JPS6022477A - Step motor - Google Patents

Step motor

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Publication number
JPS6022477A
JPS6022477A JP58129664A JP12966483A JPS6022477A JP S6022477 A JPS6022477 A JP S6022477A JP 58129664 A JP58129664 A JP 58129664A JP 12966483 A JP12966483 A JP 12966483A JP S6022477 A JPS6022477 A JP S6022477A
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JP
Japan
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deformation
output shaft
gear
step motor
strain element
Prior art date
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Pending
Application number
JP58129664A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiya Tanaka
靖也 田中
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Nabtesco Corp
Original Assignee
Teijin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6022477A publication Critical patent/JPS6022477A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/105Cycloid or wobble motors; Harmonic traction motors

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To form a pulse motor which has good efficiency and excellent response by rotating an output shaft with the deformation of a piezoelectric element for producing a strain in response to a pulse signal as the rotary motion by deformation/rotation converting means. CONSTITUTION:An output shaft 14 mounted with an outer teeth gear 27 is rotatably supported via a bearing 14 to a housing 13 formed of annular plates 13a, 13b, and deformation generators 15a-15c in which piezoelectric elements 16a- 16c are contained in deformation enlarging units 17a-17c are rockably supported via pins 12a-12d. An inner gear 26 of hexagonal shape to be engaged with a low rigidity unit 25 of the unit 17 is provided, and disposed eccentrically with respect to the center of rotation of the gear 27. Therefore, when a pulse voltage is sequentially applied to piezoelectric elements 16a-16c to rotate the shaft 14 via the unit 17, the inner and outer gears 26, 27 to reduce the loss, thereby improving the response property.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明はステップモータ、詳しくは、パルス信号に応
答してひずみを生じるひずみ素子の変形を回転運動に変
換して出力軸を回転するステップモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a step motor, and more particularly, to a step motor that rotates an output shaft by converting deformation of a strain element that generates strain into rotational motion in response to a pulse signal.

(従来技術) ステップモータは、周知のように、入力するパルス信号
に対応して出力軸が一定角度ずつ回転するもので、デジ
タル制御による被制御体の位置決め等を行うための駆動
源として用いられる。このようなステップモータとして
は、従来、マグネットコイルを使用したものが知られて
おり、この種のステップモータは、複数個の固定子巻線
と、該固定子巻線に対応した凸極形の回転子とを有し、
固定子巻線に順次パルス信号を入力することで回転する
(Prior art) As is well known, a step motor has an output shaft that rotates by a fixed angle in response to an input pulse signal, and is used as a drive source for positioning a controlled object using digital control. . Conventionally, such step motors are known to use magnetic coils, and this type of step motor has a plurality of stator windings and convex poles corresponding to the stator windings. It has a rotor,
It rotates by sequentially inputting pulse signals to the stator winding.

しかしながら、上述のマグネットコイルを用いるステッ
プモータは、固定子巻線への通電に際して銅損、鉄mが
生じ、効率が低くなるとともに発熱が生じるという不具
合がある。さらに、固定子巻線はインダクタンスを有す
るため、その応答速度が低いという欠点があ−3た。
However, the step motor using the above-mentioned magnet coil has a problem in that copper loss and iron m are generated when the stator winding is energized, resulting in lower efficiency and generation of heat. Furthermore, since the stator winding has inductance, there is another drawback that its response speed is low.

(発明の目的および構成) この発明は、上述の欠点を鑑みてなされたもので、効率
の向」−とともに応答速度を向上させるため、パルス信
号に応答し°ζ変形を生じるひずみ素子と、該ひずみ素
子および出力軸に係合してひずみ素子の変形を回転運動
に変換して出力軸へ伝達する変形回転変換手段と、を備
え、パルス信号に応答して出力軸が所定角度ずつ回転す
るステップモー−夕を提供するものである。
(Objective and Structure of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and in order to improve efficiency and response speed, the present invention includes a strain element that causes °ζ deformation in response to a pulse signal; and a deformation/rotation conversion means that engages with the strain element and the output shaft to convert the deformation of the strain element into rotational motion and transmits it to the output shaft, the output shaft rotating by a predetermined angle in response to a pulse signal. It provides a mode of communication.

この発明にかかるステップモータは、圧電素子等のひず
み素子にパルスfl’1号を入力することでひずめ素子
に一次元的な変形を生じさせ、このひずみ素子の変形を
変形回転変換手段により回転運動に変換して出力軸に伝
達し、出力軸が回転する。したがって、従来のソレノイ
ドを用いたステップモータのように、銅損あるいは鉄損
が生じることは無く、さらに、ひずみ素子にインダクタ
ンスが無いため、その応答性も向上するものである。
The step motor according to the present invention causes a one-dimensional deformation of the strain element by inputting a pulse fl'1 to the strain element such as a piezoelectric element, and transforms the deformation of the strain element into a rotational movement using a deformation rotation conversion means. is transmitted to the output shaft, and the output shaft rotates. Therefore, unlike a conventional step motor using a solenoid, copper loss or iron loss does not occur, and furthermore, since the strain element has no inductance, its responsiveness is improved.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図から第3図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。
1 to 3 are diagrams showing one embodiment of the present invention.

まず、構成を説明すると、11は全体としてのステップ
モータを示し、このステップモータ11は、6本のピン
12a、12b、12c、12d、12e、12fによ
り結合された2つの環状板13a、13bから成るハウ
ジング13を有している。各ピン12a、12b、12
c、12d、12e、12fは、各環状板13a、13
bに嵌着した小径部および小径部の間の大径部から成り
、大径部を環状板13a、13bの間に介装して環状板
13a、13bの間を所定間隔にかつ環状板13a、1
3bを略平行に保持している。これらの環状板13a、
13bには出力軸14がヘアリング14a、14bを介
して回転自在に貫通し、また、IN 1eFi 13 
a、13bの間には3つの第1、第2および第3変形発
生器15a、15b、15Cが出力軸14を中心に等間
隔(120deg間隔)で配設されている。
First, to explain the configuration, reference numeral 11 indicates a step motor as a whole, and this step motor 11 is made up of two annular plates 13a and 13b connected by six pins 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f. It has a housing 13 consisting of. Each pin 12a, 12b, 12
c, 12d, 12e, 12f are respective annular plates 13a, 13
It consists of a small diameter part fitted to the b, and a large diameter part between the small diameter parts, and the large diameter part is interposed between the annular plates 13a and 13b so that the annular plates 13a and 13b are spaced apart at a predetermined interval and the annular plate 13a ,1
3b are held substantially parallel. These annular plates 13a,
13b, the output shaft 14 rotatably passes through the hair rings 14a and 14b, and IN 1eFi 13
Between a and 13b, three first, second, and third deformation generators 15a, 15b, and 15C are arranged at equal intervals (120 degree intervals) around the output shaft 14.

各変形発生器15a、+5b、15cは、ひずみ素子と
して電圧を印加されると伸長変形を生じる周知の圧電素
子を利用したもので、それぞれが、後述する駆動装置へ
接続された圧電素子16a、16b、16cと、該圧電
素子16a、 ’16b、 16Cの変形を拡大する変
形拡大器17a、 17b、 ITCと、を備えている
。なお、各変形発生器15a、15b、15cは同一構
成であるため、以下の説明においては、第1変形拡大器
15aのみを説明し、他の第2、第3変形発生器15b
、15Cの同一部分には同一番号に符号す、cを付して
区別し説明は省略する。
Each of the deformation generators 15a, +5b, 15c utilizes a well-known piezoelectric element that causes elongation deformation when a voltage is applied as a strain element, and each of the deformation generators 15a, +5b, 15c uses a piezoelectric element 16a, 16b connected to a drive device to be described later. , 16c, and deformation expanders 17a, 17b, ITC that magnify the deformation of the piezoelectric elements 16a, 16b, 16C. Note that each of the deformation generators 15a, 15b, and 15c has the same configuration, so in the following description, only the first deformation expander 15a will be explained, and the other second and third deformation generators 15b will be explained.
, 15C are designated by the same reference numerals and the suffix "c" is added to distinguish them, and the explanation thereof will be omitted.

変形拡大器17aは、第1圧電素子16aを収納する収
納孔18aが形成された枠体19aから成り、この枠体
19aに、基部20a、一対の腕部21a、22aおよ
び伸長部23aが設定されている。
The deformable expander 17a consists of a frame 19a in which a storage hole 18a is formed to accommodate the first piezoelectric element 16a, and a base 20a, a pair of arm parts 21a and 22a, and an extension part 23a are set in the frame 19a. ing.

基部20aには貫通孔24aが形成され、該貫通孔24
aに前記ピン12aを回転可能に貫通させて基部20a
すなわち枠体19aがハウジング13へ揺動可能に支持
される。腕部21a、22aは、それぞれが、一端部を
基部20aに回動自在なように薄肉の低剛性部によって
結合するとともに他端部な伸長部23aの両端部へ回動
可能なように薄肉の低剛性部によって結合して、圧電素
子16aの伸縮変形にともない基部20aとの結合部を
中心に回動する。伸長部23aは、その略中央部に後述
する内歯歯車に係合する屈曲変形可能な低剛性部25a
が形成されて、該低剛性部25aの変形により伸長可能
である。なお、伸長部23aの低剛性部25aは、伸長
部23aと腕部21 a % 22 aとの結合部を結
ぶ仮想直線より半径方向外方に位置する。
A through hole 24a is formed in the base 20a, and the through hole 24a is formed in the base 20a.
The pin 12a is rotatably passed through the base 20a.
That is, the frame body 19a is swingably supported by the housing 13. Each of the arm parts 21a and 22a has one end connected to the base part 20a by a thin, low-rigidity part so as to be rotatable, and the other end, which is an extension part 23a, connected to both ends of the extension part 23a. The piezoelectric element 16a is connected by a low-rigidity portion and rotates about the connection portion with the base portion 20a as the piezoelectric element 16a expands and contracts. The elongated portion 23a has a low rigidity portion 25a that is bendable and deformable and engages with an internal gear to be described later.
is formed and can be expanded by deforming the low rigidity portion 25a. Note that the low-rigidity portion 25a of the extension portion 23a is located radially outward from the imaginary straight line connecting the joint portion of the extension portion 23a and the arm portion 21a%22a.

この第1変形発生′lA15aは、圧電素子16aに駆
動パルス電圧が入力して圧電素子16aが伸長変形を生
じると、該圧電素子16aの変形とともに各腕部21a
、22aが基部20aとの結合部を中心として互いに離
間′4る方向に回動するため、伸長部23aが低剛性部
かaを変形させつつ伸長し、この時、低剛性部25aが
内歯歯車を半径・方向内方へ図中矢印A、で示すように
押圧するものである。
This first deformation occurrence 'lA15a occurs when a driving pulse voltage is input to the piezoelectric element 16a and the piezoelectric element 16a undergoes elongation deformation.
, 22a rotate in the direction of moving away from each other around the joint with the base 20a, so the extending portion 23a extends while deforming the low-rigidity portion 25a, and at this time, the low-rigidity portion 25a The gear is pressed radially inward in the direction indicated by arrow A in the figure.

なお、枠体19aおよび圧電素子16aはその揺動時に
環状板13a、1;(bの内側面に摺動しないよう、そ
の厚みを環状板13a、13I)間の距離より若干小さ
くしである。また、ピン12aの大径部の両端部であっ
て枠体19aと環状板138.13bとの隙間部には、
薄円板状のスラストベアリングを設&Jるのが好ましい
The thickness of the frame 19a and the piezoelectric element 16a is made slightly smaller than the distance between the annular plates 13a, 13I so that they do not slide on the inner surfaces of the annular plates 13a, 1; (b) when they swing. In addition, in the gap between the frame body 19a and the annular plate 138.13b at both ends of the large diameter portion of the pin 12a,
It is preferable to install a thin disk-shaped thrust bearing.

26は夕1周部が(jつの第1.第2、第3、第4、第
5および第(1角部tI % t2 、L3 、t−4
、L5、LGを有した六角形状に形成されるとともに内
周部に内歯が形成された内歯歯車、27は外周部に内歯
歯車26の内歯と噛合する外歯が形成されて出力軸14
に同軸かつ一体的に設けられた外歯歯車であり、これら
内歯歯車26および外歯歯車27はその回転中心が偏心
している。内歯歯車26の歯数は外歯歯車27の歯数よ
り1以上多く形成されている。内歯歯車妬は、その外周
部に形成された第1、第3、第5角部1..1.、t、
が各変形発生器15a、15b、15Cへ係合して、該
変形発生器15a、15b、15cが所定の順序で作動
することにより各角部1..13.15を押圧されて公
転し、外歯歯車27すなわち出力軸14を回転させる。
26, the first round part is (j 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th and 1st corner tI% t2, L3, t-4
, L5, and LG, and internal teeth are formed on the inner periphery of the internal gear, and 27 is an output with external teeth that mesh with the internal teeth of the internal gear 26 formed on the outer periphery. axis 14
The internal gear 26 and the external gear 27 have eccentric rotation centers. The number of teeth of the internal gear 26 is one or more greater than the number of teeth of the external gear 27. The internal gear has first, third, and fifth corner portions 1 formed on its outer periphery. .. 1. ,t,
engages each deformation generator 15a, 15b, 15C, and the deformation generators 15a, 15b, 15c operate in a predetermined order, thereby causing each corner 1. .. 13.15 is pressed and revolves, rotating the external gear 27, that is, the output shaft 14.

すなわち、内歯歯車26および外歯歯車27は遊星歯車
減速機を構成する。また、これら内歯歯車26および外
歯歯車27が、変形回転変換手段28を構成する。
That is, the internal gear 26 and the external gear 27 constitute a planetary gear reduction gear. Further, the internal gear 26 and the external gear 27 constitute a deformation rotation conversion means 28.

駆動装置29は、第2図に示すように、図外の制御装置
から指令パルス信号Cが入力する分配回路30と、線分
配回路30に接続して第1変形発生器15aへ駆動パル
ス電圧P aを出力する第1電圧増幅回!j!t31a
と、分配回路30に接続して第2変形発生器+5 b 
−・駆動パルス電圧pbを出力する第2電圧増幅回路3
1bと、分配器Tj1130に接続して第3変形発生器
15 cへ駆動パルス電圧pcを出力する883電圧増
幅回路31cと、図外の交流電源に接続して分配回路3
0および第11第2、第3電圧増幅回路31a、31b
、31cへ電力を供給する電源回路32と、を有してい
る。分配回路30は、指令パルス信号Cに同期して各電
圧増幅回1m31 a 、 31 b、 31 cの駆
動パルス電圧Pa、Pb、Pcを所定の関係の位相に保
持するもので、例えば、駆動パルス電圧Pa、pb。
As shown in FIG. 2, the drive device 29 is connected to a distribution circuit 30 to which a command pulse signal C is input from a control device (not shown) and a line distribution circuit 30, and supplies a drive pulse voltage P to the first deformation generator 15a. The first voltage amplification circuit outputs a! j! t31a
and a second deformation generator +5 b connected to the distribution circuit 30.
-・Second voltage amplification circuit 3 that outputs the drive pulse voltage pb
1b, an 883 voltage amplification circuit 31c that is connected to the distributor Tj1130 and outputs the drive pulse voltage pc to the third deformation generator 15c, and an 883 voltage amplification circuit 31c that is connected to an AC power source (not shown) and is connected to the distribution circuit 3.
0 and 11 second and third voltage amplification circuits 31a, 31b
, 31c. The distribution circuit 30 maintains the drive pulse voltages Pa, Pb, and Pc of the voltage amplification circuits 1m31a, 31b, and 31c in a predetermined phase relationship in synchronization with the command pulse signal C. Voltage Pa, pb.

Pcは第3図aに示すような位相を有する。すなわち、
各駆動パルス電圧Pa、Pb、Pcは、例えばパルス振
l1tiiAが1,000 V程度に設定されて、デユ
ーチィップフタDが50%を有し、各駆動パルス電圧P
a、Pb、Pcの位相差は60deHである。
Pc has a phase as shown in FIG. 3a. That is,
Each of the driving pulse voltages Pa, Pb, and Pc is set such that the pulse amplitude l1tiiA is set to about 1,000 V, the dual tip lid D has 50%, and each driving pulse voltage P
The phase difference between a, Pb, and Pc is 60 deH.

次に作用を説明する。Next, the action will be explained.

この発明にかかるステンプモータ11においては、前述
のように、圧電素子16 a 、 16 b 、 16
Cは駆動装置29から駆動パルス電圧Pa、pb、Pc
を印加されると変形して内歯歯車26の第1、第3およ
び第5角部1..13.1.を押圧する。一方、駆動パ
ルス電圧P a % P b 1P cはお互いが第3
図aに示すような関係(位相)を有しているため、内歯
歯車あは、その角部1.、t2、t3、t−4、t5、
t、に第1図a中の矢印で示すような力A l 、A2
 、A3 、A−4、A5、Agを順次加えられて、公
転する。すなわち、内歯歯車26は、ハウジング13に
対して揺動自在に支持され、また、第1変形発生器15
bにより第1角部t、のみが押圧されると力A1を受け
、第1変形発生器15bおよび第2変形発生器15cに
より第1角部1.および第3角部t3が押圧されると第
1角部1.および第2角部t20 へ加えられる力A、、A3の合力としての力A2を受け
、以下同様に駆動パルス電圧Pa、Pb、Pcに対応し
て60deg間隔に力A3 、A−4、A5、Aoが加
えられる。このため、内歯歯車26は、駆動パルス電圧
p2.pb、T)cの一周期において一公転して外歯歯
車27を駆動し、出力軸14が所定角度回動する。なお
、圧電素子16a、161)、I(i cへの電圧印加
が変化する度の出力軸14の回転角度θは、次式で計笠
される。
In the step motor 11 according to the present invention, as described above, the piezoelectric elements 16 a , 16 b , 16
C is the drive pulse voltage Pa, pb, Pc from the drive device 29
is applied, the first, third and fifth corners 1. of the internal gear 26 are deformed. .. 13.1. Press. On the other hand, the driving pulse voltages P a % P b 1 P c are
Since the internal gear has the relationship (phase) shown in Figure a, its corner 1. , t2, t3, t-4, t5,
t, a force A l , A2 as shown by the arrow in Figure 1 a
, A3, A-4, A5, and Ag are sequentially added to it and it revolves. That is, the internal gear 26 is swingably supported with respect to the housing 13, and the first deformation generator 15
When only the first corner t is pressed by the force A1, the first corner 1.b receives the force A1, and the first corner 1. and when the third corner t3 is pressed, the first corner 1. and force A2 as a resultant force of forces A, A3 applied to the second corner t20, and similarly, forces A3, A-4, A5, A-4, A5, Ao is added. Therefore, the internal gear 26 is driven by the drive pulse voltage p2. In one cycle of pb, T)c, the external gear 27 is driven by one revolution, and the output shaft 14 is rotated by a predetermined angle. Note that the rotation angle θ of the output shaft 14 each time the voltage applied to the piezoelectric elements 16a, 161) and I(ic) changes is calculated by the following equation.

θ−((Z2−z、)/z、) −1/ (2N)X 
360 deg−−一式 但し、Z、;夕1歯歯車27の歯数 Z2i内歯歯車26の歯数 N;圧電素子16の11M数 このように、この発明のステップモータ11にあっては
、出力軸14を回転するための動力が、圧電素子+6 
a 、 16 b 、 +6 (:にパルス電圧Pa。
θ-((Z2-z,)/z,) -1/ (2N)X
360 deg - complete set However, Z: Number of teeth of gear 27 Z2i Number of teeth of internal gear 26 N; Number of 11M of piezoelectric element 16 As described above, in the step motor 11 of the present invention, the output The power for rotating the shaft 14 is generated by the piezoelectric element +6
a, 16 b, +6 (: Pulse voltage Pa.

P b −、P cを印加した際に」ミしろ圧電素子+
6a。
When applying P b -, P c, the piezoelectric element +
6a.

16b、16cの変形から得られ、また、圧電素子1 16a、16b、16cは通電時に発熱することも無く
印加される電圧に対応して速やかに変形するため、発熱
等が生じること無く高い効率を得ることが可能で、また
、良好な応答性を得ることができ、さらに、小型化特に
薄型にすることが可能である。
In addition, the piezoelectric elements 1 16a, 16b, and 16c do not generate heat when energized and quickly deform in response to the applied voltage, so they can achieve high efficiency without generating heat or the like. In addition, it is possible to obtain good responsiveness, and it is also possible to make the device compact, especially thin.

次に、各圧電素子16a、16b、16cのいずれもが
駆動パルス電圧Pa、Pb、Pcを印加されない場合に
あっても、このステップモータ11は、内歯歯車26と
外歯歯車27とが噛合しており、かつ、内歯歯車26と
各変形発生器15a、15b、15cが係合しているた
め、出力軸14が機械的に拘束される。すなわち、この
ステップモータ11は、機械的自己保持機能を有するた
め、特別の自己保持のための機構を設ける必要が無い。
Next, even if the drive pulse voltages Pa, Pb, and Pc are not applied to any of the piezoelectric elements 16a, 16b, and 16c, the step motor 11 is configured such that the internal gear 26 and the external gear 27 are in mesh with each other. In addition, since the internal gear 26 and each deformation generator 15a, 15b, 15c are engaged, the output shaft 14 is mechanically restrained. That is, since the step motor 11 has a mechanical self-holding function, there is no need to provide a special self-holding mechanism.

なお、この実施例においては、各圧電素子16a、16
b、16cへ第3図aに示す位相で駆動パルス電圧pa
spb’、Pcを印加したが、第3図すに示す位相で駆
動パルス電圧Pa、Pb、2 pcを印加してもステップモータ11は回転する。
Note that in this embodiment, each piezoelectric element 16a, 16
b, 16c to drive pulse voltage pa with the phase shown in FIG. 3a.
spb', Pc were applied, but the step motor 11 rotates even if driving pulse voltages Pa, Pb, 2pc are applied with the phases shown in FIG.

但し、この第3図すに示す位相で駆動パルス電圧Pa、
Pb、Pcを印加した場合、内歯歯車26には、120
 dcg間隔の力A、 、A3 、A。
However, with the phase shown in FIG. 3, the drive pulse voltage Pa,
When Pb and Pc are applied, the internal gear 26 has 120
dcg interval force A, , A3 , A.

が順次加えられる。なお、この場合の1′HA動パルス
当りの回転角度θは前述の81゛算式で算出された値の
2倍となる。
are added sequentially. Note that in this case, the rotation angle θ per 1′ HA motion pulse is twice the value calculated using the 81° formula described above.

第4図a、bおよび第5図a、bには、この発明の他の
2つの実施例を示す。これらの実施例は、さらに多くの
変形発生器を用いてステップ角を小さくしたものである
。なお、以下の説明においては、前述した実施例と同一
の部分には同一の番号を付して、その説明は省略する。
4a, b and 5 a, b show two other embodiments of the invention. These embodiments use more deformation generators to reduce the step angle. In the following description, the same parts as those in the embodiment described above are given the same numbers, and the description thereof will be omitted.

まず、第4図a11)に示すステップモータ11は、5
つの変形発生器15a、15b、15C115d、15
eを用いたものである。すなわち、同図に示すように、
その内歯歯車加は、その外周部が5つの角部t1、t2
、t3、t′4、t、を有した五角形状に形成されて、
該5つの角部1゜3 t2、t3、t−4、t、に、それぞれ、ハウジング1
3へ揺動自在に支持された変形発生器15a、15b、
15c、15d、15eが係合している。また、内歯歯
車26の内周部には、出力軸14に設けられた外歯歯車
27の歯数より1以上多い歯数の内歯が形成せられ、内
歯歯車26と外歯歯車27は第1の実施例と同様遊星歯
車減速機を構成している。
First, the step motor 11 shown in FIG.
deformation generators 15a, 15b, 15C115d, 15
It uses e. That is, as shown in the figure,
The internal gear has five corners t1 and t2 on its outer periphery.
, t3, t'4, t,
Housing 1 is attached to the five corners 1°3 t2, t3, t-4, and t, respectively.
Deformation generators 15a, 15b, which are swingably supported by
15c, 15d, and 15e are engaged. Further, internal teeth having a number of teeth that is one or more more than the number of teeth of the external gear 27 provided on the output shaft 14 are formed on the inner circumference of the internal gear 26 . constitutes a planetary gear reducer as in the first embodiment.

また、これら内歯歯車26および外歯歯車27が変形回
転変換手段28を構成している。 このステップモータ
11にあっても、前述した実施例と同様に、各変形発生
器15a、15b、15C115d、15(+の圧電素
子16a、16b、16c、16d、16eへ駆動装置
29から入力する駆動パルス信号Pa、P b、Pc、
PdXPeの位相を所定の関係に制御することで内歯歯
車26が公転し、外歯歯車27ずなわち出力軸14を所
定角度ずつ回転する。
Further, the internal gear 26 and the external gear 27 constitute a deformation rotation conversion means 28. In this step motor 11, as in the above-described embodiment, the driving device 29 inputs a drive to each deformation generator 15a, 15b, 15C115d, 15(+ piezoelectric element 16a, 16b, 16c, 16d, 16e). Pulse signals Pa, P b, Pc,
By controlling the phase of PdXPe to a predetermined relationship, the internal gear 26 revolves, and the external gear 27, that is, the output shaft 14, is rotated by a predetermined angle.

このステップモータ11は、5つの変形発生器15a、
15b、15c、15d、15eを有しているため、前
述した実施例に比較してそのステップ角を小4 さくすることができる また、第5図a、bに示したステップモータ11は、4
つの変形発生器+5 a 、 15 b 、 15 c
 。
This step motor 11 includes five deformation generators 15a,
15b, 15c, 15d, and 15e, the step angle can be made smaller than that of the above-mentioned embodiment.
1 deformation generator +5 a, 15 b, 15 c
.

15dを有し、これら変形発生器15a、151)、1
5C115(1により内歯歯i′li 26を公転させ
るものである。内歯歯車21i 4.1、その外周部が
4つの角部t、、+2、t、、t’、、を有した四角形
状に形成されて、これら各角部Ll、t2、+3 、t
−4にそれぞれ変形発生器15a、15 b 、 15
 c 、 15 dが係合している。
15d, and these deformation generators 15a, 151), 1
5C115 (1 makes the internal tooth i'li 26 revolve.The internal gear 21i 4.1 is a square whose outer periphery has four corners t, , +2, t, , t', These corners Ll, t2, +3, t
-4 respectively deformation generators 15a, 15b, 15
c, 15d are engaged.

このステップモータ11にあっても、各変形発生器15
a、15b、15c、15dの各圧電素子16a、16
b、16c、+6 d −・所定の位相差の駆動パルス
電圧を印加することで内歯歯車26が公転して外歯歯車
27を駆動するため、出力軸14が回転する。
Even in this step motor 11, each deformation generator 15
Piezoelectric elements 16a, 16a, 15b, 15c, 15d
b, 16c, +6 d - By applying a drive pulse voltage with a predetermined phase difference, the internal gear 26 revolves and drives the external gear 27, so the output shaft 14 rotates.

(発明の効果) 以上説明してきたように、この発明のステップモータに
よれば、電圧を印加すると変形す5 るひずみ素子の変形を回転運動に変換することで出力軸
が回転するため、鉄損等の損失が生しること無く効率が
向上するとともに応答性が良好となり、また、小型化特
に薄型化を図ることができ、さらに、機械的自己保持機
能を得ることができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the step motor of the present invention, the output shaft rotates by converting the deformation of the strain element, which deforms when a voltage is applied, into rotational motion. Efficiency is improved and responsiveness is improved without causing such losses, and furthermore, it is possible to achieve miniaturization, especially thinning, and furthermore, it is possible to obtain a mechanical self-holding function.

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

第1図から第3図はこの発明にかかるステップモータの
一実施例を示す図であり、第1図aは断面正面図、第1
図すは第1図aのII線断面図、第2図は駆動装置を示
すブロック図、第3図aは圧電素子に通電する駆動パル
ス電圧の−の態様を示すタイミングチャート、第3図す
は駆動パルス電圧の他の態様を示すタイミングチャート
である。第4図a、bはこの発明にかかるステップモー
タの他の実施例を示す図であり、第4図aは断面正面図
、第4図すは側面図である。第5図a、bはこの発明に
かかるステップモータのさらに他の実施例を示す図であ
6 す、第5図aば断面正面図、第5図すは側面図である。 11−−−−・−ステップモータ、 13−−−−−−モータハウジング、 14−−−−−一出力軸、 15a、15b115c115ds 15e−−−−−
・変形発生器、 16 a 、 16 b 、 16 c 、 16 d
 、 16 e・−・・・圧電素子(ひずみ素子)、 17a、17b、17c、17d、17e・−一一一一
変形拡大器、 26−・−内歯歯車、 27−・−−−一外歯歯車、 2B −−−−−一変形回転変換手段。 特許出願人 帝人製機株式会社 代理人弁理士 有我軍一部 +7 第2図 1− J 第3図 第4図 どじ 406− (b)
1 to 3 are diagrams showing one embodiment of a step motor according to the present invention, in which FIG. 1a is a sectional front view, and FIG.
The figures are a sectional view taken along the line II in Fig. 1a, Fig. 2 is a block diagram showing the drive device, Fig. 3a is a timing chart showing the negative aspect of the drive pulse voltage applied to the piezoelectric element, and Fig. is a timing chart showing another aspect of the drive pulse voltage. FIGS. 4a and 4b are views showing other embodiments of the step motor according to the present invention, with FIG. 4a being a sectional front view and FIG. 4 being a side view. FIGS. 5a and 5b are views showing still another embodiment of the step motor according to the present invention. FIG. 5a is a sectional front view, and FIG. 5B is a side view. 11-----Step motor, 13-------Motor housing, 14-------One output shaft, 15a, 15b115c115ds 15e------
・Deformation generator, 16a, 16b, 16c, 16d
, 16 e...Piezoelectric element (strain element), 17a, 17b, 17c, 17d, 17e...-1111 deformable expander, 26--internal gear, 27-----1 Gear, 2B - One modified rotation conversion means. Patent Applicant Teijin Seiki Co., Ltd. Representative Patent Attorney Agagun Part +7 Figure 2 1-J Figure 3 Figure 4 Doji 406- (b)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力するパルス信号に応答して出力軸が所定角度
ずつ回転するステップモータにおいて、前記パルス信号
に応答して変形を生じるひずみ素子と、該ひずみ素子お
よび前記出力軸に係合し、前記ひずみ素子の変形を回転
運動に変換して前記出力軸へ伝達する変形回転変換手段
と、を設けたことを特徴とするステップモータ。
(1) In a step motor whose output shaft rotates by a predetermined angle in response to an input pulse signal, a strain element that causes deformation in response to the pulse signal, and a strain element that engages with the strain element and the output shaft, and A step motor comprising: a deformation/rotation conversion means for converting deformation of a strain element into rotational motion and transmitting the rotational motion to the output shaft.
(2) 前記変形回転変換手段は、前記出力軸に設けら
れた外歯歯車と、該月歯歯車に偏心して噛合するととも
に外周部で前記ひずみ素子に係合し、該ひずみ素子に押
圧され゛C前記外歯歯車の廻りに公転運動を行う内歯歯
車と、を有するとともに、0;1記ひずみ素子をモータ
ハウジングに揺動可11シに支持した、−とを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載のステップモータ。
(2) The deformation/rotation converting means eccentrically meshes with the external gear provided on the output shaft and the lunar gear, engages with the strain element at its outer periphery, and is pressed by the strain element. C: an internal gear that revolves around the external gear, and the strain element 0;1 is swingably supported on the motor housing. The step motor described in item (1).
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