JPH07337039A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

Info

Publication number
JPH07337039A
JPH07337039A JP6121206A JP12120694A JPH07337039A JP H07337039 A JPH07337039 A JP H07337039A JP 6121206 A JP6121206 A JP 6121206A JP 12120694 A JP12120694 A JP 12120694A JP H07337039 A JPH07337039 A JP H07337039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic motor
motor device
rotation
moving body
point
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
JP6121206A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Imada
勝巳 今田
Hisanao Samejima
寿尚 鮫島
Osamu Kawasaki
修 川崎
Katsu Takeda
克 武田
Takahiro Nishikura
孝弘 西倉
Masanori Sumihara
正則 住原
Tetsuo Ootsuchi
哲郎 大土
Takashi Nojima
貴志 野島
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6121206A priority Critical patent/JPH07337039A/en
Publication of JPH07337039A publication Critical patent/JPH07337039A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To enhance reliability and stability by providing protrusions in the peripheral direction on the surface of a resilient body constituting an oscillator and a sliding member comprising a uniform resilient body in the peripheral direction on the surface of the protrusion contacting the mover thereby enhancing the drive efficiency. CONSTITUTION:A resilient body 1 is stuck to a piezoelectric ceramic 2 thus forming an oscillator 3 and protrusions 1-a are provided in the peripheral direction on the surface of the resilient body 1. A sliding member 1-b made of a resilient material having relatively low resiliency, e.g. plastic, is interposed between the protrusion 1-a and a mover 7. Since the sliding member 1-b uniform in the peripheral direction comes into direct contact with the mover 7, continuous deformation taking place on the sliding member 1-b is transmitted smoothly to the mover 7. Consequently, extreme concentration of stress on the contact face of the mover 7 is relaxed and the contact face of the mover 7 is protected against deterioration.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電体により弾性振動
を発生させ、この弾性振動を駆動力とする超音波モータ
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor in which elastic vibration is generated by a piezoelectric body and the elastic vibration is used as a driving force.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、圧電セラミック等の圧電体により
構成した振動体に弾性振動を励振し、これを駆動力とし
て移動体を回転させる超音波モータが注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to an ultrasonic motor that excites elastic vibration in a vibrating body formed of a piezoelectric body such as a piezoelectric ceramic and rotates a moving body using the vibrating body as a driving force.

【0003】以下に、図面を参照しながら超音波モータ
の従来技術について説明を行なう。図18は、従来の円
板形超音波モータの断面図である。振動体3は、ステン
レス綱などで作られた円板形の弾性体1の円板面の一方
に、圧電体として円板形の圧電セラッミク2を貼合せて
構成されている。そして、振動体3は支持体4により保
持されている。
A conventional technique of an ultrasonic motor will be described below with reference to the drawings. FIG. 18 is a sectional view of a conventional disc type ultrasonic motor. The vibrating body 3 is configured by laminating a disk-shaped piezoelectric ceramic 2 as a piezoelectric body on one of the disk surfaces of a disk-shaped elastic body 1 made of stainless steel or the like. The vibrating body 3 is held by the support body 4.

【0004】移動体7は、耐摩耗性材料で作られた摩擦
材5とステンレス綱などで作られた弾性体6により構成
され、ばね8により摩擦材5を介して振動体3に加圧接
触されて設置されている。
The moving body 7 is composed of a friction material 5 made of a wear-resistant material and an elastic body 6 made of stainless steel or the like, and a spring 8 pressurizes and contacts the vibrating body 3 via the friction material 5. Has been installed.

【0005】ばね8は、止め輪10により設定加圧力を
得るように、設定たわみ量を与えた状態で固定されてい
る。なお、振動体3の弾性振動による駆動力を、移動体
7に損失なく回転運動を伝えるためベアリング9を配し
ている。
The spring 8 is fixed in a state in which a set amount of deflection is given so that a set pressing force is obtained by the retaining ring 10. A bearing 9 is arranged in order to transmit the driving force due to the elastic vibration of the vibrating body 3 to the moving body 7 without any loss.

【0006】図19は、図18の超音波モータに使用し
た圧電セラミック2の電極構造の一例である。同図は径
方向1次、周方向3次の曲げ振動の弾性波が励起される
ように設計されている。
FIG. 19 shows an example of the electrode structure of the piezoelectric ceramic 2 used in the ultrasonic motor of FIG. The drawing is designed so that elastic waves of bending vibration of primary in the radial direction and tertiary in the circumferential direction are excited.

【0007】同図において、電極群E(網掛け表示)、
電極群F(白抜き表示)は、それぞれ周方向に等価的に
4分の1の波長相当の長さを持ち、それぞれ互いに隣り
合う電極の分極方向が厚み方向に逆である小電極部から
なる駆動電極群である。そして、電極群E、Fは周方向
に4分の1の波長相当分ずれて構成されていることにな
る。
In the figure, electrode group E (hatched display),
The electrode group F (outlined) has a length equivalent to a quarter wavelength equivalently in the circumferential direction, and is composed of small electrode portions in which the polarization directions of the electrodes adjacent to each other are opposite to the thickness direction. It is a drive electrode group. Then, the electrode groups E and F are displaced in the circumferential direction by an amount corresponding to a quarter wavelength.

【0008】以上のように構成された超音波モータの圧
電体2の電極群EおよびFに V1=V0×sin(ωt) −−−式(1) V2=V0×cos(ωt) −−−式(2) ただし、V0:印加電圧の瞬時値 ω:角周波数 t:時間 で表されるV1およびV2を、それぞれ印加すれば、振動
体3には ξ=ξ0×{cos(ωt)×cos(kx) +sin(ωt)×sin(kx)} =ξ0×cos(ωt−kx) −−−式(3) ただし、ξ:曲げ振動の振幅値 ξ0:曲げ振動の瞬時値 k:波数(2π/λ) λ:波長 x:位置 で表される円周方向に進行する曲げ振動の進行波が励起
される。
In the electrode groups E and F of the piezoelectric body 2 of the ultrasonic motor configured as described above, V 1 = V 0 × sin (ωt) --- Formula (1) V 2 = V 0 × cos (ωt ) --- Equation (2) However, if V 0 : instantaneous value of applied voltage ω: angular frequency t: V 1 and V 2 represented by time are respectively applied, ξ = ξ 0 is applied to the vibrating body 3. × {cos (ωt) × cos (kx) + sin (ωt) × sin (kx)} = ξ 0 × cos (ωt−kx) ----- Equation (3) where ξ: bending vibration amplitude value ξ 0 : Instantaneous value of bending vibration k: Wave number (2π / λ) λ: Wavelength x: A traveling wave of bending vibration that advances in the circumferential direction represented by the position is excited.

【0009】超音波モータは、この進行波により移動体
が摩擦力を介して駆動されることを利用したものであ
り、そのため、従来の超音波モータにおいては、振動体
3の振動を移動体7に効率的に伝えることを目的に、振
動体3と移動体7の接触面の面精度を高めてきた。
The ultrasonic motor utilizes the fact that the moving body is driven by frictional force by this traveling wave. Therefore, in the conventional ultrasonic motor, the vibration of the vibrating body 3 is moved by the moving body 7. The surface accuracy of the contact surface between the vibrating body 3 and the moving body 7 has been increased for the purpose of efficiently transmitting the surface to the vibrating body 3.

【0010】また、移動体7の回転速度あるいは回転角
度を制御する手段としては、移動体とロータリエンコー
ダを直結あるいは歯車等を介して連結し、ロータリエン
コーダの出力を利用する方法が採られてきた。
As means for controlling the rotation speed or rotation angle of the moving body 7, a method has been adopted in which the moving body and the rotary encoder are directly connected or connected via a gear or the like and the output of the rotary encoder is used. .

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、振動体
3表面の進行波による楕円軌跡の横方向運動を拡大し
て、移動体7の回転速度を大きくする目的で円周方向に
並ぶ複数個の突起体を形成した場合、突起体の角部が移
動体7の摩擦材5にくい込み、移動体のスムーズな回転
を阻害するという問題があった。
However, a plurality of protrusions arranged in the circumferential direction are provided for the purpose of enlarging the lateral movement of the elliptical locus due to the traveling wave on the surface of the vibrating body 3 and increasing the rotational speed of the moving body 7. When a body is formed, there is a problem in that the corners of the protrusions fit into the friction material 5 of the moving body 7 and hinder the smooth rotation of the moving body.

【0012】そこで、従来ではこの角部をR加工しスム
ーズな回転を得ていた。しかし、この加工は非能率的で
あり、量産には適さないという問題点があった。
Therefore, conventionally, this corner has been rounded to obtain a smooth rotation. However, this process is inefficient and is not suitable for mass production.

【0013】また、移動体の回転検出に関しては、ロー
タリエンコーダが負荷となり超音波モータの効率が低下
するという課題があった。
Further, regarding the rotation detection of the moving body, there is a problem that the rotary encoder becomes a load and the efficiency of the ultrasonic motor is lowered.

【0014】また、歯車の歯の加工誤差や、複数の歯車
の噛み合わせ誤差、バックラッシュなどが正確な位置制
御を困難にし、また回転検出部の形状の大きさなどが問
題となっていた。
Further, it is difficult to perform accurate position control due to a machining error of gear teeth, a meshing error of a plurality of gears, backlash, and the like, and the size of the rotation detecting portion becomes a problem.

【0015】そして、エンコーダとして光センサと回転
検出板を利用する非接触回転数検出を用いている例もあ
るが、センサ出力のふらつきが大きく、正確な制御がで
きないという問題があった。
There is also an example in which non-contact rotation speed detection using an optical sensor and a rotation detection plate is used as an encoder, but there is a problem that sensor output fluctuates greatly and accurate control cannot be performed.

【0016】本発明はこれらの課題を解決して、駆動効
率が高く、信頼性と安定性が高い超音波モータを提供す
ることを目的とするとともに、制御性の優れた超音波モ
ータ装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve these problems and to provide an ultrasonic motor having high driving efficiency, high reliability and stability, and at the same time, providing an ultrasonic motor device having excellent controllability. The purpose is to do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】振動体に設けられた突起
体先端に、円周方向に均一な弾性体からなる摺動材を接
着、あるいは一体成形等の方法で設置することにより、
振動体の突起体の角のR加工を行うことなしに、振動体
と移動体の均一な接触を実現し、駆動効率の高い、しか
も信頼性の高い超音波モータを実現する。
[Means for Solving the Problems] By attaching a sliding member made of an elastic body, which is uniform in the circumferential direction, to the tip of a protrusion provided on a vibrating body, or by installing the sliding material by a method such as integral molding,
To realize an ultrasonic motor with high driving efficiency and high reliability, which realizes uniform contact between the vibrating body and the moving body without performing R processing on the corners of the protrusions of the vibrating body.

【0018】また、振動体に円周方向に均一な円環状の
突起体を設け、突起体の側面部に半径方向に均一な複数
個の穴を設けることにより、振動体と移動体の均一な接
触を実現し、駆動効率の高い、しかも信頼性の高い超音
波モータを実現する。
Further, the vibrating body is provided with an annular projection which is uniform in the circumferential direction, and a plurality of holes which are uniform in the radial direction are provided on the side surface of the projection so that the vibrating body and the moving body are made uniform. Realizes an ultrasonic motor that achieves contact, high drive efficiency, and high reliability.

【0019】次に、移動体の側面、端面に回転方向と直
角方向に交互に形成された低反射部と高反射部からなる
被検出体と、振動体を支持する振動体支持部に設置され
た検出器を用いることにより得られる回転情報を利用す
るか、または、移動体の一部を半径方向に張り出させ、
その上に回転方向と直角方向に交互に低反射部と高反射
部、または低透過部と高透過部を形成し、振動体支持部
に設置された検出器より得られる出力を回転情報として
利用することにより、小型で制御性の優れた超音波モー
タを実現する。
Next, the side surface and the end surface of the moving body are installed on a detected body composed of a low reflection portion and a high reflection portion which are alternately formed on the side surface and the end surface in a direction perpendicular to the rotation direction, and a vibration body supporting portion for supporting the vibration body. Using the rotation information obtained by using the detector, or to extend a part of the moving body in the radial direction,
A low-reflection part and a high-reflection part, or a low-transmission part and a high-transmission part are formed alternately in the direction perpendicular to the rotation direction, and the output obtained from the detector installed on the vibrator support is used as rotation information. By doing so, a small ultrasonic motor with excellent controllability is realized.

【0020】加えて、超音波モータの回転数を検出する
光センサと回転検出板よりなる回転検出部の出力信号
を、その振幅最上点と振幅最下点を立ち上がり点、立ち
下がり点とする方形波に変換し、その方形波を用いて等
速制御を行うことにより、制御性の優れた超音波モータ
を実現する。
In addition, the output signal of the rotation detecting section consisting of the optical sensor for detecting the number of rotations of the ultrasonic motor and the rotation detecting plate is a square whose amplitude maximum point and amplitude minimum point are rising and falling points. An ultrasonic motor having excellent controllability is realized by converting into a wave and performing constant velocity control using the square wave.

【0021】[0021]

【作用】振動体に設けられた突起体の先端部に、円周方
向に均一な弾性体からなる摺動材を接着、または一体成
形等の方法で配置することにより、接触部は連続的な面
となる。このため、摺動材の表面粗さが制御しやすくな
り振動体と移動体の均一な接触を実現し、振動体の駆動
力を効率よく移動体に伝達することにより、駆動効率の
高い超音波モータを実現することができる。また、摺動
材の厚みを薄くすることにより振動体の振幅の減少や共
振周波数の増大を抑えることができる。
The contact portion is continuous by arranging a sliding member made of an elastic body that is uniform in the circumferential direction on the tip of the projection provided on the vibrating body by bonding or by integrally molding. It becomes a face. Therefore, the surface roughness of the sliding material can be easily controlled, and even contact between the vibrating body and the moving body can be realized, and the driving force of the vibrating body can be efficiently transmitted to the moving body. A motor can be realized. Further, by reducing the thickness of the sliding member, it is possible to suppress a decrease in the amplitude of the vibrating body and an increase in the resonance frequency.

【0022】また、振動体に円周方向に均一な円環状の
突起体を設け、突起体の側面部に半径方向に均一な複数
個の穴を設けて突起体の先端が連続した形状にすること
により、振動体の駆動力を効率よく移動体に伝達するこ
とにより、駆動効率の高い超音波モータを実現すること
ができる。移動体の接触面に生じる極端な応力集中が緩
和され移動体の接触面の劣化を防ぐことが出来き、信頼
性、安定性の優れた超音波モータを得ることができる。
Further, the vibrating body is provided with an annular projection which is uniform in the circumferential direction, and a plurality of holes which are uniform in the radial direction are provided in the side surface of the projection so that the tip of the projection is continuous. As a result, the ultrasonic motor having high driving efficiency can be realized by efficiently transmitting the driving force of the vibrating body to the moving body. Extreme stress concentration on the contact surface of the moving body is mitigated, deterioration of the contact surface of the moving body can be prevented, and an ultrasonic motor having excellent reliability and stability can be obtained.

【0023】次に、移動体の側面、端面に回転方向と直
角方向に交互に形成した低反射部と高反射部の被検出体
と振動体支持部に設置された検出器より構成された回転
検出部の出力を回転出力として利用することにより、従
来必要であった回転検出板を新たに設ける必要がなくな
り小型で、制御性の優れた超音波モータを実現する。ま
た、移動体の一部を半径方向に張り出させ、その上に回
転方向と直角方向に交互に低反射部と高反射部、または
低透過部と高透過部を形成した回転検出板と振動体支持
部に設置された検出器よりなる回転検出部の出力を回転
出力として利用することにより、小型で制御性の優れた
超音波モータを実現する。これは、移動体の剛性の一部
を回転検出板に担わせる構成のため可能となる。
Next, the rotation composed of the low-reflective portion and the high-reflective portion to be detected, which are alternately formed on the side surface and the end surface of the moving body in the direction perpendicular to the rotation direction, and the detector installed on the vibrating body supporting portion. By utilizing the output of the detection unit as the rotation output, it is not necessary to newly provide a rotation detection plate, which was required in the past, and an ultrasonic motor having a small size and excellent controllability is realized. In addition, a part of the moving body is projected in the radial direction, and a low detection part and a high reflection part, or a low transmission part and a high transmission part are alternately formed on it in a direction perpendicular to the rotation direction, and the rotation detection plate and vibration By using the output of the rotation detection unit, which is a detector installed on the body support unit, as the rotation output, a compact ultrasonic motor with excellent controllability is realized. This is possible because the rotation detecting plate bears a part of the rigidity of the moving body.

【0024】加えて、超音波モータの回転数を検出する
光センサと回転検出板よりなる回転検出部の出力を駆動
周波数発生部にフィードバックして超音波モータの回転
を等速に制御する信号として、回転検出部の出力信号の
最上点と最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方
形波を用いることにより、センサの出力レベルのふらつ
きに影響を受けない超音波モータの回転に同期した出力
が得られる。そこで、この出力信号を用いて駆動周波数
を制御することにより、より制御性の優れた超音波モー
タを実現することが出来る。
In addition, a signal for controlling the rotation of the ultrasonic motor at a constant speed by feeding back the output of the rotation detecting portion composed of an optical sensor for detecting the rotational speed of the ultrasonic motor and the rotation detecting plate to the drive frequency generating portion. By using a square wave whose rising and falling points are the highest and lowest points of the output signal of the rotation detector, the output synchronized with the rotation of the ultrasonic motor is not affected by the fluctuation of the output level of the sensor. Is obtained. Therefore, by controlling the drive frequency using this output signal, it is possible to realize an ultrasonic motor with better controllability.

【0025】[0025]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明の実施例1について、図面を
参照しながら説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1(a)は、本発明の実施例1の超音波
モータの断面図である。同図において、1はステンレス
などで作られた円板形の弾性体、1−aは弾性体上に励
起する弾性波を拡大を目的とする突起体、1−bは突起
体先端に接着された摺動材である。
FIG. 1A is a sectional view of an ultrasonic motor according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a disk-shaped elastic body made of stainless steel or the like, 1-a is a projection for expanding elastic waves excited on the elastic body, and 1-b is attached to the tip of the projection. It is a sliding material.

【0027】2は円板形の圧電セラッミクであり、3は
弾性体1と圧電セラミック2を貼合せて構成した振動
体、4は振動体3を支持する支持体である。
Reference numeral 2 is a disk-shaped piezoelectric ceramic, 3 is a vibrating body constructed by laminating the elastic body 1 and the piezoelectric ceramic 2, and 4 is a supporting body for supporting the vibrating body 3.

【0028】5は耐摩耗性材料で作られた摩擦材、6は
ステンレス綱などで作られた弾性体であり、7は摩擦材
5と弾性体6で構成された移動体、8は摩擦材5を介し
て移動体7を振動体3に加圧接触させる皿ばね、9は移
動体7に損失なく回転運動を伝えるために設置したベア
リング、10は皿ばね8に設定加圧力を発生させる止め
輪である。また、図1(b)は振動体7の斜視切断図で
ある。
Reference numeral 5 is a friction material made of a wear-resistant material, 6 is an elastic body made of stainless steel, 7 is a moving body composed of the friction material 5 and the elastic body 6, and 8 is a friction material. 5 is a disc spring for bringing the moving body 7 into pressure contact with the vibrating body 3, 9 is a bearing installed in order to transmit the rotary motion to the moving body 7 without loss, 10 is a stop for generating a set pressing force on the disc spring 8. It is a ring. Further, FIG. 1B is a perspective cutaway view of the vibrating body 7.

【0029】次に、図2を用いて同構造の効果を説明す
る。振動体3上のA点は進行波の励起により長軸2w、
短軸2uの楕円運動をする。この振動体3上に突起体1
−aを形成することにより、その突起体1−a上のB点
はA点に比べ横方向に大きな楕円運動をする。
Next, the effect of the same structure will be described with reference to FIG. The point A on the vibrating body 3 has a long axis 2w due to the excitation of the traveling wave,
It makes an elliptic motion of the minor axis 2u. The protrusion 1 is placed on the vibrating body 3.
By forming −a, the point B on the protrusion 1-a makes a larger elliptic motion in the lateral direction than the point A.

【0030】つまり、振動体3上に設けた突起体1−a
上に移動体6を加圧設置することにより、振動体3に移
動体を直接加圧設置した場合に比べ大きな出力(大きな
移動体速度)を得ることが出来る。
That is, the protrusion 1-a provided on the vibrating body 3
By placing the moving body 6 under pressure, a larger output (greater moving body speed) can be obtained as compared with the case where the moving body is placed under pressure directly on the vibrating body 3.

【0031】また、この突起体1−aが円周方向に連続
なものであれば、振動体3の曲げ剛性が大きくなって、
その突起体1−a上に励起する振動が極端に小さくな
り、移動体7の速度が著しく低下する。
If the projection 1-a is continuous in the circumferential direction, the flexural rigidity of the vibrating body 3 increases,
The vibration excited on the protrusion 1-a becomes extremely small, and the speed of the moving body 7 remarkably decreases.

【0032】そこで、振動体3の曲げ剛性を下げるため
に、この突起体を複数個に分割する構成も採られた。
Therefore, in order to reduce the bending rigidity of the vibrating body 3, a configuration is adopted in which the protrusion is divided into a plurality of pieces.

【0033】ところが、同構成においは、突起体の先端
が移動体の接触面を攻撃し、超音波モータの信頼性や安
定性を低下させる。
However, in the same configuration, the tips of the projections attack the contact surface of the moving body, and reduce the reliability and stability of the ultrasonic motor.

【0034】そこで、突起体1−aと移動体7の間に、
プラスチックなどの比較的小さな弾性率を有する弾性体
よりなる摺動材1−bを設ける。この円周方向に均一な
摺動材1−bが移動体7に直接接触するため、摺動材1
−b上に起きる連続性のある変形がスムーズに移動体7
に伝達される。
Therefore, between the protrusion 1-a and the moving body 7,
A sliding member 1-b made of an elastic body having a relatively small elastic modulus such as plastic is provided. Since the sliding material 1-b, which is uniform in the circumferential direction, directly contacts the moving body 7, the sliding material 1
-Continuous deformation that occurs on top of the moving body 7
Be transmitted to.

【0035】これにより、移動体の接触面に生じる極端
な応力集中が緩和され移動体の接触面の劣化を防ぐこと
が出来き、信頼性、安定性の優れた超音波モータを得る
ことが出来た。
As a result, the extreme stress concentration generated on the contact surface of the moving body can be alleviated and the contact surface of the moving body can be prevented from deteriorating, and an ultrasonic motor having excellent reliability and stability can be obtained. It was

【0036】(実施例2)以下、本発明の実施例2につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】図3(a)は、本発明の実施例2の超音波
モータの断面図である。同図において、1はステンレス
などで作られた円板形の弾性体、1−aは弾性体上に励
起する弾性波の拡大を目的とする突起体、2は円板形の
圧電セラッミクであり、3は弾性体1と圧電セラミック
2を貼合せて構成した振動体である。
FIG. 3A is a sectional view of an ultrasonic motor according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a disk-shaped elastic body made of stainless steel or the like, 1-a is a projection for expanding elastic waves excited on the elastic body, and 2 is a disk-shaped piezoelectric ceramic. Reference numeral 3 is a vibrating body configured by laminating the elastic body 1 and the piezoelectric ceramic 2.

【0038】4は振動体3は支持する支持体、5は耐摩
耗性材料で作られた摩擦材、6はステンレス綱などで作
られた弾性体である。
Reference numeral 4 is a support for supporting the vibrating body 3, 5 is a friction material made of a wear-resistant material, and 6 is an elastic body made of stainless steel or the like.

【0039】7は摩擦材5と弾性体6で構成された移動
体、8は摩擦材5を介して移動体7を振動体3に加圧接
触させる皿ばね、9は移動体7に損失なく回転運動を伝
えるために設置したベアリング、10は皿ばね8に設定
加圧力を発生させる止め輪である。
Reference numeral 7 is a moving body composed of the friction material 5 and the elastic body 6, 8 is a disc spring for bringing the moving body 7 into pressure contact with the vibrating body 3 via the friction material 5, and 9 is a loss in the moving body 7. A bearing 10 installed to transmit the rotational movement is a retaining ring for generating a set pressing force on the disc spring 8.

【0040】同構成において、突起体1−aの形状を図
3(b)に示すように先端部が連結した形状にした。こ
の移動体との接触面が均一な突起体1−aが移動体7に
直接接触するため、突起体1−aの先端部に起きる連続
性のある変形がスムーズに移動体7に伝達される。
In the same construction, the projection 1-a has a shape in which the tips are connected as shown in FIG. 3 (b). Since the protrusion 1-a having a uniform contact surface with the moving body directly contacts the moving body 7, continuous deformation occurring at the tip of the protruding body 1-a is smoothly transmitted to the moving body 7. .

【0041】これにより、移動体の接触面に生じる極端
な応力集中が緩和され移動体の接触面の劣化を防ぐこと
が出来き、信頼性、安定性の優れた超音波モータを得る
ことが出来た。
As a result, the extreme stress concentration generated on the contact surface of the moving body can be alleviated and the contact surface of the moving body can be prevented from deteriorating, and an ultrasonic motor having excellent reliability and stability can be obtained. It was

【0042】(実施例3)以下、本発明の実施例3につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3) Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0043】図4(a)は、本発明の実施例3の振動体
の突起体部を含む断面図である。同図において、1−a
は弾性体上に励起する弾性波の変位拡大を目的とする突
起体、1−bは突起体先端に接着された弾性体から成る
摺動材、1−cは弾性体に形成された1μm〜100μ
mの緩やかなたるみ、3は振動体である。
FIG. 4 (a) is a sectional view including the protruding portion of the vibrating body according to the third embodiment of the present invention. In the figure, 1-a
Is a projection for the purpose of expanding the displacement of elastic waves excited on the elastic body, 1-b is a sliding member made of an elastic body adhered to the tip of the projection, and 1-c is 1 μm formed on the elastic body. 100μ
The slack of m is 3, and 3 is a vibrating body.

【0044】たるみ1−cを設けることにより、振動体
3の等価的な曲げ剛性の上昇を抑制することができる。
By providing the slack 1-c, it is possible to suppress an increase in equivalent bending rigidity of the vibrating body 3.

【0045】これにより、本発明は実施例1の効果に加
えて、摺動材1−bによる振動体3に励起される振動の
阻害を防止することができる。
As a result, in addition to the effect of the first embodiment, the present invention can prevent the inhibition of the vibration excited by the sliding member 1-b in the vibrating body 3.

【0046】このため、信頼性、安定性の優れた超音波
モータを得ることが出来た。なお、ここでは弾性体にた
るみを持たせただけであったが、図4(b)に示す様に
弾性体を分割し、曲げ加工を行うことによっても、同等
の効果が得られる。
Therefore, an ultrasonic motor having excellent reliability and stability could be obtained. Although only the elastic body is provided with slack here, the same effect can be obtained by dividing the elastic body and bending it as shown in FIG. 4B.

【0047】(実施例4)以下、本発明の実施例4につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 4) Hereinafter, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0048】図5(a)は、本発明の実施例4の振動体
の一部の断面図である。同図において、1−aは弾性体
上に励起する弾性波の変位拡大を目的とする突起体、1
−cは弾性体に形成された1μm〜100μmの緩やか
なたるみ、3は振動体である。
FIG. 5A is a sectional view of a part of the vibrating body according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, 1-a is a projection for the purpose of expanding displacement of elastic waves excited on the elastic body, 1
-C is a slack of 1 μm to 100 μm formed in an elastic body, and 3 is a vibrating body.

【0049】たるみ1−cを設けることにより、振動体
3の等価的な剛性の上昇を抑制することができる。
By providing the slack 1-c, the equivalent increase in rigidity of the vibrating body 3 can be suppressed.

【0050】これにより、本発明は実施例2の効果に加
えて、突起体1−aによる振動体3に励起される振動の
阻害を防止することができる。
As a result, in addition to the effect of the second embodiment, the present invention can prevent the inhibition of the vibration excited by the vibrating body 3 by the protrusion 1-a.

【0051】このため、信頼性、安定性の優れた超音波
モータを得ることが出来た。なお、ここでは弾性体にた
るみを持たせただけであったが、図5(b)に示す様に
突起体を分割し、曲げ加工を行うことによっても、同等
の効果が得られる。
Therefore, an ultrasonic motor having excellent reliability and stability could be obtained. Although only the elastic body is provided with slack in this case, the same effect can be obtained by dividing the protrusion as shown in FIG. 5 (b) and performing bending.

【0052】(実施例5)以下、本発明の実施例5につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0053】図6(a)は、本発明の実施例5の超音波
モータ装置の断面図である。同図において、1はステン
レスなどで作られた円板形の弾性体、2は円板形の圧電
セラミックであり、3は弾性体1と圧電セラミック2を
貼合せて構成した振動体である。
FIG. 6A is a sectional view of an ultrasonic motor device according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a disk-shaped elastic body made of stainless steel or the like, 2 is a disk-shaped piezoelectric ceramic, and 3 is a vibrating body formed by laminating the elastic body 1 and the piezoelectric ceramic 2.

【0054】4は振動体3は支持する支持体、5は耐摩
耗性材料で作られた摩擦材、6はステンレス綱などで作
られた弾性体であり、7は摩擦材5と弾性体6で構成さ
れた移動体であり、移動体7の側面には低反射部7−a
と高反射部7−bが交互に形成されている。
Reference numeral 4 is a support for supporting the vibrating body 3, 5 is a friction material made of a wear resistant material, 6 is an elastic body made of stainless steel, and 7 is a friction material 5 and an elastic body 6. And a low reflection portion 7-a on the side surface of the moving body 7.
And high-reflecting portions 7-b are formed alternately.

【0055】7−cは複数組の低反射部7−aと高反射
部7−bで構成された被検出体、8は摩擦材5を介して
移動体7を振動体3に加圧接触させる皿ばね、9は移動
体7に損失なく回転運動を伝えるために設置したベアリ
ングである。
Reference numeral 7-c is an object to be detected which is composed of a plurality of sets of low-reflecting portions 7-a and high-reflecting portions 7-b, and 8 is a pressure contact of the moving body 7 to the vibrating body 3 via the friction material 5. Belleville springs 9 are bearings installed in order to transmit rotary motion to the moving body 7 without loss.

【0056】11は、被検出体7−cと向かい合う形で
支持体4に設置された回転検出器であり、ここではこの
検出器は反射型の検出器である。また、同時に図6
(b)に移動体7と被検出体7−cの斜視図を示す。
Reference numeral 11 denotes a rotation detector installed on the support 4 so as to face the object 7-c to be detected. Here, this detector is a reflection type detector. At the same time, FIG.
A perspective view of the moving body 7 and the detected body 7-c is shown in FIG.

【0057】同構成において、移動体7に形成された被
検出体7−cと支持体4に設置された回転検出器11に
よって、移動体7の運動を検出した結果を図7(a)に
示す。
7A shows the result of detecting the motion of the moving body 7 by the detected body 7-c formed on the moving body 7 and the rotation detector 11 installed on the support body 4 in the same configuration. Show.

【0058】この回転検出結果をモータの回転情報と
し、図7(b)に示すような駆動回路を用いて超音波モ
ータをフィードバック制御することにより、回転のばら
つきを抑えた、制御性の優れた超音波モータを得ること
が出来る。
The rotation detection result is used as motor rotation information, and the ultrasonic motor is feedback-controlled by using a drive circuit as shown in FIG. 7B to suppress variations in rotation and to achieve excellent controllability. An ultrasonic motor can be obtained.

【0059】同図において、21は超音波モータ、22
は超音波モータ21の移動体の回転を検出する回転検出
部、23は超音波モータ21の圧電体に印加する交流電
圧を出力する電圧制御回路、電圧制御回路23の23−
aは周波数制御端子であり、この周波数制御端子23−
aに印加する電圧を可変することにより、電圧制御回路
23で発生する駆動交流信号の周波数を可変することが
出来る。
In the figure, 21 is an ultrasonic motor, 22
Is a rotation detection unit that detects the rotation of the moving body of the ultrasonic motor 21, 23 is a voltage control circuit that outputs an AC voltage applied to the piezoelectric body of the ultrasonic motor 21, and 23- of the voltage control circuit 23.
a is a frequency control terminal, and this frequency control terminal 23-
By changing the voltage applied to a, the frequency of the drive AC signal generated in the voltage control circuit 23 can be changed.

【0060】24は回転検出部22より得られた出力信
号と回転数制御端子24−aに入力される速度信号を比
較し、2つの位相差に比例した電圧を出力する等速制御
回路である。
Reference numeral 24 is a constant velocity control circuit for comparing the output signal obtained from the rotation detector 22 with the speed signal input to the rotation speed control terminal 24-a and outputting a voltage proportional to the two phase differences. .

【0061】本構成により、従来から困難であった薄型
で、かつ回転検出装置を有した超音波モータを得ること
が出来た。
With this configuration, it is possible to obtain a thin ultrasonic motor having a rotation detecting device, which has been difficult in the past.

【0062】また、本構成では円筒形の移動体の側面に
被検出体を設けているため、支持体に固定された回転検
出器と被検出体との距離が変化する。
Further, in this configuration, since the object to be detected is provided on the side surface of the cylindrical moving body, the distance between the rotation detector fixed to the support and the object to be detected changes.

【0063】そこで、回転検出器と被検出体の距離が最
小となる地点を検出点とし、その点でセンサ感度が最大
となるようにセンサを設置する。
Therefore, the point where the distance between the rotation detector and the object to be detected is the minimum is set as the detection point, and the sensor is installed so that the sensor sensitivity is maximized at that point.

【0064】これにより、検出点以外からの散乱光によ
り検出器出力の擾乱を小さくすることが可能となった。
As a result, it is possible to reduce the disturbance of the detector output due to the scattered light from other than the detection point.

【0065】これらのことより、信頼性の高い回転検出
装置を有し、本体と回転検出装置の部品を兼用するため
部品点数の少ない、薄型の超音波モータ装置を得ること
が出来た。
From the above, it is possible to obtain a thin ultrasonic motor device having a highly reliable rotation detecting device and having a small number of parts because the main body and the parts of the rotation detecting device are used in common.

【0066】(実施例6)図8(a)は実施例6の基本
構成図である。基本構成は実施例5と同様であるが、実
施例5の被検出体として、移動体の一部をその半径方向
に突出させた回転検出板7−dを用いる。
(Sixth Embodiment) FIG. 8A is a basic configuration diagram of the sixth embodiment. The basic configuration is the same as that of the fifth embodiment, but as the detected body of the fifth embodiment, a rotation detection plate 7-d in which a part of the moving body is projected in the radial direction is used.

【0067】この回転検出板7−dの移動体の回転軸と
垂直な面には、交互に形成された複数組の低反射部7−
aと高反射部7−bよりなる被検出体7−cがあり、こ
の回転検出板と向かい合う形で設置された反射型の回転
検出器11とで回転検出部は構成されている。
On the surface of the rotation detecting plate 7-d which is perpendicular to the rotation axis of the moving body, a plurality of sets of low reflection portions 7-, which are alternately formed, are formed.
There is an object to be detected 7-c composed of a and a high-reflecting portion 7-b, and the rotation detecting portion is constituted by a reflection type rotation detector 11 installed facing the rotation detecting plate.

【0068】また、図8(b)には移動体7と回転検出
板7−dの斜視図を示す。この構成により、実施例5と
同等の効果が得られ、加えて移動体を補強する役割も果
たしている。
FIG. 8B shows a perspective view of the moving body 7 and the rotation detecting plate 7-d. With this configuration, the same effect as that of the fifth embodiment is obtained, and in addition, it also plays a role of reinforcing the moving body.

【0069】なお、ここでは、低反射部7−aと高反射
部7−bを設け、検出器を反射型としたが、これらをそ
れぞれ低透過部と高透過部7−b、透過型の検出器とし
ても同等の効果が得られる。
Here, although the low reflection part 7-a and the high reflection part 7-b are provided and the detector is of a reflection type, these are respectively a low transmission part, a high transmission part 7-b and a transmission type. The same effect can be obtained as a detector.

【0070】(実施例7)以下、本発明の実施例7につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Seventh Embodiment) A seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0071】図9は、本発明の実施例7の超音波モータ
装置の駆動回路図である。同図において、21は超音波
モータ、22は超音波モータ21の移動体の回転を検出
する回転検出部、23は超音波モータ21の圧電体に印
加する交流駆動電圧を発生する電圧制御回路、電圧制御
回路23の23−aは周波数制御端子である。
FIG. 9 is a drive circuit diagram of an ultrasonic motor device according to a seventh embodiment of the present invention. In the figure, 21 is an ultrasonic motor, 22 is a rotation detection unit that detects the rotation of a moving body of the ultrasonic motor 21, 23 is a voltage control circuit that generates an AC drive voltage applied to the piezoelectric body of the ultrasonic motor 21, 23-a of the voltage control circuit 23 is a frequency control terminal.

【0072】周波数制御端子23−aに印加する電圧を
可変することにより、電圧制御回路23で発生する交流
駆動電圧の周波数を可変することが出来き、24は回転
検出部22より得られた出力信号と回転数制御端子24
−aに入力される速度信号を比較し、2つの位相差に比
例した電圧を出力する等速制御回路である。
By changing the voltage applied to the frequency control terminal 23-a, the frequency of the AC drive voltage generated in the voltage control circuit 23 can be changed, and 24 is the output obtained from the rotation detecting section 22. Signal and speed control terminal 24
It is a constant speed control circuit that compares the speed signals input to -a and outputs a voltage proportional to the two phase differences.

【0073】同回路において、回転検出部22より出力
される信号を図10aに示す。この出力信号は移動体と
連動しており、低透過部と高透過部を交互に複数組持つ
回転検出板が光センサよりなる回転検出器を通過した際
の出力である。
In the same circuit, the signal output from the rotation detector 22 is shown in FIG. 10a. This output signal is interlocked with the moving body and is an output when a rotation detection plate having a plurality of sets of low-transmission parts and high-transmission parts alternately passes through a rotation detector composed of an optical sensor.

【0074】この信号は出力レベルに大きな変動があ
り、制御に用いるには不適当な信号でる。
This signal has a large fluctuation in the output level and is an inappropriate signal for use in control.

【0075】そこで、移動体の速度変化が出力波形の位
相変化で出力される点に注目し、このaの信号をその振
幅最上点と振幅最下点を立ち上がり点、立ち下がり点と
する方形波に変換したのが図10bの信号であり、この
信号を回転数制御端子4−aに印加する回転数の基準信
号と比較することにより、従来問題となっていた出力レ
ベルのふらつき等の回転検出部の誤差による回転数制御
誤差を極めて小さくすることが出来た。
Therefore, paying attention to the point that the change in the velocity of the moving body is output by the change in the phase of the output waveform, the square wave having the signal of a as the rising point and the falling point of the amplitude uppermost point and the amplitude lowermost point is used. The signal of FIG. 10b is converted into the signal of FIG. 10B. By comparing this signal with the reference signal of the rotation speed applied to the rotation speed control terminal 4-a, the rotation detection such as the fluctuation of the output level which has been a problem in the past is detected. It was possible to reduce the rotational speed control error due to part error to an extremely small level.

【0076】(実施例8)以下、本発明の実施例8につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 8) An embodiment 8 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0077】図11は、本発明の実施例8の回路ブロッ
ク図である。同図において、22は移動体の回転を検出
する回転検出部、25は入力された波形を微分出力する
微分回路、26はコンパレータ、27はモータの駆動制
御回路である。
FIG. 11 is a circuit block diagram of the eighth embodiment of the present invention. In the figure, 22 is a rotation detector for detecting the rotation of the moving body, 25 is a differentiating circuit for differentiating and outputting the input waveform, 26 is a comparator, and 27 is a motor drive control circuit.

【0078】同回路において、回転検出部22より出力
される信号を図12aに示す。この信号は移動体と連動
して動き、低透過部と高透過部を交互に複数組持つ回転
検出板が光センサよりなる回転検出器を通過した際の出
力である。
In the same circuit, the signal output from the rotation detector 22 is shown in FIG. 12a. This signal is output when a rotation detection plate having a plurality of sets of low-transmission parts and high-transmission parts alternately passes through a rotation detector composed of an optical sensor, which moves in conjunction with the moving body.

【0079】この信号は出力レベルに大きな変動があ
り、制御に用いるには不適当な信号である。
This signal has a large variation in the output level and is unsuitable for use in control.

【0080】そこで、この信号をその振幅最上点と振幅
最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波に変
換する。
Therefore, this signal is converted into a square wave having its uppermost point and its lowermost point of rising and falling points.

【0081】まず、最初に回転検出部22の出力信号a
を微分回路25に入力して微分を行う。
First, the output signal a of the rotation detector 22 is first.
Is input to the differentiating circuit 25 to differentiate.

【0082】その出力信号を図12bに示す。この信号
はaの信号のピーク点で必ず出力が0となる信号であ
る。
The output signal is shown in FIG. 12b. This signal is a signal whose output is always 0 at the peak point of the signal a.

【0083】次に、このb信号をカット電圧をグランド
レベルに設定したコンパレータ26に入力し、図12c
に示すような振幅最上点と振幅最下点を立ち上がり点、
立ち下がり点とする方形波を得る。
Next, the signal b is input to the comparator 26 whose cut voltage is set to the ground level, and the signal shown in FIG.
As shown in, the maximum amplitude and the minimum amplitude are the rising points,
Get the square wave that is the falling point.

【0084】この信号cを用いて、駆動制御を行うこと
により、従来問題となっていた出力レベルのふらつき等
の回転検出部の誤差による回転数制御誤差をきわめて小
さくすることが出来た。
By performing drive control using this signal c, the rotation speed control error due to the error of the rotation detection unit such as the fluctuation of the output level, which has been a problem in the related art, can be made extremely small.

【0085】(実施例9)以下、本発明の実施例9につ
いて、図面を参照しながら説明する。
(Ninth Embodiment) A ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0086】図13は、本発明の実施例9の回路ブロッ
ク図である。同図において、22は移動体の回転を検出
する回転検出部、28は全波整流回路、29はピークホ
ールド回路、26はコンパレータ、30は分周処理を行
うカウンタ、27はモータを駆動制御する駆動制御回路
である。
FIG. 13 is a circuit block diagram of the ninth embodiment of the present invention. In the figure, 22 is a rotation detection unit that detects the rotation of the moving body, 28 is a full-wave rectification circuit, 29 is a peak hold circuit, 26 is a comparator, 30 is a counter that performs frequency division processing, and 27 is a drive control of the motor. It is a drive control circuit.

【0087】同回路において、回転検出部22より出力
される信号を図14aに示す。この信号は移動体と連動
して動き、低透過部と高透過部を交互に複数組持つ回転
検出板が光センサよりなる回転検出器を通過した際の出
力である。
In the same circuit, the signal output from the rotation detector 22 is shown in FIG. 14a. This signal is output when a rotation detection plate having a plurality of sets of low-transmission parts and high-transmission parts alternately passes through a rotation detector composed of an optical sensor, which moves in conjunction with the moving body.

【0088】この信号は出力レベルに大きな変動があ
り、制御に用いるには不適当な信号である。
This signal has a large fluctuation in the output level and is unsuitable for use in control.

【0089】そこで、この信号をその振幅最上点と振幅
最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波に変
換する。
Therefore, this signal is converted into a square wave having its uppermost point and its lowermost point of rising and falling points.

【0090】まず、最初に回転検出部22の出力信号a
を全波整流回路28に入力して全波整流を行う。その出
力信号を図14bに示す。
First, the output signal a of the rotation detector 22
Is input to the full-wave rectifier circuit 28 to perform full-wave rectification. The output signal is shown in FIG. 14b.

【0091】次に、このb信号をピークホールド回路2
9に入力する。この回路により、入力信号bの立ち上が
り部の検出を行う。この回路の出力信号は図14cであ
る。
Next, this b signal is applied to the peak hold circuit 2
Enter in 9. This circuit detects the rising portion of the input signal b. The output signal of this circuit is FIG. 14c.

【0092】続いて、信号bと信号cを比較回路である
コンパレータ26に入力する。これにより、信号bの立
ち上がり部を検出したデジタル信号dが得られる。
Then, the signals b and c are input to the comparator 26 which is a comparison circuit. As a result, the digital signal d obtained by detecting the rising portion of the signal b is obtained.

【0093】そして、最後にカウンタに信号dを入力
し、分周処理を行うことにより、回転検出部より出力さ
れた信号aの最上点と最下点を立ち上がり点、立ち下が
り点とする方形波を得る。
Finally, by inputting the signal d to the counter and performing frequency division processing, a square wave having the rising and falling points as the uppermost and lowermost points of the signal a output from the rotation detecting section is obtained. To get

【0094】この信号eを用いて、駆動制御を行うこと
により、従来問題となっていた出力レベルのふらつき等
の回転検出部の誤差による回転数制御誤差をきわめて小
さくすることが出来た。
By performing drive control using this signal e, the rotational speed control error due to the error of the rotation detecting unit such as the fluctuation of the output level, which has been a problem in the related art, can be made extremely small.

【0095】(実施例10)以下、本発明の実施例10
について、図面を参照しながら説明する。
Example 10 Hereinafter, Example 10 of the present invention will be described.
Will be described with reference to the drawings.

【0096】図15(a)図は、本発明の実施例10の
回路ブロック図である。同図において、22は移動体の
回転を検出する回転検出部、31は入力された波形を演
算処理し出力するディジタル処理部であり、27はモー
タの駆動制御回路である。なお、ディジタル化処理部は
信号を作る信号作成部31−aとそれを制御するCPU
31−bよりなっている。
FIG. 15A is a circuit block diagram of the tenth embodiment of the present invention. In the figure, 22 is a rotation detecting section for detecting the rotation of the moving body, 31 is a digital processing section for calculating and outputting the input waveform, and 27 is a motor drive control circuit. The digitization processing unit is a signal generation unit 31-a that generates a signal and a CPU that controls the signal generation unit 31-a.
31-b.

【0097】同回路ブロックにおいて、デジタル化処理
部の動作を簡単に説明する。本処理部ではCPUによっ
て回転検出部からの入力信号のピーク位置を検出し、そ
の時点でHighレベルからLowレベルへ、またLowレベルか
らHighレベルへ信号を変化させる信号作成部のスイッチ
の切り換えを行う。
The operation of the digitization processing unit in the circuit block will be briefly described. In this processing unit, the CPU detects the peak position of the input signal from the rotation detection unit, and at that time, switches the switch of the signal generation unit that changes the signal from the High level to the Low level and from the Low level to the High level. .

【0098】これにより、回転検出部から入力されたア
ナログ信号を、その振幅最上点と振幅最下点を立ち上が
り点、立ち下がり点とする方形波に変換する構成になっ
ている。また、図15(b)図には簡単な信号処理部3
1−aの一例を示す。
As a result, the analog signal input from the rotation detecting section is converted into a square wave whose rising and falling points are the maximum amplitude point and the minimum amplitude point. In addition, a simple signal processing unit 3 is shown in FIG.
An example of 1-a is shown.

【0099】図16はCPU内で実行されるフローチャ
ート図である。以下、フローチャート図により動作を簡
単に説明する。
FIG. 16 is a flow chart executed in the CPU. The operation will be briefly described below with reference to the flowcharts.

【0100】最初に初期化[スイッチ命令変数(S)を
Lowに、比較信号レベル(C0)を0に、経過時間(tim
e)を0に設定。サンプリング時間(ST)の設定。]
を行う。
First, initialize [switch command variable (S)
Low, comparison signal level (C0) to 0, elapsed time (tim
e) is set to 0. Sampling time (ST) setting. ]
I do.

【0101】次にサンプリング時間のカウントを行う。
つづいて、入力された回転信号レベルCと比較信号C0
の比較を行う。ここで、C0>Cが不成立の場合、C0に
Cを代入し、再度サンプリング時間のカウントに戻る。
Next, the sampling time is counted.
Next, the input rotation signal level C and the comparison signal C0
Make a comparison. Here, when C0> C is not established, C is substituted for C0, and the sampling time is counted again.

【0102】成立の場合はスイッチ変数SをHighに切り
換え、スイッチ命令を出力する。次に、入力された回転
信号レベルCと比較信号C0の比較を行う。
When the condition is satisfied, the switch variable S is switched to High and a switch command is output. Next, the input rotation signal level C and the comparison signal C0 are compared.

【0103】ここで、C0<Cが不成立の場合、C0にC
を代入し、再度サンプリング時間のカウントに戻る。成
立の場合はスイッチ変数SをLowに切り換え、スイッチ
命令を出力しサンプリング時間のカウントに戻る。
If C0 <C is not satisfied, then C0 is replaced by C
And returns to the sampling time count again. If the condition is satisfied, the switch variable S is switched to Low, a switch command is output, and the process returns to counting the sampling time.

【0104】以上の処理により、図17に示されるよう
に回転検出部より出力された信号aの振幅最上点と振幅
最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波bを
得ることができた。このデジタル信号を用いて、駆動制
御を行うことにより、従来問題となっていた出力レベル
のふらつき等の回転検出部の誤差による回転数制御誤差
をきわめて小さくすることが出来た。
By the above processing, as shown in FIG. 17, it is possible to obtain the square wave b having the maximum amplitude point and the minimum amplitude point of the signal a output from the rotation detecting section as the rising and falling points. It was By performing drive control using this digital signal, the rotational speed control error due to the error of the rotation detection unit such as the fluctuation of the output level, which has been a problem in the past, could be made extremely small.

【0105】[0105]

【発明の効果】本発明により、移動体の接触面の劣化を
防ぐことが出来き、駆動効率が高く、信頼性と安定性に
優れた超音波モータを実現することが出来る。また、回
転のばらつきを抑えた制御性の優れた超音波モータ装置
を得ることが出来る。
According to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic motor which can prevent deterioration of the contact surface of a moving body, has high driving efficiency, and is excellent in reliability and stability. In addition, it is possible to obtain an ultrasonic motor device with excellent controllability that suppresses variations in rotation.

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

【図1】本発明の超音波モータの実施例1の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.

【図2】超音波モータの動作原理図[Fig. 2] Operating principle diagram of ultrasonic motor

【図3】本発明の超音波モータの実施例2の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の超音波モータの実施例3の振動体の断
面図
FIG. 4 is a sectional view of a vibrating body according to a third embodiment of the ultrasonic motor of the present invention.

【図5】本発明の超音波モータの実施例4の振動体の断
面図
FIG. 5 is a sectional view of a vibrating body according to a fourth embodiment of the ultrasonic motor of the present invention.

【図6】本発明の超音波モータの実施例5の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a fifth embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.

【図7】本発明の超音波モータの実施例5における回転
制御の説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of rotation control in Embodiment 5 of the ultrasonic motor according to the present invention.

【図8】本発明の超音波モータの実施例6の構成図FIG. 8 is a configuration diagram of an ultrasonic motor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の超音波モータ装置の実施例7の駆動回
路構成図
FIG. 9 is a drive circuit configuration diagram of an ultrasonic motor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図10】本発明の超音波モータ装置の実施例7の構成
での回転検出の説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram of rotation detection in the configuration of Embodiment 7 of the ultrasonic motor device of the present invention.

【図11】本発明の超音波モータ装置の実施例8の制御
ブロック図
FIG. 11 is a control block diagram of an eighth embodiment of the ultrasonic motor device of the present invention.

【図12】本発明の超音波モータ装置の実施例8の構成
での回転検出の説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram of rotation detection in the configuration of Embodiment 8 of the ultrasonic motor device of the present invention.

【図13】本発明の超音波モータ装置の実施例9の制御
ブロック図
FIG. 13 is a control block diagram of an ultrasonic motor device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の超音波モータ装置の実施例9の構成
での回転検出の説明図
FIG. 14 is an explanatory diagram of rotation detection in the configuration of Embodiment 9 of the ultrasonic motor device of the present invention.

【図15】本発明の超音波モータ装置の実施例10の制
御説明図
FIG. 15 is a control explanatory view of the ultrasonic motor device according to the tenth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の超音波モータ装置の実施例10のC
PUでの処理のフローチャート図
FIG. 16C of Example 10 of the ultrasonic motor device of the present invention
Flowchart diagram of processing in PU

【図17】本発明の超音波モータ装置の実施例10の回
転検出の説明図
FIG. 17 is an explanatory diagram of rotation detection according to the tenth embodiment of the ultrasonic motor device of the present invention.

【図18】従来例の円板形超音波モータの断面図FIG. 18 is a sectional view of a conventional disc type ultrasonic motor.

【図19】超音波モータに使用した圧電セラミックの電
極構造図
FIG. 19 is an electrode structure diagram of a piezoelectric ceramic used in an ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 弾性体 1−a 突起体 1−b 摺動材 1−c たるみ 2 圧電セラミック 3 振動体 4 支持体 5 摩擦材 6 弾性体 7 移動体 7−a 低反射部(低透過部) 7−b 高反射部(高透過部) 7−c 被検出体 7−d 回転検出板 8 ばね 9 ベアリング 10 止め輪 11 回転検出器 21 超音波モータ 22 回転検出部 23 電圧制御回路 23−a 周波数制御端子 24 等速制御回路 24−a 回転数制御端子 25 微分回路 26 コンパレータ 27 駆動制御回路 28 全波制御回路 29 ピークホールド回路 30 カウンタ 31 デジタル化処理 31−a 信号作成部 31−b CPU 1 Elastic body 1-a Projection body 1-b Sliding material 1-c Sagging 2 Piezoelectric ceramic 3 Vibrating body 4 Support body 5 Friction material 6 Elastic body 7 Moving body 7-a Low reflection part (low transmission part) 7-b High reflection part (high transmission part) 7-c Detected object 7-d Rotation detection plate 8 Spring 9 Bearing 10 Retaining ring 11 Rotation detector 21 Ultrasonic motor 22 Rotation detection part 23 Voltage control circuit 23-a Frequency control terminal 24 Constant speed control circuit 24-a Rotation speed control terminal 25 Differentiation circuit 26 Comparator 27 Drive control circuit 28 Full wave control circuit 29 Peak hold circuit 30 Counter 31 Digitization processing 31-a Signal generation unit 31-b CPU

フロントページの続き (72)発明者 武田 克 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西倉 孝弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 住原 正則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大土 哲郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 野島 貴志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Front page continuation (72) Inventor Katsushi Takeda 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takahiro Nishikura 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial (72) Invention Person Masanori Sumihara 1006, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuro Ochi 1006, Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006 Kadoma, Oita-shi Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電体を交流電圧で駆動して、前記圧電体
と弾性体から構成される振動体に弾性進行波を励起する
ことにより、前記振動体上に加圧機構により加圧接触し
て設置された移動体を移動させる構成の超音波モータ装
置において、 前記振動体を構成する前記弾性体面上に円周方向に複数
個の突起体を設け、前記突起体の前記移動体との接触面
に円周方向に均一な弾性体からなる摺動材を設けること
を特徴とする超音波モータ装置。
1. A piezoelectric body is driven by an alternating voltage to excite an elastic traveling wave in a vibrating body composed of the piezoelectric body and an elastic body, so that the vibrating body is brought into pressure contact with a vibrating mechanism. In the ultrasonic motor device configured to move a moving body installed in a vertical direction, a plurality of protrusions are provided in a circumferential direction on the elastic body surface that constitutes the vibrating body, and the protrusions come into contact with the moving body. An ultrasonic motor device characterized in that a sliding member made of an elastic body is provided on the surface in the circumferential direction.
【請求項2】請求項1記載の超音波モータ装置におい
て、前記摺動材の前記突起体以外の部分にたるみを持つ
ことを特徴とする超音波モータ装置。
2. The ultrasonic motor device according to claim 1, wherein a portion of the sliding member other than the protrusion has slack.
【請求項3】圧電体を交流電圧で駆動して、前記圧電体
と弾性体から構成される振動体に弾性進行波を励起する
ことにより、前記振動体上に加圧機構により加圧接触し
て設置された移動体を移動させる構成の超音波モータ装
置において、 前記振動体を構成する前記弾性体面上に円周方向に均一
な円環状の突起体を設け、前記突起体の側面部に半径方
向に均一な複数個の穴を設けることを特徴とする超音波
モータ装置。
3. A piezoelectric body is driven by an alternating voltage to excite an elastic traveling wave in a vibrating body composed of the piezoelectric body and an elastic body, so that the vibrating body is brought into pressure contact with the vibrating body. In an ultrasonic motor device configured to move a moving body installed as a ring, a uniform annular projection is provided in a circumferential direction on the elastic body surface forming the vibrating body, and a radius is provided on a side surface of the projection. An ultrasonic motor device characterized in that a plurality of holes which are uniform in direction are provided.
【請求項4】請求項3記載の超音波モータ装置におい
て、前記円環状の突起体に設けた穴部の上部分に緩やか
なたるみを持つことを特徴とする超音波モータ装置。
4. The ultrasonic motor device according to claim 3, wherein the upper portion of the hole provided in the annular projection has a gentle slack.
【請求項5】圧電体を交流電圧で駆動して、前記圧電体
と弾性体から構成される振動体に弾性進行波を励起する
ことにより、前記振動体上に加圧機構により加圧接触し
て設置された移動体を移動させる構成の超音波モータ装
置において、 前記移動体の側面、または端面に低反射部と高反射部を
交互に形成した被検出体と、前記超音波モータを支持す
る支持台上に設置された検出器よりなる回転検出部を設
けることを特徴とする超音波モータ装置。
5. A piezoelectric body is driven by an alternating voltage to excite an elastic traveling wave in a vibrating body composed of the piezoelectric body and an elastic body so that the vibrating body is brought into pressure contact with the vibrating body. In an ultrasonic motor device configured to move a moving body that is installed as a support, the moving body is supported on the detected body in which a low reflection portion and a high reflection portion are alternately formed on a side surface or an end surface of the movement body. An ultrasonic motor device, comprising: a rotation detection unit including a detector installed on a support base.
【請求項6】請求項5記載の超音波モータ装置におい
て、前記被検出体として、前記移動体の一部に半径方向
への突出物を構成し、その突出物の移動体の回転軸と垂
直な面に低反射部と高反射部あるいは、低透過部と高透
過部を形成することを特徴とする超音波モータ装置。
6. The ultrasonic motor device according to claim 5, wherein a radial projection is formed on a part of the moving body as the detected body, and the projecting body is perpendicular to the rotation axis of the moving body. An ultrasonic motor device characterized in that a low-reflection portion and a high-reflection portion or a low-transmission portion and a high-transmission portion are formed on a flat surface.
【請求項7】圧電体を交流電圧で駆動して、前記圧電体
と弾性体から構成される振動体に弾性進行波を励起する
ことにより、前記振動体上に加圧機構により加圧接触し
て設置された移動体と前記移動体の回転を検出する回転
検出部より構成される超音波モータ装置において、 周波数制御端子に印加する電圧を制御することにより周
波数を可変することができ、前記圧電体を駆動するため
の交流電圧を発生する電圧制御駆動回路と、 前記回転検出部より出力される信号の振幅最上点と振幅
最下点を、立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波を
回転基準信号と比較して、前記方形波と前記回転基準信
号との位相の差を検出し、前記位相差が所定値になるよ
うに、前記電圧制御駆動回路の出力発振周波数を前記周
波数制御端子の印加電圧により制御する等速制御回路と
を具備する事を特徴とする超音波モータ装置。
7. A piezoelectric body is driven by an alternating voltage to excite an elastic traveling wave in a vibrating body composed of the piezoelectric body and an elastic body so that the vibrating body is brought into pressure contact with the vibrating body. In an ultrasonic motor device composed of a moving body installed as a unit and a rotation detecting section for detecting the rotation of the moving body, the frequency can be varied by controlling the voltage applied to the frequency control terminal. A voltage control drive circuit that generates an AC voltage for driving the body, and a square wave having a rising point and a falling point as the uppermost point and the lowermost point of the amplitude of the signal output from the rotation detection unit. The phase difference between the square wave and the rotation reference signal is detected by comparing with the signal, and the output oscillation frequency of the voltage control drive circuit is applied to the frequency control terminal so that the phase difference becomes a predetermined value. By voltage Ultrasonic motor apparatus characterized by comprising a constant speed control circuit Gosuru.
【請求項8】請求項7記載の超音波モータ装置におい
て、回転検出部より出力される信号の振幅最上点と振幅
最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波を作
成する手段として、微分回路を用いることを特徴とする
超音波モータ装置。
8. The ultrasonic motor device according to claim 7, wherein as means for creating a square wave having a rising point and a falling point as the uppermost amplitude point and the lowermost amplitude point of the signal output from the rotation detecting section, An ultrasonic motor device characterized by using a differentiating circuit.
【請求項9】請求項7記載の超音波モータ装置におい
て、回転検出部より出力される信号の振幅最上点と振幅
最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波を作
成する手段としてピークホールド回路を用いることを特
徴とする超音波モータ装置。
9. The ultrasonic motor device according to claim 7, wherein a peak is generated as a means for creating a square wave whose rising and falling points are the uppermost amplitude point and the lowermost amplitude point of the signal output from the rotation detecting section. An ultrasonic motor device characterized by using a hold circuit.
【請求項10】請求項7記載の超音波モータ装置におい
て、回転検出部より出力される信号の振幅最上点と振幅
最下点を立ち上がり点、立ち下がり点とする方形波を作
成する手段として演算処理装置を用いることを特徴とす
る請求項7の超音波モータ装置。
10. The ultrasonic motor device according to claim 7, which is operated as a means for creating a square wave having an amplitude maximum point and an amplitude minimum point of a signal output from a rotation detecting section as rising and falling points. The ultrasonic motor device according to claim 7, wherein a processing device is used.
JP6121206A 1994-06-02 1994-06-02 Ultrasonic motor Pending JPH07337039A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6121206A JPH07337039A (en) 1994-06-02 1994-06-02 Ultrasonic motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6121206A JPH07337039A (en) 1994-06-02 1994-06-02 Ultrasonic motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07337039A true JPH07337039A (en) 1995-12-22

Family

ID=14805504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6121206A Pending JPH07337039A (en) 1994-06-02 1994-06-02 Ultrasonic motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07337039A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003033052A (en) * 2001-07-10 2003-01-31 Nidec Copal Corp Ultrasonic motor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003033052A (en) * 2001-07-10 2003-01-31 Nidec Copal Corp Ultrasonic motor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5136200A (en) Ultransonic motor
US5191688A (en) Method for producing a superior longitudinal vibrator
US5079470A (en) Standing-wave type ultrasonic motor and timepiece
US4587452A (en) Vibration wave motor having a vibrator of non-uniform elastic modulus
JP4891053B2 (en) Ultrasonic motor
US7759840B2 (en) Ultrasonic motor and vibration detection method for ultrasonic motor
US7602100B2 (en) Driving method and driving device for standing-wave-type ultrasonic actuator
JPH05137355A (en) Vibrating wave motor
US6242850B1 (en) Piezoelectric motor and a disk drive using same
US5416374A (en) Ultrasonic motor and electronic apparatus equipped with ultrasonic motor
JPH07337039A (en) Ultrasonic motor
US6104124A (en) Ultrasonic motor and electronic apparatus and analog timepiece having the ultrasonic motor
US5719461A (en) Piezoelectric motor having an arrangement which provides information relative to the rotor position and/or the rotor&#39;s number of revolutions
JPS61224883A (en) Vibration wave motor
EP0294102B1 (en) Travelling-wave motor
TW571505B (en) Piezoelectric motor
US6492760B1 (en) Actuator
JPH06121554A (en) Ultrasonic motor
JPS61221584A (en) Drive circuit of vibration wave motor
JPH0681523B2 (en) Vibration wave motor
JP3192029B2 (en) Ultrasonic motor
JP2746578B2 (en) Ultrasonic motor
JP2543145B2 (en) Ultrasonic motor
JP3089750B2 (en) Ultrasonic motor
JP2543144B2 (en) Ultrasonic motor