に直角な方向に延在して
静止部材に仮止めされているとともに外周部周面を該移
動体の外周面または内周面あるいはその両面に近接させ
ている1本以上の振動棒とを備え、かつ、該移動体の移
動方向と直交する平面内で該振動棒の先端に回転運動を
生じさせる振動励起手段を該振動棒の2つ以上の側面に
設けた超音波モータにおいて、該振動棒のとなり合う2
つ以上の側面にそれぞれ取付けられた振動センサと、該
振動センサからの出力信号により前記振動励起手段に加
えられる信号を制御する制御回路とを有するものとした
[Means for Solving the Problems] A movable body, which extends in a direction perpendicular to the direction of movement of the movable body, is temporarily fixed to a stationary member, and whose outer circumferential surface is connected to the outer circumferential surface of the movable body or One or more vibrating rods disposed close to the inner circumferential surface or both surfaces thereof, and vibration excitation means for causing rotational movement at the tip of the vibrating rod in a plane orthogonal to the moving direction of the moving body. In an ultrasonic motor provided on two or more sides of the vibrating rod, two adjacent sides of the vibrating rod
The vibration sensor has three or more vibration sensors attached to each side, and a control circuit that controls a signal applied to the vibration excitation means based on an output signal from the vibration sensor.

[作  用コ 本発明によれば、従来のようなオープンループ給電方式
ではなく、振動棒の振動状態を振動センサで検出し、外
乱や該振動棒の特性ばらつきに対しても、前記振動状態
が一定となるように、該センサからの信号をフィードバ
ックし、給電をクローズトループ的な制御系とすること
により、超音波モータとして安定した出力が得られる。
[Function] According to the present invention, instead of using the conventional open-loop power supply system, the vibration state of the vibrating rod is detected by a vibration sensor, and the vibration state is maintained even in response to disturbances and variations in the characteristics of the vibrating rod. By feeding back the signal from the sensor and using a closed-loop control system for power supply, a stable output can be obtained as an ultrasonic motor.

[実 施 例コ 第1図は本発明の第1実施例を示している。[Implementation example] FIG. 1 shows a first embodiment of the invention.

第1図において、1は振動棒であるステータ本体で、こ
のステータ本体1は、第2図の切断線A−A”に沿う断
面で示されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stator body which is a vibrating rod, and this stator body 1 is shown in a cross section along the cutting line A-A'' in FIG.

また2 (A)、2 (B)、2 (C)、2 (D)
は、該ステータ本体1の4側面にそれぞれ加圧接着され
た冨気−機械エネルギー変換素子で、このうち、該変換
素子2(A)は前記ステータ本体1を垂直方向に励振さ
せるために設けられており、該変換素子2(B)は同じ
く水平方向に励振させるために設けられている。また該
変換素子2(C)は前記ステータ本体1の垂直方向の振
動を検出するための振動センサとして設けられており、
該変換素子2(D)は同じく水平方向の撮動を検出する
ための振動センサとして設けられている。そして、ステ
ータ本体1が振動している時の該変換素子2 (C)、
2 (D)のセンサ出力交番電圧の振幅は、ステータ本
体1の振動の振幅に比例する。
Also 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2 (D)
denotes a wealth-mechanical energy conversion element which is bonded under pressure to each of the four sides of the stator body 1, and among these, the conversion element 2(A) is provided to excite the stator body 1 in the vertical direction. The conversion element 2 (B) is also provided for horizontal excitation. Further, the conversion element 2 (C) is provided as a vibration sensor for detecting vertical vibration of the stator main body 1,
The conversion element 2 (D) is also provided as a vibration sensor for detecting horizontal direction imaging. and the conversion element 2 (C) when the stator body 1 is vibrating;
The amplitude of the sensor output alternating voltage of 2 (D) is proportional to the amplitude of the vibration of the stator body 1.

また3は前記変換素子2 (A) 、 2 (B)に給
電する給電する交番電圧の素を発生する発振器、4は該
発振器3の交番電圧の位相差を変化させる移相器、5と
6は該発振器3または移相器4からの交番電圧の振幅を
増進するための増幅器(A) と増幅器(B)であり、
増幅された交番電圧はそれぞれ前記変換素子2 (八)
 、 2 (B)へ給電される。7は前記増幅器5(ま
たは増幅器6)の出力と振動センサとしての該変換素子
2(C)(または該変換素子2(D))の出力から垂直
方向振動(または水平方向振動)の共振点を求めて接続
された発振器3の発振周波数を制御する共振点追従回路
、8前記振動センサとしての該変換素子2(C)からの
人力によって垂直方向振動の振幅を知って可変抵抗11
により設定された振幅になっているかを比較してその出
力により、接続された増幅器5を制御する振幅追従回路
(八)、9は水平方向振動に対して前記振幅追従回路8
と同様な働きをする振幅追従回路(B) 、  10は
振動センサとしての該変換素子2(C) 、 2 (D
Jから得られる2信号の位相差を検出して接続された移
相器4を制御する位相追従回路である。
Further, 3 is an oscillator that generates an element of the alternating voltage to be fed to the conversion elements 2 (A) and 2 (B), 4 is a phase shifter that changes the phase difference of the alternating voltage of the oscillator 3, and 5 and 6. are an amplifier (A) and an amplifier (B) for increasing the amplitude of the alternating voltage from the oscillator 3 or phase shifter 4;
The amplified alternating voltages are respectively transferred to the conversion element 2 (8)
, 2 (B). 7 determines the resonance point of vertical vibration (or horizontal vibration) from the output of the amplifier 5 (or amplifier 6) and the output of the conversion element 2 (C) (or conversion element 2 (D)) as a vibration sensor. A resonance point tracking circuit for determining and controlling the oscillation frequency of the connected oscillator 3;
An amplitude follow-up circuit (8) compares whether the set amplitude is reached and controls the connected amplifier 5 based on its output; 9 is an amplitude follow-up circuit 8 for horizontal vibration;
An amplitude tracking circuit (B), 10 having the same function as the conversion element 2(C), 2(D) as a vibration sensor
This is a phase tracking circuit that detects the phase difference between two signals obtained from J and controls the connected phase shifter 4.

第1図に示すような回路を有する超音波モータにおいて
は、動作原理については、従来の超音波モータと同様で
あるので、その原理についての説明は省略するが、第1
図および第3図により、動作を説明する。
In an ultrasonic motor having a circuit as shown in Fig. 1, the operating principle is the same as that of a conventional ultrasonic motor, so an explanation of the principle will be omitted.
The operation will be explained with reference to the figure and FIG.

ここで、第3図に示すような周波数特性を示すステータ
を考え、該ステータの撮動軌跡を円にすることを考える
Here, consider a stator that exhibits frequency characteristics as shown in FIG. 3, and consider that the imaging locus of the stator is circular.

第3図中、曲線Aは該ステータの垂直方向振動の振幅を
表わし、曲線Bは水平方向振動の振幅を表わす。また曲
線C,Dはそれぞれ増幅器5.6とセンサとしての該変
換素子2(C)。
In FIG. 3, curve A represents the amplitude of vertical vibration of the stator, and curve B represents the amplitude of horizontal vibration. Curves C and D represent the amplifier 5.6 and the conversion element 2 (C) as a sensor, respectively.

2(D)との位相差を示している。ここで、垂直方向と
水平方向の振動は、外乱により、共振周波数、振幅の大
きさ共に差がある。
2(D). Here, the vibrations in the vertical direction and the horizontal direction have a difference in resonance frequency and amplitude due to disturbance.

まず、発振器3からある周波数の交番電圧を発生させ、
該交番電圧は、移相器4、増幅器(八)5、増幅器(B
)6を介してステータ本体1を駆動する該変換素子2 
(A) 、 2 (B)へ人力され、ステータ本体1は
2方向たわみ振動を始める。この振幅により、振動セン
サとしての該変換素子2(C)は垂直方向の振動を交番
電圧として出力し、その信号と増幅器(八)5の出力と
が共振点追従回路7へ人力される。垂直方向の共振点で
は、該変換素子2(A)に加えられる交番電圧に対し、
センサとしての該変換素子2(C)の出力の交番電圧の
位相が90’遅れるので、第3図の曲線Cと一90°の
線との交点の周波数が共振周波数であり、共振点追従回
路7では、この共振周波数を求め、接続された発振器3
に該共振周波数で発振するように制御をする。そして、
振動軌跡を円にするために垂直方向と水平方向の振動の
振幅を合わせる必要がある。まず、求めたい振幅の値を
可変抵抗11゜12により、ボリューム設定しておき、
センサとしての該変換素子2 (C) 、 2 ([1
)の出力交番電圧の振幅が求めたいステータ本体1の垂
直方向と水平方向の振幅に見合うだけの振幅になるよう
に増幅器(A)5と増幅器(B)6を制御する。
First, an alternating voltage of a certain frequency is generated from the oscillator 3,
The alternating voltage is transmitted through a phase shifter 4, an amplifier (8) 5, an amplifier (B
) 6 to drive the stator body 1.
(A) and 2 (B), and the stator body 1 begins to flexurally vibrate in two directions. Due to this amplitude, the conversion element 2 (C) as a vibration sensor outputs the vertical vibration as an alternating voltage, and the signal and the output of the amplifier (8) 5 are inputted to the resonance point tracking circuit 7 . At the resonance point in the vertical direction, for the alternating voltage applied to the conversion element 2 (A),
Since the phase of the alternating voltage output from the conversion element 2 (C) as a sensor is delayed by 90', the frequency at the intersection of the curve C and the 190° line in FIG. 3 is the resonance frequency, and the resonance point tracking circuit In step 7, find this resonant frequency and select the connected oscillator 3.
control so that it oscillates at the resonant frequency. and,
In order to make the vibration locus circular, it is necessary to match the amplitudes of the vibrations in the vertical and horizontal directions. First, set the volume of the desired amplitude using variable resistors 11 and 12.
The conversion element 2 (C), 2 ([1
) The amplifier (A) 5 and the amplifier (B) 6 are controlled so that the amplitude of the output alternating voltage of the stator body 1 corresponds to the desired amplitude in the vertical and horizontal directions of the stator body 1.

第3図の場合、水平方向の振幅を垂直方向の振幅に合わ
せるように可変抵抗12によりボリュームを設定し、振
幅追従回路(B)9により増幅器(B)6が増幅率を上
げるように制御されている。その結果、曲線Bは曲線B
′のようになり、垂直方向振動の共振周波数上で両方向
振動振幅が等しくなっている。しかし、この時、センサ
としての該変換素子2 ([:) 、 2 (D)の出
力交番電圧の位相差は90゛ではなく、傾いた円振動を
していることが多い。そのため、可変抵抗13によりボ
リュームを90° とセットし、センサとしての該変換
素子2 ((:) 、 2 (D)の出力をみて、位相
差追従回路10が働き、穆・和語4を制御し、センサと
しての該変換素子2(C)、2(D)の出力交番電圧の
位相差が90°、すなわち、円振動となるようにしてい
る。
In the case of FIG. 3, the volume is set by the variable resistor 12 so that the horizontal amplitude matches the vertical amplitude, and the amplifier (B) 6 is controlled by the amplitude tracking circuit (B) 9 to increase the amplification factor. ing. As a result, curve B is curve B
', and the vibration amplitudes in both directions are equal on the resonant frequency of vertical vibration. However, at this time, the phase difference between the output alternating voltages of the conversion elements 2 ([:), 2 (D) as sensors is not 90°, but often exhibits inclined circular vibration. Therefore, the volume is set to 90° using the variable resistor 13, and the phase difference tracking circuit 10 operates by looking at the output of the conversion element 2 ((:), 2 (D) as a sensor, and controls the Mu/Japanese language 4. However, the phase difference between the output alternating voltages of the conversion elements 2(C) and 2(D) as sensors is 90°, that is, circular vibration is made.

以上のように、共振点追従回路7、振幅追従回路(A)
8、振幅追従回路(B)9、位相差追従回路10の4回
路が、それぞれ単独で働くことで、ステータ本体1の振
動状態を保っていく。
As described above, the resonance point tracking circuit 7, the amplitude tracking circuit (A)
8, amplitude tracking circuit (B) 9, and phase difference tracking circuit 10 each work independently to maintain the vibration state of the stator body 1.

なお振動形態は円に限らず、任意であり、可変抵抗11
,12.13によって定めることができる。
Note that the vibration form is not limited to circular, but can be arbitrary, and the variable resistor 11
, 12.13.

前記4つの追従回路は、常時、追従しようとしており、
外乱の影響を受けにくく、またステータ本体10個体差
による振動のばらつきも、これらの回路構成内で吸収し
てしまう特徴かある。
The four tracking circuits are always trying to track,
They are not easily affected by external disturbances, and variations in vibration due to individual differences in the stator body 10 are also absorbed within these circuit configurations.

なお、前記共振点追従回路7は、増幅器(8)6の出力
とセンサとしての該変換素子2(D)の出力を人力とし
てもよく、その場合、水平方向振幅の共振点追従回路と
なる。
Note that the resonance point tracking circuit 7 may use human power for the output of the amplifier (8) 6 and the output of the conversion element 2 (D) as a sensor. In that case, it becomes a resonance point tracking circuit with horizontal amplitude.

また上記第1実施例では、駆動用の電気−機械エネルギ
ー変換素子は2 (A) 、 2 (B)の2枚であり
、第2図に示した従来のものの4枚に比較して半分にな
っているため、人力の入り方が半分になり、出力として
取出せる力も、はぼ半分になる。
Furthermore, in the first embodiment, there are two electric-mechanical energy conversion elements 2 (A) and 2 (B) for driving, which is half the number of electric-mechanical energy conversion elements 2 (A) and 2 (B) compared to the four elements of the conventional device shown in FIG. As a result, the input of human power is halved, and the output power is also roughly halved.

そこで、駆動用の電気−機械エネルギー変換素子を従来
通り4枚とし、そのほかに、振動センサを取付けた例を
第4図と第5図に示す。
Therefore, FIGS. 4 and 5 show an example in which the number of electric-mechanical energy conversion elements for driving is four as in the conventional case, and in addition, a vibration sensor is attached.

すなわち、第4図は本発明の第2実施例を示し、第5図
は本発明の第3実施例を示している。
That is, FIG. 4 shows a second embodiment of the invention, and FIG. 5 shows a third embodiment of the invention.

第4図では、電気−機械エネルギー変換素子2 (A)
、2 (B)、2 (C)、2 (D)を駆動用とし、
該変換素子2(八)、2(B)の両側に、振動の節a、
 bの支持の妨げにならない程度の垂直方向振動センサ
14と水平方向振動センサ15を貼っている。第4図の
ように、駆動用の該変換素子2 (A)、2 (B)、
2 (C)、2 (D)があるので、従来のものと同じ
力を取出すことができ、第1図の回路を用いて振動を制
御することができる。
In FIG. 4, electric-mechanical energy conversion element 2 (A)
, 2 (B), 2 (C), and 2 (D) are used for driving,
On both sides of the conversion elements 2 (8) and 2 (B), vibration nodes a,
A vertical vibration sensor 14 and a horizontal vibration sensor 15 are pasted to such an extent that they do not interfere with the support of b. As shown in FIG. 4, the driving conversion elements 2 (A), 2 (B),
2 (C) and 2 (D), the same force as the conventional one can be extracted, and the vibration can be controlled using the circuit shown in FIG.

第5図では、垂直方向振動センサ14と水平方向振動セ
ンサ15の出力を大きく取るために、該センサ14.1
5の面積を大きくし、スデータ本体1の振動の中で最も
曲率の大きい中央の位置に該センサ14,15を取付け
ている。この場合、該センサ14,15は前記変換素子
2 (A) 、 2 (B)の上に絶縁板16を介して
接着しである。このようにすることにより、第4図の場
合よりも大きなセンサ出力が得られ、制御回路中のセン
サ出力の増幅回路が不要となり、制御回路の構成が簡素
化される。
In FIG. 5, in order to increase the output of the vertical vibration sensor 14 and the horizontal vibration sensor 15, the sensor 14.1 is
5, and the sensors 14 and 15 are mounted at the central position where the curvature is the largest among the vibrations of the data body 1. In this case, the sensors 14 and 15 are glued onto the conversion elements 2 (A) and 2 (B) via an insulating plate 16. By doing so, a larger sensor output can be obtained than in the case of FIG. 4, an amplification circuit for the sensor output in the control circuit is not required, and the configuration of the control circuit is simplified.

なお振動センサとして、電気−機械エネルギー変換素子
を用いないで、その代りに、ステータ本体の表面に圧電
物質を蒸着かつ分極して用いてもよく、そのようにすれ
ば、該変換素子の厚みが数μm程度となり、振動棒とし
ての大きさが、多少コンパクトにできる。
Note that as a vibration sensor, a piezoelectric material may be vapor-deposited and polarized on the surface of the stator body instead of using an electro-mechanical energy conversion element. The size of the vibrating rod is approximately several μm, and the size of the vibrating rod can be made somewhat compact.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ステータである
振動棒のとなり合う2つ以上の側面のそれぞれに振動セ
ンサをつけ、該センサの出力信号をみることで、ステー
タの振動状態がわかり、該出力信号を制御回路によって
フィードバックすることにより、任意所望の振動形態を
外乱の影響なしに一定に保ち、またステータ等の個体差
による振動形態のばらつきを吸収して任意所望の該振動
形態を維持することができる。これにより、安定した振
動形態が得られ、すなわち、ステータに接触する移動体
から安定した機械的出力が得られる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a vibration sensor is attached to each of two or more adjacent sides of a vibrating rod, which is a stator, and the output signal of the sensor is observed. By knowing the vibration state and feeding back the output signal through the control circuit, any desired vibration form can be kept constant without the influence of external disturbances, and variations in vibration form due to individual differences in the stator etc. can be absorbed and any desired vibration form can be achieved. The vibration form can be maintained. As a result, a stable vibration form can be obtained, that is, a stable mechanical output can be obtained from the moving body in contact with the stator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例を示した説明図、第2図は
従来の技術の一例を示した正面図、第3図はステータの
駆動周波数と振動振幅および位相差の関係を示した説明
図、第4図は本発明の第2実施例を示した説明図、第5
図は同じく第3実施例を示した説明図である。 1・・・ステータ本体 2 (A)、2 (B)、2 (C)、2 (D)  
・・・電気−機械エネルギー変換素子 3・・・発振器     4・・・移相器5.6・・・
増幅器   7・・・共振点追従回路8.9・・・振幅
追従回路 10・・・位相差追従回路 14.15・・・振動センサ 第2図 第3図 駆剰彫皮牧
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view showing an example of the conventional technology, and Fig. 3 shows the relationship between the stator drive frequency, vibration amplitude, and phase difference. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the second embodiment of the present invention.
The figure is also an explanatory diagram showing the third embodiment. 1... Stator body 2 (A), 2 (B), 2 (C), 2 (D)
... Electrical-mechanical energy conversion element 3 ... Oscillator 4 ... Phase shifter 5.6 ...
Amplifier 7...Resonance point tracking circuit 8.9...Amplitude tracking circuit 10...Phase difference tracking circuit 14.15...Vibration sensor Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  移動体と、該移動体の移動方向に直角な方向に延在し
て静止部材に仮止めされているとともに外周部周面を該
移動体の外周面および内周面の少なくとも一方の面に近
接させている適数本の振動棒とを有し、かつ、該移動体
の移動方向と直交する平面内で該振動棒の先端に回転運
動を生じさせる振動励起手段を該振動棒の2つ以上の側
面に設けた超音波モータにおいて、該振動棒のとなり合
う2つ以上の側面のそれぞれに取付けられた振動センサ
と、該振動センサからの出力信号により前記振動励起手
段に加えられる信号を制御する制御回路とを有すること
を特徴とする超音波モータ。
a movable body, which extends in a direction perpendicular to the direction of movement of the movable body, is temporarily fixed to a stationary member, and has an outer circumferential surface close to at least one of the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the movable body; a suitable number of vibrating rods, and vibration excitation means for generating rotational movement at the tips of the vibrating rods in a plane perpendicular to the moving direction of the moving body, on two or more of the vibrating rods. In the ultrasonic motor provided on the side surface of the vibrating rod, a vibration sensor is attached to each of two or more adjacent side surfaces of the vibrating rod, and a signal applied to the vibration excitation means is controlled by an output signal from the vibration sensor. An ultrasonic motor comprising a control circuit.
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