JPH04138084A - Ultrasonic motor and oscillator thereof - Google Patents

Ultrasonic motor and oscillator thereof

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JPH04138084A
JPH04138084A JP2258516A JP25851690A JPH04138084A JP H04138084 A JPH04138084 A JP H04138084A JP 2258516 A JP2258516 A JP 2258516A JP 25851690 A JP25851690 A JP 25851690A JP H04138084 A JPH04138084 A JP H04138084A
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voltage
vibrating body
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千明 梅村
Mutsuo Aoyama
睦朗 青山
Takeshi Noda
武司 野田
Shinji Sagara
信治 相良
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Fukoku Co Ltd
Fukoku KK
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Fukoku Co Ltd
Fukoku KK
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/14Drive circuits; Control arrangements or methods

Abstract

PURPOSE:To detect oscillation in different mode by disposing a pair of detecting elements, connected electrically, at positions spaced apart by a predetermined distance. CONSTITUTION:When the interval between detecting elements 51, 52 is set at lambda/2, voltages V51, V52 having approximately same amplitude and phase difference of 180 deg. are produced. When the voltages V51 and V52 are added, a voltage of substantially zero volt is produced. Although the voltages V51, V52 are produced from the detecting elements 51, 52 through different mode vibration, they have unmatched phase and amplitudes in that case. Consequently, a signal representing a different vibration mode can be obtained when the voltages V51, V52 are added.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は進行波を利用した超音波モータに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ultrasonic motor using traveling waves.

(従来の技術) 第11図および第12図を参照して従来の超音波モーフ
について説明する。弾性体lにはリング状の圧電振動体
2が接合されている。圧電振動体2には、第一組および
第二組の駆動用振動子3゜4が形成されている。第一組
の駆動用振動子3は、さらに8個の振動素子31〜38
を備えている。
(Prior Art) A conventional ultrasonic morph will be described with reference to FIGS. 11 and 12. A ring-shaped piezoelectric vibrating body 2 is joined to the elastic body l. The piezoelectric vibrator 2 is provided with a first set and a second set of drive vibrators 3.4. The first set of driving vibrators 3 further includes eight vibrating elements 31 to 38.
It is equipped with

振動素子31〜38は隣接する振動素子の分極方向が逆
方向になるように分極処理されている。全く同様に、第
二組の駆動用振動子4は、さらに8個の振動素子41〜
48を備えている。振動素子41〜48は隣接する振動
素子の分極方向が逆方向になるように分極処理されてい
る。
The vibration elements 31 to 38 are polarized so that the polarization directions of adjacent vibration elements are opposite to each other. In exactly the same way, the second set of driving vibrators 4 further includes eight vibrating elements 41 to 41.
It is equipped with 48. The vibration elements 41 to 48 are polarized so that the polarization directions of adjacent vibration elements are opposite to each other.

第一組の駆動用振動子3と第二組の駆動用振動子4の間
には、所定距離の隙間5.6が形成されている。
A gap 5.6 having a predetermined distance is formed between the first set of driving vibrators 3 and the second set of driving vibrators 4.

弾性体I上に発生させる進行波の所望の波長をλと定義
すると、前述した振動素子31〜38゜41−48はλ
/2に相当する距離に設計され、隙間5は3λ/4に相
当する距離に設計される。
If the desired wavelength of the traveling wave to be generated on the elastic body I is defined as λ, then the vibration elements 31 to 38 degrees 41-48 described above have a wavelength of λ.
/2, and the gap 5 is designed to have a distance equivalent to 3λ/4.

また、駆動用振動子3.4および隙間5を形成した残り
の部分が隙間6になる。
Further, the remaining portion after forming the drive vibrator 3.4 and the gap 5 becomes the gap 6.

第一組および第二組の駆動用振動子3,4に電気的な位
相が90度異なる一対の交流電圧を印加すると、駆動用
振動子3,4によって弾性体lに振動が発生する0発生
した振動は弾性体1において相互に干渉し、弾性体l(
こ進行波を発生させる。
When a pair of AC voltages having electrical phases different by 90 degrees are applied to the first set and the second set of driving vibrators 3 and 4, vibration is generated in the elastic body l by the driving vibrators 3 and 4. The generated vibrations interfere with each other in the elastic body 1, and the elastic body l(
This generates a traveling wave.

このようにして発生した進行波を利用した超音波モータ
は、例えば特開昭59−204477号公報や特開昭6
3−73887号公報等に紹介されている。
Ultrasonic motors using traveling waves generated in this way are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-204477 and Japanese Patent Laid-Open No. 6
It is introduced in the publication No. 3-73887.

以下、第12図を参照して、特開昭63−73887号
公報に開示された超音波モーフの構造について簡単に説
明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 12, the structure of the ultrasonic morph disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-73887 will be briefly described.

ベース11にはリング状のステータ12の内孔が嵌合し
、皿ねじ13を介してステータの内周側が振動不可能と
なるように固着されている。ステータ12の一面にはリ
ング状の圧電振動体2が振動を伝えるように接着されて
いる。ステータ12の表面には多数の突部12aが形成
されている。
An inner hole of a ring-shaped stator 12 is fitted into the base 11, and the inner circumferential side of the stator is fixed via countersunk screws 13 so that it cannot vibrate. A ring-shaped piezoelectric vibrator 2 is bonded to one surface of the stator 12 so as to transmit vibrations. A large number of protrusions 12a are formed on the surface of the stator 12.

圧電振動体2に交流電圧を印加することにより、圧電振
動体2が伸縮し、ステータ12に進行波振動が発生する
By applying an alternating current voltage to the piezoelectric vibrating body 2, the piezoelectric vibrating body 2 expands and contracts, and traveling wave vibration is generated in the stator 12.

ロータ16は皿バネ17の加圧力によりステータ12に
常時圧接されている。ロータ16には摩擦材16aが接
着されており、摩擦材16aがステータ12に接触する
。また、皿バネ1)とロータ16の間にはゴムシー)1
Bが挟まれている。
The rotor 16 is constantly pressed against the stator 12 by the pressing force of the disc spring 17. A friction material 16a is bonded to the rotor 16, and the friction material 16a contacts the stator 12. Also, there is a rubber seam) 1 between the disc spring 1) and the rotor 16.
B is caught.

皿バネ17は回転軸20のホルダ部20aにより保持さ
れている。ロータ16の駆動力は皿バネ17、ホルダ部
20aを通して回転軸20に伝達される。回転軸20は
ベース11に固定された軸受23とハウジング15に固
定されたベアリング19によって回転自在に支持される
The disc spring 17 is held by a holder portion 20a of the rotating shaft 20. The driving force of the rotor 16 is transmitted to the rotating shaft 20 through the disc spring 17 and the holder portion 20a. The rotating shaft 20 is rotatably supported by a bearing 23 fixed to the base 11 and a bearing 19 fixed to the housing 15.

駆動回路(図示せず)から圧電振動体2へ交流電圧が印
加されると、ステータ12上を周回する進行波が発生す
る。発生した進行波はロータ16に回転モーメントを与
え、ロータ16を回転させる。
When an AC voltage is applied to the piezoelectric vibrating body 2 from a drive circuit (not shown), a traveling wave circulating on the stator 12 is generated. The generated traveling wave gives a rotational moment to the rotor 16, causing the rotor 16 to rotate.

(発明が解決しようとする課題) 従来の超音波モータでは、回転軸に作用する負荷トルク
が大き過ぎる場合や、外力によりロータが回転できない
場合(いわゆるモーターロック)が発生した場合等にス
テータ上に所望の波長以外の振動(以下、異モード振動
と称する)が発生する問題点があった。
(Problem to be solved by the invention) In conventional ultrasonic motors, when the load torque acting on the rotating shaft is too large or when the rotor cannot rotate due to external force (so-called motor lock), the There is a problem in that vibrations at wavelengths other than the desired wavelength (hereinafter referred to as different mode vibrations) occur.

特に、異モード振動の波長が長い場合には、耳障りな可
聴周波数帯の雑音が発生する場合があり、非常に好まし
くない。
In particular, when the wavelength of the different mode vibration is long, unpleasant noise in the audible frequency band may be generated, which is extremely undesirable.

ところが、従来の超音波モータは異モード振動を検出す
るための手段を備えていなかったので、異モード振動の
発生を防止することができなかった。
However, since the conventional ultrasonic motor did not have a means for detecting different mode vibrations, it was not possible to prevent the occurrence of different mode vibrations.

本発明は、このような従来装置の問題点を解消するため
になされたもので、異モード振動の発生を検出すること
を技術的課題とする。
The present invention has been made to solve the problems of the conventional device, and its technical problem is to detect the occurrence of different mode vibrations.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 前述した技術的課題を達成するために講じた技術的手段
は、第一組の振動子と、第一組の振動子から離れた位置
に形成された第二組の振動子とを備える超音波モータ用
振動体に、所定距離離れた位置に形成され、互いに電気
的に接続された一対の検出素子を設けたことである。
(Means for solving the problem) The technical means taken to achieve the above-mentioned technical problem consists of a first set of vibrators and a second set of vibrators formed at a distance from the first set of vibrators. A vibrating body for an ultrasonic motor including a set of vibrators is provided with a pair of detection elements formed at positions separated by a predetermined distance and electrically connected to each other.

(作用) 前述した技術的手段によれば、振動体に異モード振動が
発生した場合、一対の検出素子間に電位差が発生する。
(Function) According to the above-mentioned technical means, when different mode vibration occurs in the vibrating body, a potential difference is generated between the pair of detection elements.

従って、検出素子間の電位差を測定することにより、異
モード振動の発生が検出できる。
Therefore, by measuring the potential difference between the detection elements, the occurrence of different mode vibrations can be detected.

(実施例) 最初に本発明が適用された好ましい第一実施例装置につ
いて説明する。なお、以後の説明では、従来装置と同じ
部材に同一の番号を付すことによって説明を省略する。
(Example) First, a preferred first example apparatus to which the present invention is applied will be described. In the following description, the same members as those in the conventional device will be given the same numbers and the description will be omitted.

第1図は本発明が適用された圧電振動体2の平面図であ
る。第一組の駆動用振動子3と第二組の駆動用振動子4
の間の隙間5には、一対の検出素子51.52が形成さ
れている。ステータ12に発生させる所望の進行波の波
長をλとする時、検出素子51.52の間はλ/2だけ
離れている。
FIG. 1 is a plan view of a piezoelectric vibrator 2 to which the present invention is applied. A first set of driving vibrators 3 and a second set of driving vibrators 4
A pair of detection elements 51 and 52 are formed in the gap 5 between them. When the wavelength of the desired traveling wave to be generated in the stator 12 is λ, the distance between the detection elements 51 and 52 is λ/2.

また、検出素子51.52は同じ極性に分極処理されて
いる。さらに、検出素子51.52の幅は異モード振動
を鋭く選択して検出するために、できるだけ細く設計さ
れている。
Further, the detection elements 51 and 52 are polarized to have the same polarity. Further, the width of the detection elements 51, 52 is designed to be as narrow as possible in order to sharply select and detect different mode vibrations.

駆動用振動子3.4に電気的な位相が90度度異る一対
の交流電圧を印加すると、駆動用振動子3.4によって
ステータ12に進行波が発生する。
When a pair of AC voltages having electrical phases different by 90 degrees are applied to the driving vibrator 3.4, a traveling wave is generated in the stator 12 by the driving vibrator 3.4.

第2図は波長λの進行波が発生した様子を描いた第1図
のA−A断面図である。ステータ12に波長λの進行波
が発生すると、第2図に示すようにステータ12が撓む
。この時、検出素子51゜52にはステータ12の撓み
量に従った電圧が発生する。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing how a traveling wave of wavelength λ is generated. When a traveling wave of wavelength λ is generated in the stator 12, the stator 12 is bent as shown in FIG. At this time, a voltage is generated in the detection elements 51 and 52 according to the amount of deflection of the stator 12.

第3図は検出素子51.52に発生した電圧のグラフで
ある。検出素子51.52の間隔がλ/2なので、検出
素子51.52には位相が互いに180度異取り、しか
も振幅がほぼ等しい電圧V51、VS2が発生する。従
って、電圧V51゜VS2を加算すると、第4図に示す
ように、はぼ零ボルトの電圧が出力される。
FIG. 3 is a graph of the voltage generated across the sensing elements 51,52. Since the spacing between the detection elements 51 and 52 is λ/2, voltages V51 and VS2 are generated in the detection elements 51 and 52, the phases of which are 180 degrees different from each other and the amplitudes of which are approximately the same. Therefore, when the voltage V51°VS2 is added, a voltage of almost zero volts is output as shown in FIG.

第5図は波長λ以外の振動(即ち、異モード振動)が発
生した様子を描いた第1図のA−A断面図である。異モ
ード振動によっても、検出素子51.52には弾性体l
の撓み量に従った電圧v51、VS2が発生するが、発
生する電圧V51゜VS2の位相や振幅が不揃いになる
。この結果、電圧V51.V52を加算すると、第7図
に示すように、不規則な電圧が出力される。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, depicting the occurrence of vibrations other than the wavelength λ (ie, different mode vibrations). Even due to different mode vibrations, the detection elements 51 and 52 have an elastic body
Voltages v51 and VS2 are generated according to the amount of deflection, but the phases and amplitudes of the generated voltages V51°VS2 are uneven. As a result, the voltage V51. When V52 is added, an irregular voltage is output as shown in FIG.

このように、本実施例装置では、検出素子51゜52が
発生した電圧V51.V52を加算することにより、異
モード振動の存無を示す信号が得られる。
In this way, in the device of this embodiment, the voltage V51. By adding V52, a signal indicating the presence or absence of different mode vibrations can be obtained.

なお、検出素子51.52の間隔は、λ/2以外の距離
でも良い、一般に、適当な検出素子51゜52の間隔d
は、第(1)式で表される。
Note that the distance between the detection elements 51 and 52 may be a distance other than λ/2, and generally, the distance d between the detection elements 51 and 52 is an appropriate distance
is expressed by equation (1).

d−n・λ/2・・・(1) 第(1)式において、nは任意の自然数である。ただし
、nが偶数の場合には検出素子51.52を同一方向に
分極させ、nが奇数の場合には検出素子51.52を逆
方向に分極させる必要がある。
d−n·λ/2 (1) In equation (1), n is an arbitrary natural number. However, if n is an even number, it is necessary to polarize the detection elements 51, 52 in the same direction, and if n is an odd number, it is necessary to polarize the detection elements 51, 52 in opposite directions.

以下、第8図と第9図を参照して、本発明が適用された
第二、第三実施例装置について説明する。
Hereinafter, referring to FIG. 8 and FIG. 9, devices of second and third embodiments to which the present invention is applied will be described.

第二、第三実施例装置は、第一実施例装置の圧電振動体
2にステータ12の振動状態を検出するためのモニター
素子53を形成した例である。モニター素子53は隙間
5または隙間6の中に形成される。ステータ12の平均
的な振動状態を検出するため、モニター素子53の幅は
、λ/2以下となるように、できるだけ広(設計される
The devices of the second and third embodiments are examples in which a monitor element 53 for detecting the vibration state of the stator 12 is formed on the piezoelectric vibrating body 2 of the device of the first embodiment. Monitor element 53 is formed in gap 5 or gap 6. In order to detect the average vibration state of the stator 12, the width of the monitor element 53 is designed to be as wide as possible so that it is λ/2 or less.

第8図に示した第二実施例装置では、モニター素子53
が駆動用振動子3.4のほぼ中間に位置している。従っ
て、ロータ16の正転時にモニター素子53に発生する
電圧と逆転時にモニター素子53に発生する電圧とがほ
ぼ等しい特性となる。
In the second embodiment device shown in FIG.
is located approximately in the middle of the drive vibrator 3.4. Therefore, the voltage generated in the monitor element 53 when the rotor 16 rotates in the normal direction and the voltage generated in the monitor element 53 when the rotor 16 rotates in the reverse direction have substantially the same characteristics.

第9図に示した第三実施例装置では、モニター素子53
が隙間6に位置しているので、第二実施例装置に比べて
モニター素子53の幅を自由に、しかも広く設計するこ
とができる。
In the third embodiment shown in FIG. 9, the monitor element 53
Since the monitor element 53 is located in the gap 6, the width of the monitor element 53 can be designed more freely and wider than in the second embodiment.

モニター素子53はステータ12に発生した進行波の振
幅を検出し、振幅の大きさにほぼ比例した電圧を発生す
る。従って、モニター素子53に発生する電圧がほぼ一
定になるように、駆動用振動子3.4に印加する交流電
圧の周波数を調整すれば、さまざまな環境の変化や負荷
トルクの変化等に伴いステータ12の共振周波数が変化
しても、常に安定な進行波が高効率で発生する。
The monitor element 53 detects the amplitude of the traveling wave generated in the stator 12 and generates a voltage approximately proportional to the magnitude of the amplitude. Therefore, by adjusting the frequency of the AC voltage applied to the drive vibrator 3.4 so that the voltage generated at the monitor element 53 is approximately constant, the stator can be Even if the resonance frequency of 12 changes, a stable traveling wave is always generated with high efficiency.

第10図は第8図と第9図に示した第二、第三実施例装
置を駆動可能な駆動回路100を描いたブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram depicting a drive circuit 100 capable of driving the devices of the second and third embodiments shown in FIGS. 8 and 9.

駆動回路100には圧電振動体2とスイッチSWが接続
されている。圧電振動体2上に形成された検出素子51
.52は互いに導線で接続されている。従って、検出素
子51.52に発生する電圧は画素子51.52に発生
した電圧を加算した値(正確には平均値)となる。
A piezoelectric vibrator 2 and a switch SW are connected to the drive circuit 100. Detection element 51 formed on piezoelectric vibrator 2
.. 52 are connected to each other by conductive wires. Therefore, the voltage generated at the detection element 51.52 is the sum of the voltages generated at the pixel element 51.52 (more precisely, the average value).

スイッチSWはロータ16の回転方向を決定するために
使用される。スイッチSWの状態は、入力回路IFを通
して移相回路PH3と発振回路OSCに入力される。
Switch SW is used to determine the rotation direction of rotor 16. The state of the switch SW is input to the phase shift circuit PH3 and the oscillation circuit OSC through the input circuit IF.

スイッチSWによって接点CWが接地されると、移相回
路PH3は駆動回路DRV2へ供給する交流信号の位相
を駆動回路DRVIへ供給する交流信号に対して90度
遅らせ、ロータ16を時計方向に回転させる。スイッチ
SWによって接点CCWが接地されると、移相回路PH
3は駆動回路DRVIへ供給する交流信号の位相を駆動
回路0Rv2へ供給する交流信号に対して90度遅らせ
、ロータ16を反時計方向に回転させる。スイッチSW
によって接点5TOPが接地されると、移相回路PH3
はロータ16を停止させる。スイッチSWが接点5TO
Pから接点CWまたは接点CCWに切り替わった直後に
は、発振回路O8Cがロータ16を起動させるための処
理を行う。これらの機能を有する移相回路PH3や発振
回路O3Cは既に多(の文献に紹介されており公知なの
で、詳細な説明は省略する。
When the contact CW is grounded by the switch SW, the phase shift circuit PH3 delays the phase of the AC signal supplied to the drive circuit DRV2 by 90 degrees with respect to the AC signal supplied to the drive circuit DRVI, thereby rotating the rotor 16 clockwise. . When the contact CCW is grounded by the switch SW, the phase shift circuit PH
3 delays the phase of the AC signal supplied to the drive circuit DRVI by 90 degrees with respect to the AC signal supplied to the drive circuit 0Rv2, and rotates the rotor 16 counterclockwise. switch SW
When contact 5TOP is grounded by
stops the rotor 16. Switch SW is contact 5TO
Immediately after switching from contact point P to contact point CW or contact point CCW, oscillation circuit O8C performs processing for starting rotor 16. Since the phase shift circuit PH3 and the oscillation circuit O3C having these functions have already been introduced in many documents and are well known, detailed explanations thereof will be omitted.

発振口803Cは所定周波数の交流信号を出力する0発
振回路OSCが出力した交流信号は移相回路PH3に供
給される。移相回路PH3は交流信号を分周して互いに
位相が90度異なる一対の信号を出力する。移相回路P
H3が出力した交流信号は駆動回路DRVI、DRV2
によって増幅された後、駆動用振動子3.4に供給され
る。この時、圧電振動体2はステータ12に進行波を発
生する。
The oscillation port 803C outputs an alternating current signal of a predetermined frequency.The alternating current signal output from the zero oscillation circuit OSC is supplied to the phase shift circuit PH3. The phase shift circuit PH3 divides the frequency of the AC signal and outputs a pair of signals whose phases differ by 90 degrees from each other. Phase shift circuit P
The AC signal output by H3 is sent to drive circuits DRVI and DRV2.
After being amplified by , the signal is supplied to the driving vibrator 3.4. At this time, the piezoelectric vibrator 2 generates a traveling wave in the stator 12.

ステータ12に発生した進行波により、モニター素子5
3に進行波の振幅に応じた電圧が発生する。モニター素
子53に発生した電圧は平滑回路SCIを通して発振回
路O3Cにフィードバックされる。発振回路O8Cは、
モニター素子53の電圧が低い時(即ち、進行波の振幅
が小さい時)には、発振周波数をステータ12の共振周
波数に近づけ進行波の振幅を太き(する。逆に、発振回
路O8Cは、モニター素子53の電圧が高い時(即ち、
進行波の振幅が大きい時)には、発振周波数をステータ
12の共振周波数から遠ざけ進行波の振幅を小さくする
。この様にして、ステータ12上の進行波の振幅が最適
な範囲に保持され、ロータ16が効率良く駆動される。
The traveling wave generated in the stator 12 causes the monitor element 5 to
3, a voltage is generated according to the amplitude of the traveling wave. The voltage generated in the monitor element 53 is fed back to the oscillation circuit O3C through the smoothing circuit SCI. The oscillation circuit O8C is
When the voltage of the monitor element 53 is low (that is, when the amplitude of the traveling wave is small), the oscillation frequency is brought closer to the resonant frequency of the stator 12, and the amplitude of the traveling wave is increased (on the contrary, the oscillation circuit O8C When the voltage of the monitor element 53 is high (i.e.
When the amplitude of the traveling wave is large), the oscillation frequency is moved away from the resonant frequency of the stator 12 to reduce the amplitude of the traveling wave. In this way, the amplitude of the traveling wave on the stator 12 is maintained within an optimal range, and the rotor 16 is efficiently driven.

回転軸20に作用する負荷トルクが大き過ぎる場合や、
モータロックが発生した場合等には、ステーク12上に
異モード振動が発生することがある。ステータ12上に
異モード振動が発生すると、検出素子51.52に電圧
が発生する。検出素子51.5!に発生した電圧は平滑
回路SC2を通して比較口i1cMPに入力される。比
較回路CMPには基tjA電圧発住回路REFが接続さ
れている。
When the load torque acting on the rotating shaft 20 is too large,
When a motor lock occurs, different mode vibrations may occur on the stake 12. When different mode vibration occurs on the stator 12, a voltage is generated in the detection elements 51 and 52. Detection element 51.5! The voltage generated is input to the comparison port i1cMP through the smoothing circuit SC2. A base tjA voltage generation circuit REF is connected to the comparison circuit CMP.

比較口IIICMPは平滑回路SC2から供給された電
圧が基準電圧発生回路REFから供給された電圧以上に
なった時、移相回路PH3に駆動停止信号を出力する。
Comparison port IIICMP outputs a drive stop signal to phase shift circuit PH3 when the voltage supplied from smoothing circuit SC2 exceeds the voltage supplied from reference voltage generation circuit REF.

移相回路PH3は、比較回路CMPから駆動停止信号が
供給されると、駆動回路DRVI、DRv2へ交流信号
を出力しな(なる、従って、異モード振動が発生した際
には、直ちに圧電振動体2の駆動が停止され、耳障りな
異音の発生が防止される。
When the phase shift circuit PH3 is supplied with the drive stop signal from the comparator circuit CMP, it does not output an AC signal to the drive circuits DRVI and DRv2. 2 is stopped, and generation of unpleasant noise is prevented.

以上に述べた様に、本発明が適用された振動体2では、
予め設計された所望の波長λを存する進行波以外の振動
、即ち、異モード振動を検出素子51.52によってリ
アルタイムで検出できる。
As described above, in the vibrating body 2 to which the present invention is applied,
Vibrations other than traveling waves having a pre-designed desired wavelength λ, that is, different mode vibrations, can be detected in real time by the detection elements 51 and 52.

検出素子51,5!はリング状の圧電振動体2の分極処
理によって形成できるので、非常に安価で大蓋生産に適
している。
Detection element 51,5! can be formed by polarizing the ring-shaped piezoelectric vibrating body 2, so it is very inexpensive and suitable for producing large lids.

また、第10図に示した駆動回路を使用した超音波モー
タでは、異モード振動の発生直後に駆動回路lOOが停
止するので、耳障りな雑音を完全に防止できる。
Furthermore, in the ultrasonic motor using the drive circuit shown in FIG. 10, the drive circuit lOO is stopped immediately after the generation of different mode vibrations, so that harsh noise can be completely prevented.

なお、前述した実施例装置では、検出素子51゜52を
隙間5に形成した例のみを示したが、検出素子51.5
2は隙間6に形成しても良い、検出素子51.52は、
圧電振動体2の一部、またはステータ12の一部に形成
されていれば良い。
Note that in the above-described embodiment device, only an example in which the detection elements 51 and 52 were formed in the gap 5 was shown, but the detection elements 51 and 5
2 may be formed in the gap 6, and the detection elements 51 and 52 are
It is sufficient if it is formed in a part of the piezoelectric vibrating body 2 or a part of the stator 12.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、振動体に異モード振動が発生した場合
、一対の検出素子間に電位差が発生する。
According to the present invention, when different mode vibration occurs in the vibrating body, a potential difference is generated between the pair of detection elements.

従って、検出素子間の電位差を測定することにより、異
モード振動の発生がリアルタイムで検出できる。
Therefore, by measuring the potential difference between the detection elements, the occurrence of different mode vibrations can be detected in real time.

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

第1図は本発明が適用された第一実施例装置の平面図で
ある。 第2図は所定波長λが発生した様子を描いた第1図のA
−A断面図である。 第3図は所定波長λが発生した際、個々の検出素子に発
すした電圧のグラフである。 第4図は所定波長λが発生した際、一対の検出素子から
供給される電圧のグラフである。 第5図は異モード振動が発生した様子を描いた第1図の
A−A断面図である。 第6図は異モード振動が発生した際、個々の検出素子に
発生した電圧のグラフである。 第7図は異モード振動が発生した際、一対の検出素子か
ら供給される電圧のグラフである。 第8図は本発明が適用された第二実施例装置の平面図で
ある。 第9図は本発明が適用された第三実施例装置の平面図で
ある。 第10図は第二、第三実施例装置を駆動可能な駆動回路
を描いたブロック図である。 第11図は従来の振動体を描いた平面図である。 第12図は従来の超音波モータの構造を描いた縦断面図
である。 1・・・弾性体、2・・・圧電振動体、3.4・・・駆
動用振動子、5,6・・・隙間、12・・・ステータ、
16・・・ロータ、51.52・・・検出素子、53・
・・モニター素子、SC2・・・平滑回路(駆動停止手
段)、REF・・・基準電圧発生回路(駆動停止手段)
、CMP・・・比較回路(駆動停止手段)。
FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of the apparatus to which the present invention is applied. Figure 2 is A of Figure 1, which depicts how the predetermined wavelength λ is generated.
-A sectional view. FIG. 3 is a graph of the voltage applied to each detection element when a predetermined wavelength λ is generated. FIG. 4 is a graph of voltages supplied from a pair of detection elements when a predetermined wavelength λ is generated. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, showing how different mode vibrations occur. FIG. 6 is a graph of voltages generated in individual detection elements when different mode vibrations occur. FIG. 7 is a graph of voltages supplied from a pair of detection elements when different mode vibrations occur. FIG. 8 is a plan view of a second embodiment of the device to which the present invention is applied. FIG. 9 is a plan view of a device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram depicting a drive circuit capable of driving the devices of the second and third embodiments. FIG. 11 is a plan view depicting a conventional vibrating body. FIG. 12 is a longitudinal sectional view depicting the structure of a conventional ultrasonic motor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Elastic body, 2... Piezoelectric vibrating body, 3.4... Drive vibrator, 5, 6... Gap, 12... Stator,
16...Rotor, 51.52...Detection element, 53.
...Monitor element, SC2...Smoothing circuit (drive stop means), REF...Reference voltage generation circuit (drive stop means)
, CMP...comparison circuit (drive stop means).

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第一組の振動子と、 第一組の振動子から離れた位置に形成された第二組の振
動子と、 を備える超音波モータ用振動体において、 所定距離離れた位置に形成され、互いに電気的に接続さ
れた一対の検出素子を備える超音波モータ用振動体。
(1) A vibrator for an ultrasonic motor comprising a first set of vibrators, and a second set of vibrators formed at a position apart from the first set of vibrators, formed at a predetermined distance apart. A vibrator for an ultrasonic motor, comprising a pair of detection elements electrically connected to each other.
(2)第一組の振動子と、該第一組の振動子から離れた
位置に形成された第二組の振動子とを有する振動体と、 該振動体が固定されたステータと、 該ステータに圧接されるロータと、 前記振動体を駆動する駆動回路と、 を備える超音波モータにおいて、 前記振動体は、さらに、所定距離離れた位置に形成され
、互いに電気的に接続された一対の検出素子を備え、 前記駆動回路は、さらに、前記検出素子に電圧が発生し
た時、振動体の駆動を停止する駆動停止手段を備えるこ
とを特徴とした超音波モータ。
(2) a vibrating body having a first set of vibrators and a second set of vibrators formed at a position apart from the first set of vibrators; a stator to which the vibrating body is fixed; In an ultrasonic motor comprising: a rotor that is pressed into contact with a stator; and a drive circuit that drives the vibrating body, the vibrating body further includes a pair of electrically connected What is claimed is: 1. An ultrasonic motor comprising: a detection element; wherein the drive circuit further includes drive stop means for stopping driving of the vibrating body when a voltage is generated in the detection element.
(3)前記所定距離は、進行波の所望の波長をλ、nを
自然数とする時、n・λ/2であることを特徴とした請
求項(1)記載の超音波モータ用振動体。
(3) The vibrator for an ultrasonic motor according to claim 1, wherein the predetermined distance is n·λ/2, where λ is a desired wavelength of the traveling wave and n is a natural number.
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