JPH0322872A - Ultrasonic motor device - Google Patents

Ultrasonic motor device

Info

Publication number
JPH0322872A
JPH0322872A JP1152097A JP15209789A JPH0322872A JP H0322872 A JPH0322872 A JP H0322872A JP 1152097 A JP1152097 A JP 1152097A JP 15209789 A JP15209789 A JP 15209789A JP H0322872 A JPH0322872 A JP H0322872A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
traveling wave
elastic body
vibrating body
torque
ultrasonic motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1152097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Ichikawa
聡 市川
Shigeki Yoshioka
茂樹 吉岡
Hideyuki Shibuya
渋谷 秀幸
Masayuki Toda
正之 任田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP1152097A priority Critical patent/JPH0322872A/en
Publication of JPH0322872A publication Critical patent/JPH0322872A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To generate a high number of revolution in a low load and generate a high torque in a high load by a method wherein a plurality of oscillation bodies is arranged concentrically and a traveling wave is excited in the elastic body of one oscillation body while a stationary wave is generated in the elastic body of the other oscillation body. CONSTITUTION:A rotor 21 is formed integrally with a rotating piece 23 and another rotating piece 25 while the rotor 21 is arranged pivotably by a shaft 31 arranged in a supporting table 3. An oscillation body 5, having a larger outer diameter, and another oscillation body 9, having an outer diameter smaller than the same of the oscillation body 5, are constituted of annular elastic bodies 13, 17 and annular piezo-electric bodies 15, 19 which are provided with outer diameters same substantially as annular grooves respectively. When a traveling wave is excited in the elastic body 13 of the oscillation body 5 having a larger outer diameter, a high torque may be obtained while a high number of revolution may be obtained upon a low load when the traveling wave is excited in the elastic body 17 of the oscillation body 9 having smaller outer diameter.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は超音波モータ装置に関し、特に高負荷晴にはト
ルクを大きく、また低負荷時には回転数を大きくするこ
とのできる超音波モータ装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an ultrasonic motor device, which is particularly capable of increasing torque under high loads and increasing rotation speed under low loads. The present invention relates to an ultrasonic motor device.

(従来の技術) 近年、超音波振動により駆動力を得る超音波モータが種
々開発され、実用化されるに到っている。このような超
音波モータは従来のモータに比べ部品点数が少なく構成
が簡単であり、また低速回転域での安定した回転と高ト
ルクを得ることができ、さらに高い応答性と保持トルク
を有し磁力線が出ない等の種々の利点を有している。
(Prior Art) In recent years, various ultrasonic motors that obtain driving force from ultrasonic vibrations have been developed and put into practical use. This type of ultrasonic motor has fewer parts than conventional motors and is simpler to configure, and can also achieve stable rotation and high torque in the low-speed rotation range, as well as high responsiveness and holding torque. It has various advantages such as no lines of magnetic force.

また超音波モータの駆動方式には、「進行波方式」及び
「定在波方式」等がある。以下、「進行波方式」の超音
波モータについて、その構戊及び動作を説明する。
Further, drive methods for ultrasonic motors include a "traveling wave method" and a "standing wave method." The structure and operation of the "traveling wave type" ultrasonic motor will be explained below.

従来の超音波モータは円環状の弥性体に対してこの弾性
体と同一形状の圧電体を固着し゜C、振動体を構成して
いる。この圧電体に所定周波数の周波電圧を印加するこ
とにより、振動体に定在波を励起し、空間が時間的にλ
/4位相ずれた2つの定在波から進行波を発生させるよ
うにしている。
In a conventional ultrasonic motor, a piezoelectric body having the same shape as the elastic body is fixed to an annular elastic body to form a vibrating body. By applying a frequency voltage of a predetermined frequency to this piezoelectric body, a standing wave is excited in the vibrating body, and the space becomes λ in time.
A traveling wave is generated from two standing waves with a /4 phase shift.

この進行波によって弾性体表面上の任意の点(以下、質
点という)が楕円運動を行なうことにより、この弾性体
上に載置された回転子を進行波の進行方向と逆方向に回
転させるようにしている。
This traveling wave causes an arbitrary point on the surface of the elastic body (hereinafter referred to as a mass point) to perform an elliptical motion, causing the rotor placed on the elastic body to rotate in the opposite direction to the traveling direction of the traveling wave. I have to.

以上のごとく、進行波の頂点が回転子と接触して回転子
を回転させることから、振動体の外径が小さい場合には
当該超音波モータに発生する最大トルクは低く、無負荷
回転数が大となり、また外径が大きい場合には同最大ト
ルクは高く、無負荷回転数は小となる。
As described above, since the peak of the traveling wave contacts the rotor and rotates the rotor, when the outer diameter of the vibrating body is small, the maximum torque generated in the ultrasonic motor is low and the no-load rotation speed is low. If the outer diameter is large, the maximum torque will be high and the no-load rotation speed will be small.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、例えばこの超音波モータを電動格納ドア
ミラーに適用する場合を想定してみると、通常ドアミラ
ーを回転させる低負荷時には高い回転数が要求されるも
のの、冬季ドアミラーが凍結状態にある時にはドアミラ
ーを回転させるために高トルクが要求される。
(Problem to be Solved by the Invention) However, if we assume that this ultrasonic motor is applied to an electrically retractable door mirror, for example, although a high rotation speed is required during low load to normally rotate the door mirror, When the vehicle is frozen, high torque is required to rotate the door mirrors.

そこで、大きな最大トルクを得るために振動体・4′l
)外径を大きな値に設定することが考えられる。
Therefore, in order to obtain a large maximum torque, the vibrating body 4'l
) It is possible to set the outer diameter to a large value.

1−かしながら、振動体の外径を大きな値に設定,l.
... :Sと、大きな最大トルクを得ることができ、
停止する瞬間の逆方向に回転させる向きに生じるトルク
いわゆるロックトルクが増大する反面、回転数が小さく
なるという解決すべき課題を有していた。
1- However, the outer diameter of the vibrating body is set to a large value, l.
.. .. .. :S and can obtain large maximum torque,
Although the torque generated in the direction opposite to the moment of stopping, so-called lock torque, increases, the number of rotations decreases, which is a problem to be solved.

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、低負荷時に
おいては高い回転数を得ることができ、かつ高負荷時に
は高トルクを得ることのできる超音波モータ装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic motor device that can obtain high rotational speed during low loads and high torque during high loads. .

[発明の構或] (課題を解決するための手段) 上記目的を達戊するための本発明が提(j%する手段は
、円環状の弾性体に圧電体を固着して振動体を形成し、
前記弾性体に励振される進行波によって当該弾性体の円
環面と接触して配置される可動体を駆動する超音波モー
タ装置において、前記振動体を同心円状に複数個配置す
ると共に、前記可動体をそれぞれの弾性体の円環面と接
触させ、1の振動体の弾性体に進行波を励振させると共
に、他の振動体の弾性体に定在波を発生させるようにし
たことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides means for achieving the above object. death,
In an ultrasonic motor device that drives a movable body disposed in contact with an annular surface of the elastic body by a traveling wave excited in the elastic body, a plurality of the vibrating bodies are arranged concentrically, and the movable body The body is brought into contact with the toric surfaces of the respective elastic bodies, and a traveling wave is excited in the elastic body of one vibrating body, and a standing wave is generated in the elastic body of the other vibrating body. do.

(作用) 本発明は円環状の弾性体に対して圧電体を固着して振動
体を形威している。また外径の異なる振動体を同心円状
に複数個配置している。さらに、それぞれの弾性体の円
環面と接触するように可動体が配置されている。このよ
うな複数の振動体のうちいずれか1個の振動体の弾性体
に進行波を励振,させることにより、この振動体と接触
して配置された可動体を駆動するようにしている。また
このとき他の振動体の弾性体に対しては定花波を励振さ
せることにより、当該他の振動体における前記可動体と
の接触抵抗を低減させるようにしている。
(Function) The present invention forms a vibrating body by fixing a piezoelectric body to an annular elastic body. In addition, a plurality of vibrating bodies with different outer diameters are arranged concentrically. Furthermore, a movable body is arranged so as to be in contact with the toric surface of each elastic body. By exciting a traveling wave in the elastic body of any one of the plurality of vibrators, a movable body placed in contact with this vibrator is driven. Further, at this time, by exciting a fixed flower wave to the elastic body of the other vibrating body, the contact resistance of the other vibrating body with the movable body is reduced.

従って外径の異なる複数の振動体のうち、進行波を励振
させる振動体を適宜に選択することにより、最適な駆動
状態を得ることができる。例えば、大きな外径の振動体
の弾性体に進行波を励振させると、大きなトルクを得る
ことができる。また小さな外径の振動体の弾性体に進行
波を励振させると、低負荷時の高い回転数を得ることが
できる。
Therefore, by appropriately selecting a vibrating body that excites a traveling wave from among a plurality of vibrating bodies having different outer diameters, an optimal driving state can be obtained. For example, if a traveling wave is excited in an elastic body of a vibrating body having a large outer diameter, a large torque can be obtained. Furthermore, by exciting a traveling wave in the elastic body of the vibrating body with a small outer diameter, a high rotational speed can be obtained under low load.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。
(Example) Hereinafter, an example according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施例の超音波モータ1の概略の構成を第1図
の縦断面図を参照して説明する。
First, the general structure of the ultrasonic motor 1 of this embodiment will be explained with reference to the longitudinal cross-sectional view of FIG.

支持台3は」二側面に同心内状に配列される2本の環状
の溝部を設けた円盤体であって、この円徊体の中心には
孔が穿設される。また、この孔に1寸、該孔を貫通する
シャフト31が該支持台3のf面側に配設されるベアリ
ング35によって回l1lr1在に軸支される。
The support base 3 is a disc body with two annular grooves arranged concentrically on two sides, and a hole is bored in the center of the disc body. Further, a shaft 31 passing through this hole by one inch is rotatably supported by a bearing 35 disposed on the f-plane side of the support base 3.

大きな外径を有する振動体5及びこの振動+4 5より
も小さな外径を有する振動体9は、第2図に示すように
それぞれ前記環状の満部と略同一・の外径を有する円環
状の弾性体13.17と、ごの仰性体13.17の下面
に固着される円環状の圧電体15.19によって構戊さ
れる。
The vibrating body 5 having a large outer diameter and the vibrating body 9 having an outer diameter smaller than this vibration +45 are each a circular ring having an outer diameter approximately the same as that of the full ring, as shown in FIG. It is composed of an elastic body 13.17 and an annular piezoelectric body 15.19 fixed to the lower surface of the supple body 13.17.

弾性体13.1.7は、それぞれ内側にフランノ13a
,1.7aを有しており、このフランジ13g,1.7
aの下面側にはゴム等の材質でなる振動吸収材7.11
がそれぞれ貼着されており、この振動吸収材7,11を
介して当該弾性体13.17が前記支持台3に形成され
る環状の構部の間の凸部にそれぞれ固着される。
The elastic bodies 13.1.7 each have flannel 13a on the inside.
, 1.7a, and this flange 13g, 1.7a.
Vibration absorbing material 7.11 made of rubber or other material on the bottom side of a.
The elastic bodies 13 and 17 are respectively fixed to the protrusions between the annular structures formed on the support base 3 via the vibration absorbers 7 and 11.

円環状の圧電体15には領域Aと領域Bとのそれぞれの
領域に複数に分極された電歪素子が配列されている。こ
れらの賄域Aと領域Bとのそれぞれの電歪素子は互いに
位相が90@異なるように配列されている。また領域A
と領域Bとのそれぞれの電歪素子上には第5図に示すご
とく電極5aと5bとが設けられている。この電極5a
と5bへ互いに位相が90゜異なる所定周波数の周波電
圧が与えられると、進行性の振動波、すなわち進行波が
発生して弾性体13の表面上の質点を楕円運動させる。
In the annular piezoelectric body 15, a plurality of polarized electrostrictive elements are arranged in each region A and B. The electrostrictive elements in each of the coverage areas A and B are arranged so that their phases differ by 90@ from each other. Also area A
As shown in FIG. 5, electrodes 5a and 5b are provided on the electrostrictive elements in regions B and B, respectively. This electrode 5a
When a frequency voltage of a predetermined frequency having a phase difference of 90° from each other is applied to the elastic body 13 and 5b, a progressive vibration wave, that is, a traveling wave is generated, causing a mass point on the surface of the elastic body 13 to move in an elliptical manner.

また電極5aと5bへ同一の位相の周波電圧が印加され
ると、弾性体13の表面上へ定在波が励振される。
Furthermore, when frequency voltages of the same phase are applied to the electrodes 5a and 5b, a standing wave is excited on the surface of the elastic body 13.

同様に円環状に形威された弥性体17の表面上に固着さ
れた圧電体19には領域Aと領域Bとのそれぞれの領域
に複数に分極された電歪素子が配列されている。これら
の領域Aと領域Bとのそれぞれの電歪素子は互いに位相
が90@異なるように配列されている。また領域Aと領
域Bとのそれぞれの電歪素子上には第5図に示すように
電極9aと9bとが設けられている。この電極9aと9
6へ互いに位相が90″異なる所定周波数の周波電圧が
印加されると、進行波が発生して邦性体17上の質点を
楕円運動させる。また電極9aと9bへ同一の位相の周
波電圧が印加されると、弾性体17上へ定在波が励振さ
れる。
Similarly, on the piezoelectric body 19 fixed on the surface of the annular body 17, a plurality of polarized electrostrictive elements are arranged in regions A and B, respectively. The electrostrictive elements in these regions A and B are arranged so that their phases differ by 90@ from each other. Furthermore, electrodes 9a and 9b are provided on each of the electrostrictive elements in region A and region B, as shown in FIG. These electrodes 9a and 9
When frequency voltages of a predetermined frequency with a phase difference of 90'' are applied to the electrodes 9a and 9b, a traveling wave is generated and causes the mass point on the body 17 to move in an elliptical manner.Furthermore, a frequency voltage of the same phase is applied to the electrodes 9a and 9b. When applied, a standing wave is excited onto the elastic body 17.

ロータ21は回転子23と回転子25を一体に形成して
いる。振動体5と対向して設けられる円環状の回転子2
3には耐摩耗性に優れ摩擦係数の高い材質の部材で威る
ライニング27が固着されており、このライニング27
を介して弾性体13の円環面と接触状態に設けられてい
る。また振動体9と対向して設けられる円環状の回転子
25にはライニング29が固着されており、このライニ
ング29を介して対応する弾性体17の円環面と接触状
態に設けられている。
The rotor 21 has a rotor 23 and a rotor 25 integrally formed. An annular rotor 2 provided facing the vibrating body 5
A lining 27 made of a material with excellent wear resistance and a high coefficient of friction is fixed to 3.
It is provided in contact with the annular surface of the elastic body 13 via. Further, a lining 29 is fixed to the annular rotor 25 provided facing the vibrating body 9, and is provided in contact with the annular surface of the corresponding elastic body 17 via the lining 29.

シャフト31には板バネ33を介してロータ21が固定
されている。またこの板バネ33の弾発力によってロー
タ21を振動体5および9へ押圧状態に固定している。
The rotor 21 is fixed to the shaft 31 via a leaf spring 33. Further, the elastic force of the leaf spring 33 fixes the rotor 21 to the vibrating bodies 5 and 9 in a pressed state.

また支持台3の中央部に回動自在にシャフト31が立設
されており、このシャフ1・31に固定されたロータ2
1も、また支持台3に対して回動自在に設けられる。ま
たベアリング35が挿着された回動部分のシャフト31
にはネジ37が取付けられている。
In addition, a shaft 31 is rotatably provided in the center of the support base 3, and a rotor 2 is fixed to the shaft 1, 31.
1 is also rotatably provided with respect to the support base 3. Also, the shaft 31 of the rotating part in which the bearing 35 is inserted
A screw 37 is attached to the holder.

第3図は超音波モータのトルクに対する回転数を示した
グラフであり、第3図に示す曲線Aは外形の大きな円環
状の振動体5のみを有する超音波モータの特性曲線であ
り、曲線Bは外径の小さな円環状の振動体9のみを有す
る超音波モータの特性曲線である。
FIG. 3 is a graph showing the rotation speed relative to the torque of the ultrasonic motor. Curve A shown in FIG. is a characteristic curve of an ultrasonic motor having only an annular vibrating body 9 with a small outer diameter.

第3図からも明らかなように、曲線Aの特性を有する超
音波モータは大きなトルクを得ることができる反面、回
転数が低下する。また逆に曲線Bの特性を有する超音波
モータは大きな回転数を得ることかできる反面、トルク
が低下する。従って本発明に係る実施例では双方の曲線
が交わるトルクTK,以下においては、曲線Bに示す振
動体9を駆動し、逆にトルクTK,以上においては、曲
線Aに示す振動体5を駆動するようにしている。
As is clear from FIG. 3, the ultrasonic motor having the characteristic of curve A can obtain a large torque, but on the other hand, the number of rotations decreases. On the other hand, an ultrasonic motor having the characteristic of curve B can obtain a large number of revolutions, but the torque decreases. Therefore, in the embodiment according to the present invention, the torque TK at which both curves intersect, below, the vibrating body 9 shown on curve B is driven, and conversely, the torque TK, above, the vibrating body 5 shown on curve A is driven. That's what I do.

すなわち、超音波モータ1へ加わるトルクがトルクTK
,以上である場合には振動体5へ進行波を発生させてこ
の振動体5と対応する回転子23を回転させるようにし
ている。またこの時、他方の振動体9に対して定在波を
発生させることにより振動体9と回転子25との摩擦カ
を低減させるようにしている。
That is, the torque applied to the ultrasonic motor 1 is torque TK
, or more, a traveling wave is generated in the vibrating body 5 to rotate the rotor 23 corresponding to the vibrating body 5. At this time, a standing wave is generated for the other vibrating body 9 to reduce the frictional force between the vibrating body 9 and the rotor 25.

また逆に超音波モータに加わるトルクがトルクTK,以
下である場合には振動体9に対して進行波を発生させる
ことにより、この振動体つと対応する回転子25を回転
させるようにしている。またこの時、振動体5に対して
定在波を発生させることによりこの振動体5と回転子2
3との間の摩擦力を低減させるようにしている。
Conversely, when the torque applied to the ultrasonic motor is less than torque TK, a traveling wave is generated in the vibrating body 9 to rotate the rotor 25 corresponding to the vibrating body. Also, at this time, by generating a standing wave on the vibrating body 5, the vibrating body 5 and the rotor 2 are
3 to reduce the frictional force between the two.

次に第5図を参照して本発明に係る超音波モー夕を駆動
するための回路構或を説明する。
Next, a circuit configuration for driving the ultrasonic motor according to the present invention will be explained with reference to FIG.

電極5Cは前述した電極5 a s ’) bとは絶縁
された電歪素子上に配置され、この電歪素イの振動状態
に応じた検出信号を出力するうまた電極5 dは電極5
a、5bおよび5Cに史1する共通の電極である。
The electrode 5C is arranged on an electrostrictive element that is insulated from the aforementioned electrode 5a s')b, and the electrode 5d outputs a detection signal according to the vibration state of the electrostrictive element A.
This is a common electrode for a, 5b and 5c.

同様に電極9Cは前述した電極9a,9bとは絶縁され
た電歪素子上に配置され、この電歪素子の振動状態に応
じた検出信号を出力する。また電II!9dは電極9a
s9bおよび9Cに対する共通の電極である。
Similarly, the electrode 9C is placed on an electrostrictive element that is insulated from the electrodes 9a and 9b described above, and outputs a detection signal according to the vibration state of this electrostrictive element. Matata Den II! 9d is the electrode 9a
Common electrode for s9b and 9C.

制御回路41は電極5Cおよび9Cと接続されている。Control circuit 41 is connected to electrodes 5C and 9C.

この制御回路41はマイクロコンビ.1−タなどの演算
処理手段を有しており、装置全体の制御を実行する。具
体的には共振周波数自動追尾回路部を有しており、振動
体5または9へ印加される周波電圧の駆動周波数が特定
の共振周波数の近傍の値となるように自動追尾を行う。
This control circuit 41 is a micro combination. It has an arithmetic processing means such as a single controller, and controls the entire device. Specifically, it has a resonant frequency automatic tracking circuit section, and performs automatic tracking so that the driving frequency of the frequency voltage applied to the vibrating body 5 or 9 becomes a value near a specific resonant frequency.

従って温度変化などによって駆動周波数が変動した場合
に;′.lこの具振周波数自動追尾回路部によって駆動
周波数の値を共振周波数の近傍の値へ追尾させる。
Therefore, if the drive frequency fluctuates due to temperature changes, etc.;'. l This vibration frequency automatic tracking circuit unit tracks the value of the drive frequency to a value near the resonance frequency.

また制御凹路41は超音波モータ1のトルクを検出する
ための1・ルク検出手段を有している.只体的には第4
図に示すように超音波モータ1の1・ルクが塘大イると
、これに応じて電i電流が増メ・(することが知られて
いる。従ってしきい値レベルとなるトルク1゛K1と対
応する電流値l1を記憶しており、電源電流がこのしき
い値である電流値1.より大きい場合には超音波モータ
1のトルクがトルクTkl以上であることを判別する。
Further, the control concave passage 41 has a 1-lux detection means for detecting the torque of the ultrasonic motor 1. Physically the 4th
As shown in the figure, it is known that when the torque of the ultrasonic motor 1 increases, the electric current increases accordingly. Therefore, the torque 1, which is the threshold level, increases. A current value l1 corresponding to K1 is stored, and if the power supply current is larger than this threshold current value 1., it is determined that the torque of the ultrasonic motor 1 is greater than torque Tkl.

また逆に電源電流が電流値1,以下である場合には超音
波モータ1のトルクがトルクTK,以下であることを判
別する。
Conversely, if the power supply current is less than the current value 1, it is determined that the torque of the ultrasonic motor 1 is less than the torque TK.

制御回路41は進行波発生回路43、53および定在波
発生回路44、54のそれぞれと接続されており、例え
ば超音波モータ1のトルクが1・ルクTK.以上である
ことを判別すると、進行波発生回路43および定在波発
生回路54を駆動する。
The control circuit 41 is connected to the traveling wave generation circuits 43, 53 and the standing wave generation circuits 44, 54, respectively, so that, for example, the torque of the ultrasonic motor 1 is 1·L TK. When it is determined that the above is the case, the traveling wave generation circuit 43 and the standing wave generation circuit 54 are driven.

また逆に超音波モータ1のトルクがトルクTK,以下で
あることを判別すると定在波発生同路44す1よび進行
波発生回路53を駆動する。
Conversely, when it is determined that the torque of the ultrasonic motor 1 is less than the torque TK, the standing wave generating circuit 441 and the traveling wave generating circuit 53 are driven.

進行波発生回路43は増幅器45およびコイル46を介
して電極5aと接続されると共に、増幅器47およびコ
イル48を介して電極5bと接続されており、これらの
双方の電極に対して狂いに位相が90″異なる周波電圧
を印加する。これにより振動体5が励振されて進行波が
発生ずるようになっている。
The traveling wave generating circuit 43 is connected to the electrode 5a via an amplifier 45 and a coil 46, and is also connected to the electrode 5b via an amplifier 47 and a coil 48, so that the traveling wave generating circuit 43 is out of phase with respect to both electrodes. 90'' different frequency voltages are applied. This excites the vibrating body 5 and generates a traveling wave.

定在波発生回路44は増幅器45およびコイル46を介
して電極5aと接続されると具に、増幅器47およびコ
イル48を介して電極5bと接続されており、これらの
双方の電極に対して同一の位相でなる周波電圧を印加す
る。これにより振動体5へ定在波が発生するようになっ
ている。
The standing wave generating circuit 44 is connected to the electrode 5a via an amplifier 45 and a coil 46, and is also connected to the electrode 5b via an amplifier 47 and a coil 48. Apply a frequency voltage with a phase of . As a result, standing waves are generated in the vibrating body 5.

進行波発生回路53は増幅器55およびコイル56を介
して電極9aと接続されると共に、増幅機57およびコ
イル58を介して電極9bと接続されており、これらの
双方の電極9a、9bへ互いに位相が90@異なる周波
電圧を印加する。これにより振動体9には進行波が発生
するようになっている。
The traveling wave generating circuit 53 is connected to the electrode 9a via an amplifier 55 and a coil 56, and is also connected to the electrode 9b via an amplifier 57 and a coil 58. 90@apply different frequency voltages. As a result, a traveling wave is generated in the vibrating body 9.

定在波発生回路54は、増幅機55およびコイル56を
介して電極9aと接続される共に、増幅機57およびコ
イル58を介して電極9bと接続されており、これらの
双方のr/&極9a,9bへ同一の位相でなる周波電圧
を印加する。これにより、振動体9には定在波が発生す
るようになっている。
The standing wave generating circuit 54 is connected to the electrode 9a via an amplifier 55 and a coil 56, and is also connected to the electrode 9b via an amplifier 57 and a coil 58. Frequency voltages having the same phase are applied to 9a and 9b. As a result, standing waves are generated in the vibrating body 9.

次に第6図を参照して作用を説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIG.

超音波モータ1の駆動開始時においては振動体9を駆動
する。従ってステップS1において図示しない電源スイ
ッチがオン操作されると、制御回路41は定在波発生回
路44および進行波発生回路53を駆動する。これによ
り振動体5へ定在波を発生させると共に、振動体9へ進
行波を発生させる。これにより振動体9と対応する回転
T−25が駆動されてロータ21が回転する。またこの
時、振動体5へ定在波が発生するので蝉性体13とライ
ニング27との間の保持トルクを解放するようにしてい
る。
When the ultrasonic motor 1 starts driving, the vibrating body 9 is driven. Therefore, when the power switch (not shown) is turned on in step S1, the control circuit 41 drives the standing wave generation circuit 44 and the traveling wave generation circuit 53. This causes the vibrating body 5 to generate a standing wave and the vibrating body 9 to generate a traveling wave. As a result, the rotation T-25 corresponding to the vibrating body 9 is driven, and the rotor 21 is rotated. At this time, since a standing wave is generated in the vibrating body 5, the holding torque between the cicada body 13 and the lining 27 is released.

続いてステップS3では弾性体9に対する電源電流■9
の値を監視しており、この電流値I9のUlが基準値で
ある電流値!τ以上である場合には{・1びステップS
1へ戻り継続し゛ζ振動体9を駆動rる。
Subsequently, in step S3, the power supply current 9 to the elastic body 9 is
The value of is monitored, and the current value Ul of this current value I9 is the reference value! If it is greater than or equal to τ, {・1 and step S
Return to step 1 and continue to drive the ζ vibrating body 9.

また逆にステップS3において電流値l9が電/IIL
 jjl. I lを下回る場合にはステップS5へ進
み、振動体5を駆動する。すなわち制御回路41は進行
波発生回路43および定在波発生回路54を駆動する。
Conversely, in step S3, the current value l9 is
jjl. If it is less than I1, the process advances to step S5, and the vibrating body 5 is driven. That is, the control circuit 41 drives the traveling wave generation circuit 43 and the standing wave generation circuit 54.

これにより振動体5へ進行波が発生し、この振動体5と
対応する回転子23を回転させる。
As a result, a traveling wave is generated in the vibrating body 5, and the rotor 23 corresponding to the vibrating body 5 is rotated.

またこの時、他方の振動体9には定在波が発生するので
、弾性体17とライニング29との間の保持トルクを解
放するようにしている。
At this time, since a standing wave is generated in the other vibrating body 9, the holding torque between the elastic body 17 and the lining 29 is released.

続いてステップS7では振動体5に対する電源電流I5
の値を監視しており、この電流値l5が基準値である電
流値!,以下である場合には再びステップS5へ戻り継
続して振動体5を駆動する。
Subsequently, in step S7, the power supply current I5 for the vibrating body 5 is
The value of is monitored, and this current value l5 is the current value which is the reference value! , or less, the process returns to step S5 and continues to drive the vibrating body 5.

またステップS7において電流値l5が電流値i1以上
である場合には、再びステップS1へ戻り振動体9を選
択して駆動する。
If the current value l5 is equal to or greater than the current value i1 in step S7, the process returns to step S1 and the vibrating body 9 is selected and driven.

以上の如く振動体に対する電源電流の値に基づいて超音
波モータのトルクを判別し、この1・ルクの値に応じて
駆動する振動体を選択するように構戒したので、簡単な
回路構或により複数の振動体の中から適切な振動体を容
易かつ確実に選択することができる。
As described above, the torque of the ultrasonic motor is determined based on the value of the power supply current to the vibrating body, and the vibrating body to be driven is selected according to the value of this 1 lk, so a simple circuit structure or Accordingly, an appropriate vibrating body can be easily and reliably selected from a plurality of vibrating bodies.

尚、本実施例においては、回転子23と回転−r25と
を一体に構戊するようにしたが、これに限定されること
なく、例えば回転子23と回転子25のそれぞれに板バ
ネを設けこの板バネを介して駆動力を得るようにしても
本願の目的を達し得られ本願の要旨を逸脱するものでは
ない。
Incidentally, in this embodiment, the rotor 23 and the rotor -r25 are constructed as one unit, but the present invention is not limited to this, and for example, a plate spring may be provided on each of the rotor 23 and the rotor 25. Even if the driving force is obtained through this leaf spring, the object of the present application can be achieved and the gist of the present application is not departed from.

[発明の効果] 以上説明してきたように本発明によれば、列形の異なる
振動体を同心円状に複数個配置すると共に可動体をそれ
ぞれ弾性体の円環曲と接触させ、1の振動体へ進行波を
発生させると共に他の振動体へ定在波を発生させるよう
に構威したので、高トルクを得ることができ、かつ低負
荷時においては高い回転速度を得ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a plurality of vibrating bodies having different array shapes are arranged concentrically, and each movable body is brought into contact with the circular curve of the elastic body, so that one vibrating body Since a traveling wave is generated at the same time as a standing wave is generated at other vibrating bodies, high torque can be obtained, and high rotational speed can be obtained at low load.

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

第1図は本発明に係る超音波モータの縦断面図、第2図
は同心口状に配列された外径の異なる衷数の振動体を示
した説明図、第3図は超音波モータ01・ルクに対する
回転数を示したグラフ、第4図は超音波モータのトルク
に対する電源電流の値を示したグラフ、第5図は超音波
モータを駆動するための駆動回路を示したブロック図、
第6図は制御同路の制御処理を示したフローチャートで
ある。 5、9・・・振動体 13、17・・・弾性体 〕5・、19・・・圧電体 21・・・ロータ 23、25・・・回転子 41・・・制御回路 43、53・・・進行波発生回路 44、54・・・定在波発生回路 37 第1 図
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of an ultrasonic motor according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing vibrating bodies arranged in a concentric opening shape and having different numbers of outer diameters, and Fig. 3 is an ultrasonic motor 01.・A graph showing the rotation speed versus torque, FIG. 4 is a graph showing the value of power supply current versus torque of the ultrasonic motor, and FIG. 5 is a block diagram showing the drive circuit for driving the ultrasonic motor.
FIG. 6 is a flowchart showing the control processing of the same control path. 5, 9... Vibrating body 13, 17... Elastic body] 5, 19... Piezoelectric body 21... Rotor 23, 25... Rotor 41... Control circuit 43, 53... - Traveling wave generation circuit 44, 54...Standing wave generation circuit 37 Fig. 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】  円環状の弾性体に圧電体を固着して振動体を形成し、
前記弾性体に励振される進行波によって当該弾性体の円
環面と接触して配置される可動体を駆動する超音波モー
タ装置において、 前記振動体を同心円状に複数個配置すると共に、前記可
動体を、それぞれの弾性体の円環面と接触させ、1の振
動体の弾性体に進行波を励振させると共に、他の振動体
の弾性体に定在波を励振させることを特徴とする超音波
モータ装置。
[Claims] A vibrating body is formed by fixing a piezoelectric body to an annular elastic body,
In an ultrasonic motor device that drives a movable body disposed in contact with an annular surface of the elastic body by a traveling wave excited in the elastic body, a plurality of the vibrating bodies are arranged concentrically, and the movable body The ultrasonic device is characterized in that the body is brought into contact with the toric surface of each elastic body, and a traveling wave is excited in the elastic body of one vibrating body, and a standing wave is excited in the elastic body of the other vibrating body. Sonic motor device.
JP1152097A 1989-06-16 1989-06-16 Ultrasonic motor device Pending JPH0322872A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1152097A JPH0322872A (en) 1989-06-16 1989-06-16 Ultrasonic motor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1152097A JPH0322872A (en) 1989-06-16 1989-06-16 Ultrasonic motor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0322872A true JPH0322872A (en) 1991-01-31

Family

ID=15532985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1152097A Pending JPH0322872A (en) 1989-06-16 1989-06-16 Ultrasonic motor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0322872A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015012637A (en) * 2013-06-26 2015-01-19 スミダコーポレーション株式会社 Drive circuit for ultrasonic motor
US10367432B2 (en) 2017-03-31 2019-07-30 Seiko Epson Corporation Piezoelectric drive device, drive method of piezoelectric drive device, robot, electronic component transport apparatus, printer, and projector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015012637A (en) * 2013-06-26 2015-01-19 スミダコーポレーション株式会社 Drive circuit for ultrasonic motor
US10367432B2 (en) 2017-03-31 2019-07-30 Seiko Epson Corporation Piezoelectric drive device, drive method of piezoelectric drive device, robot, electronic component transport apparatus, printer, and projector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5023526A (en) Vibratory motor
US7830103B2 (en) Method for driving ultrasonic motor
JPH01133580A (en) Rotary or linear motor whose armature is driven by ultrasonic vibration
JPH0340767A (en) Motor
US5955819A (en) Standing-wave vibration motor
JPH0336969A (en) Ultrasonic motor
US5780955A (en) Ultrasonic motor device
US6573636B1 (en) Ultrasonic motor having single booster circuit and electronic device with ultrasonic motor
JPH0322872A (en) Ultrasonic motor device
JPH11136967A (en) Vibration type drive equipment and vibration type motor equipment
JP2611813B2 (en) Rotation control mechanism
JPH0352573A (en) Ultrasonic motor
JPH0461593B2 (en)
JP2757416B2 (en) Ultrasonic motor
JP2975072B2 (en) Actuator driving method and ultrasonic actuator realizing this driving method
JPH02179282A (en) Drive circuit for ultrasonic motor
JP2586045B2 (en) Vibration motor
JPH07123753A (en) Ultrasonic motor drive device
JPH07194154A (en) Ultrasonic motor and torsional oscillation generating device
JP2912241B2 (en) Ultrasonic motor using ultrasonic vibration
JP2925493B2 (en) Vibration wave device
JP2885391B2 (en) Ultrasonic motor
JP2691969B2 (en) Ultrasonic motor
JP3262185B2 (en) Ultrasonic motor controller
JP2925492B2 (en) Motor drive