JPH067752B2 - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
- Publication number
- JPH067752B2 JPH067752B2 JP61098676A JP9867686A JPH067752B2 JP H067752 B2 JPH067752 B2 JP H067752B2 JP 61098676 A JP61098676 A JP 61098676A JP 9867686 A JP9867686 A JP 9867686A JP H067752 B2 JPH067752 B2 JP H067752B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- piezoelectric element
- ultrasonic motor
- stator
- rotation angle
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面進行波が励起されたステータにロータを
圧接することによってロータを回転させるようにした超
音波モータに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor in which a rotor is rotated by pressing the rotor against a stator in which surface traveling waves are excited.
最近、電磁型モータに代わる新しいモータとして超音波
モータが脚光を浴びている。この超音波モータは原理的
に新しいというだけでなく、従来の電磁型モータに比べ
て次のような利点を有している。Recently, ultrasonic motors have been spotlighted as new motors that replace electromagnetic motors. This ultrasonic motor is not only new in principle, but also has the following advantages over conventional electromagnetic motors.
中心軸を必要としない。No central axis required.
薄型、軽量である。Thin and lightweight.
磁気的影響の授受がない。There is no exchange of magnetic effects.
部品構成が単純で、信頼性が高い。The parts configuration is simple and highly reliable.
ギヤなしで低速，高トルクが得られる。Low speed and high torque can be obtained without gears.
バックラッシュがなく位置決めが容易である。Positioning is easy with no backlash.
ステータに対してロータが、回転，チャック，浮遊の
三態をとり得る。The rotor can take three states of rotation, chuck, and floating with respect to the stator.
かくして、これらの利点を生かすべく、種々の応用技術
の研究が進められている。その一つにＡＦカメラの鏡筒
移動への応用が考えられている。Thus, various application techniques are being researched in order to make use of these advantages. One of them is considered to be applied to the movement of an AF camera barrel.
ＡＦカメラの鏡筒移動への応用において問題となること
の一つは、鏡筒位置決めのための位置検出手段である。One of the problems in the application of the AF camera to the movement of the lens barrel is the position detection means for positioning the lens barrel.
従来の電磁型モータをＡＦカメラの鏡筒移動用として用
いた場合のフォーカシング位置検出手段としては、モー
タにロータリエンコーダを付設し、これによってモータ
回転角を検出し、間接的にフォーカシングの位置検出と
位置決めを行なう手段が採用されていた。しかるに、前
述した超音波モータの特徴点を行かすには、従来のロー
タリエンコーダに代わる新しい位置検出手段が望まれ
る。As a focusing position detecting means when a conventional electromagnetic motor is used for moving a lens barrel of an AF camera, a rotary encoder is attached to the motor to detect a motor rotation angle and indirectly detect a focusing position. A means for positioning was adopted. However, in order to achieve the above-mentioned characteristic points of the ultrasonic motor, a new position detecting means replacing the conventional rotary encoder is desired.
そこで本発明は回転角を高精度に検出可能で、しかも小
形で構成簡単な回転角検出手段を備え、例えばＡＦカメ
ラの鏡筒移動用として好適な超音波モータを提供するこ
とを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic motor that is capable of detecting a rotation angle with high accuracy and that is equipped with a small-sized rotation angle detection unit and is suitable for moving a lens barrel of an AF camera, for example.
本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、表面進行波が励起さ
れたステータにロータを圧接することにより、このロー
タを回転させるようにした超音波モータにおいて、上記
ロータまたはステータの一方の外周部位に所定のピッチ
の凹凸部を設け、この凹凸部に当接する如く配置され前
記ロータの回転に伴ってパルス信号を発生するように圧
電素子を設け、この圧電素子により発生したパルス信号
を用いて前記ロータの回転角を検出するようにした。The present invention takes the following means in order to solve the above problems and achieve the object. That is, in an ultrasonic motor configured to rotate the rotor by pressing the rotor to the stator where the surface traveling wave is excited, an uneven portion having a predetermined pitch is provided on one outer peripheral portion of the rotor or the stator. A piezoelectric element is provided so as to come into contact with the uneven portion so as to generate a pulse signal with the rotation of the rotor, and the rotation angle of the rotor is detected using the pulse signal generated by the piezoelectric element. .
このような手段を講じたことにより、圧電素子から発せ
られるパルス信号によって回転角が高精度に検出可能
で、しかも小形で構成簡単なものとなる。By taking such means, the rotation angle can be detected with high accuracy by the pulse signal emitted from the piezoelectric element, and the size and the configuration are simple.
第１図は本発明の一実施例の基本的構成を示す断面図で
ある。図示の如くロータ１の外周部には多数の凹凸とし
て切込み２が設けてある。３は圧電素子であり、その基
端は外枠４に固定され、その先端が切込み部２に入り込
むように配置されている。そして、この圧電素子３はロ
ータ１の回転時において自らの弾性により、順次となり
の切込みへ移動できるようになっている。FIG. 1 is a sectional view showing the basic construction of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the outer peripheral portion of the rotor 1 is provided with notches 2 as a large number of irregularities. Reference numeral 3 denotes a piezoelectric element, the base end of which is fixed to the outer frame 4 and the tip of which is arranged so as to enter the notch 2. When the rotor 1 rotates, the piezoelectric element 3 can move to the next notch sequentially due to its elasticity.
第２図（ａ）（ｂ）は圧電素子３の構造例を示す図であ
る。第２図（ａ）（ｂ）に示すように、圧電素子３は２
枚の圧電セラミックス３ａ，３ｂを接合してなるバイモ
ルフ型圧電素子であり、矢印Ａ，Ｂに示す如く外力が加
えられると、その方向に応じて正の出力＋Ｖ、または府
の出力−Ｖが出力される。ただし、静止状態では電圧が
発生しない。なお、第２図（ａ）（ｂ）に示したもの
は、２枚の圧電セラミックス３ａ，３ｂを分極方向が逆
向きとなるように接合したものであるが、１枚が圧電セ
ラミックスで他の１枚が金属板等の非圧電体であるよう
な、いわゆるユニモルフ型のものでもよい。2A and 2B are views showing a structural example of the piezoelectric element 3. As shown in FIGS. 2A and 2B, the piezoelectric element 3 has two
It is a bimorph type piezoelectric element formed by joining the piezoelectric ceramics 3a and 3b, and when an external force is applied as shown by arrows A and B, a positive output + V or a positive output -V is output according to the direction. To be done. However, no voltage is generated in the stationary state. 2 (a) and 2 (b), two piezoelectric ceramics 3a and 3b are joined so that the polarization directions are opposite to each other. A so-called unimorph type one such as a non-piezoelectric material such as a metal plate may be used.
かくして第１図のようにロータ１の切込み２上をバイモ
ルフ型圧電素子３の先端が打撃を受けながらスライドし
ていくと、一つの切込み２に対して、一つのパルスが発
生することになる。Thus, as shown in FIG. 1, when the tip of the bimorph type piezoelectric element 3 slides on the notch 2 of the rotor 1 while being hit, one pulse is generated for each notch 2.
第３図は第１図に示した構成の超音波モータを、ＡＦカ
メラの鏡筒移動用モータとして応用した例を示す部分断
面図である。１０は超音波モータのステータであり、黄
銅あるいはＳＵＳ等の金属性振動板に圧電素子を接合し
たものとなっている。このステータ１０上にはロータ１
１が圧接配意されている。ロータ１１の外周面には第１
図に示したものと同様に円周方向に沿って所定ピッチで
形成した凹凸部（切込み溝）１２が設けてある。この凹
凸部１２にはバイモルフ型圧電素子１３の先端が挿入さ
れている。バイモルフ型圧電素子１３は、その基端を固
定枠１４の内周面に固定されている。１５はスライダで
あり、ロータ１１の回転運動を直線運動に変換するよう
に、一端がロータ１１の螺旋溝に係合され、他端部が固
定枠１４に設けたガイド溝１６に摺動自在に嵌入係合さ
れている。上記スライダ１５には撮影レンズ１７が一体
的に取付けてある。なお１８はロータ１１をステータ１
０へ圧接させるための押圧部材である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example in which the ultrasonic motor having the configuration shown in FIG. 1 is applied as a lens barrel moving motor of an AF camera. Reference numeral 10 is a stator of an ultrasonic motor, which is formed by joining a piezoelectric element to a metallic diaphragm such as brass or SUS. The rotor 1 is on the stator 10.
1 is pressure contacted. No. 1 on the outer peripheral surface of the rotor 11.
Similar to the one shown in the figure, the uneven portions (cut grooves) 12 formed at a predetermined pitch along the circumferential direction are provided. The tip of the bimorph type piezoelectric element 13 is inserted into the uneven portion 12. The bimorph type piezoelectric element 13 has its base end fixed to the inner peripheral surface of the fixed frame 14. Reference numeral 15 denotes a slider, one end of which is engaged with a spiral groove of the rotor 11 and the other end of which is slidable in a guide groove 16 provided in the fixed frame 14 so as to convert the rotational motion of the rotor 11 into a linear motion. It is fitted and engaged. A photographing lens 17 is integrally attached to the slider 15. Reference numeral 18 designates the rotor 11 and the stator 1
It is a pressing member for making pressure contact with 0.
第４図はバイモルフ型圧電素子１３に接続されているパ
ルス取出し回路を示す図である。第４図に示すように、
この回路は電界効果型トランジスタＦＥＴと、入力抵抗
Ｒ１と出力抵抗Ｒ２と出力端子Ｔとからなっている。ロ
ータ１１の回転に伴ってバイモルフ型圧電素子１３に屈
曲変位に基づく電荷が発生すると、この電荷は入力抵抗
Ｒ１によって電圧に変換され、トランジスタＦＥＴに入
力する。したがって同トランジスタＦＥＴによりインピ
ーダンス変換された形で出力抵抗Ｒ２の両端にパルス電
圧が現われ、このパルス電圧が出力端子Ｔから取出され
る。FIG. 4 is a diagram showing a pulse extraction circuit connected to the bimorph type piezoelectric element 13. As shown in FIG.
This circuit includes a field effect transistor FET, an input resistor R1, an output resistor R2 and an output terminal T. When electric charges are generated in the bimorph type piezoelectric element 13 due to bending displacement as the rotor 11 rotates, the electric charges are converted into a voltage by the input resistor R1 and input to the transistor FET. Therefore, a pulse voltage appears across the output resistor R2 in the form of impedance conversion by the transistor FET, and this pulse voltage is taken out from the output terminal T.
かくして上記パルス電圧を処理することにより、そのパ
ルス数からロータ１１の回転角度が検知され、パルス極
性からロータ１１の回転方向が検知される。その結果上
記ロータ１１にヘリコイド的に結合しているスライダ１
５の直進方向静止位置を高精度に決定することが可能で
あり、ＡＦカメラの鏡筒移動を的確に行なうことができ
る。Thus, by processing the pulse voltage, the rotation angle of the rotor 11 is detected from the number of pulses, and the rotation direction of the rotor 11 is detected from the pulse polarity. As a result, the slider 1 that is helicoidally coupled to the rotor 11 is
It is possible to determine the stationary position in the straight ahead direction of 5 with high precision, and it is possible to accurately move the lens barrel of the AF camera.
なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。例
えば、前記実施例では凹凸部２，１２をロータ外周部位
に設けたが、ステータないし固定枠側に設け、これに対
応して圧電素子３，１３をロータ側に固定するようにし
てもよい。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形実施可能であるのは勿論である。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the uneven portions 2 and 12 are provided on the rotor outer peripheral portion in the above embodiment, they may be provided on the stator or fixed frame side, and the piezoelectric elements 3 and 13 may be fixed to the rotor side correspondingly. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明によれば、ロータまたはステータの一方の外周部
位に所定のピッチの凹凸部を設け、この凹凸部に当接す
る如く配置され前記ロータの回転に伴ってパルス信号を
発生するように圧電素子を設け、この圧電素子により発
生したパルス信号を用いて前記ロータの回転角を検出す
るようにしたので、ロータ回転角を高精度に検出でき、
しかも小形で構成簡単な回転角検出手段を備えた超音波
モータを提供できる。According to the present invention, a concavo-convex portion having a predetermined pitch is provided on one outer peripheral portion of the rotor or the stator, and the piezoelectric element is arranged so as to abut the concavo-convex portion so as to generate a pulse signal in accordance with the rotation of the rotor. Since the rotation angle of the rotor is detected by using the pulse signal generated by this piezoelectric element, the rotor rotation angle can be detected with high accuracy.
Moreover, it is possible to provide an ultrasonic motor having a small-sized and simple-configuration rotation angle detecting means.
第１図は本発明の一実施例の基本的構成を示す断面図、
第２図は同実施例における圧電素子の構造例を示す図、
第３図は本発明の応用例を示す図、第４図は同応用例に
おけるパルス取出し回路を示す図である。 １…ロータ、２…切込み、３…圧電素子、３ａ，３ｂ…
圧電セラミックス、４…外枠、１０…ステータ、１１…
ロータ、１２…切込み溝、１３…バイモルフ型圧電素
子、１４…固定枠、１５…スライダ、１６…ガイド溝、
１７…撮影レンズ、１８…押圧部材。FIG. 1 is a sectional view showing the basic structure of an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing a structural example of a piezoelectric element in the same embodiment,
FIG. 3 is a diagram showing an application example of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a pulse extraction circuit in the application example. 1 ... Rotor, 2 ... Notch, 3 ... Piezoelectric element, 3a, 3b ...
Piezoelectric ceramics, 4 ... Outer frame, 10 ... Stator, 11 ...
Rotor, 12 ... Cut groove, 13 ... Bimorph type piezoelectric element, 14 ... Fixed frame, 15 ... Slider, 16 ... Guide groove,
17 ... Shooting lens, 18 ... Pressing member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児玉 隆司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−113675（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−181959（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Kodama 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (56) Reference JP 60-113675 (JP, A) Showa 54-181959 (JP, U)
Claims (1)
を圧接することにより、このロータを回転させるように
した超音波モータにおいて、上記ロータまたはステータ
の一方の外周部位に設けた所定のピッチの凹凸部と、こ
の凹凸部に当接する如く配置され前記ロータの回転に伴
ってパルス信号を発生するように設けられた圧電素子
と、この圧電素子により発生したパルス信号を用いて前
記ロータの回転角を検出する手段とを具備したことを特
徴とする超音波モータ。1. An ultrasonic motor in which a rotor is rotated by pressing a rotor onto a stator in which a surface traveling wave is excited so that the rotor has a predetermined pitch provided on an outer peripheral portion of the rotor or the stator. An uneven portion, a piezoelectric element which is arranged so as to contact the uneven portion, and which is provided so as to generate a pulse signal in accordance with the rotation of the rotor, and a rotation angle of the rotor using the pulse signal generated by the piezoelectric element. An ultrasonic motor comprising means for detecting
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098676A JPH067752B2 (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Ultrasonic motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098676A JPH067752B2 (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Ultrasonic motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254669A JPS62254669A (en) | 1987-11-06 |
| JPH067752B2 true JPH067752B2 (en) | 1994-01-26 |
Family
ID=14226115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098676A Expired - Fee Related JPH067752B2 (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Ultrasonic motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067752B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928030A (en) * | 1988-09-30 | 1990-05-22 | Rockwell International Corporation | Piezoelectric actuator |
| FR2794581B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-09-07 | France Fa Norbert Beyrard | OPERATION DEVICE COMPRISING AT LEAST ONE PIEZO-ELECTRIC MOTOR AND A MOBILE PART UNDER THE ACTION OF SAID PIEZO-ELECTRIC MOTOR |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP61098676A patent/JPH067752B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62254669A (en) | 1987-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4491401A (en) | Diaphragm device | |
| JPH11194257A (en) | Driving mechanism using electromechanical conversion element | |
| JP2005328628A (en) | Ultrasonic motor | |
| JP6772102B2 (en) | Light intensity adjustment device and optical equipment equipped with it | |
| JP2007089246A (en) | Driver and lens barrel, and imaging apparatus | |
| JPH067752B2 (en) | Ultrasonic motor | |
| JPH0251310U (en) | ||
| JPS62262009A (en) | Lens barrel | |
| JPH0514510B2 (en) | ||
| JP2000019374A (en) | Focusing unit and image forming device | |
| US7333724B2 (en) | Camera and piezo ceramic motor therefor | |
| JP4521237B2 (en) | Lens barrel | |
| JPH0736334Y2 (en) | Lens barrel | |
| JPH04163413A (en) | Rotating cylinder driving device of photographing lens barrel | |
| JPH027593A (en) | Flexible printed board | |
| JP2000308376A (en) | Ultrasonic motor and electronic apparatus with the ultrasonic motor | |
| JPS62254668A (en) | Ultrasonic motor | |
| JP4212286B2 (en) | camera | |
| JP2504022B2 (en) | Ultrasonic motor | |
| JP2006101593A (en) | Reciprocating drive mechanism and optical device using the same | |
| JPH0466007B2 (en) | ||
| JP6536644B2 (en) | Vibration actuator and optical device | |
| JP2007151302A (en) | Driving device and electronic device | |
| JPH07336939A (en) | Linear feed device | |
| JP3438416B2 (en) | Linear feeder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |