JPS61203874A - 自励式弾性波モ−タ - Google Patents
自励式弾性波モ−タInfo
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- JPS61203874A JPS61203874A JP60041740A JP4174085A JPS61203874A JP S61203874 A JPS61203874 A JP S61203874A JP 60041740 A JP60041740 A JP 60041740A JP 4174085 A JP4174085 A JP 4174085A JP S61203874 A JPS61203874 A JP S61203874A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は弾性体に発生する弾性波により回転子を駆動す
ると共に、上記弾性波に基いて駆動信号を得るようにし
た自励式弾性波モータに関する。
ると共に、上記弾性波に基いて駆動信号を得るようにし
た自励式弾性波モータに関する。
本発明は自励式弾性波モータにおいて、帰還電圧検出用
の圧電体をＡ相のみ又はＢ相のみの振動を発生する位置
に設けたことにより、簡単な駆動回路を用いて、モータ
の正転及び逆転を行えるようにしたものである。
の圧電体をＡ相のみ又はＢ相のみの振動を発生する位置
に設けたことにより、簡単な駆動回路を用いて、モータ
の正転及び逆転を行えるようにしたものである。
第３図及び第４図は自励式回転型弾性波モータを原理的
に示すものである。
に示すものである。
第３図及び第４図において、リング状を成す金属等から
成る弾性体１の一方の面には、リング状を成す回転子２
が接触され、他方の面には駆動用圧電体３１・〜３ｅ及
び振動検出用圧電体４が接着されている。
成る弾性体１の一方の面には、リング状を成す回転子２
が接触され、他方の面には駆動用圧電体３１・〜３ｅ及
び振動検出用圧電体４が接着されている。
圧電体３．〜３４はＡ相を形成するもので、分極方向が
十の圧電体と−の圧電体とを１周期として１ペアと成し
、これを図示の例では２ペア設けている。この１周期の
長さλは駆動電圧の波長λと等しく選ばれている。圧電
体３５〜３８はＢ相を形成するもので、上記Ａ相と同様
に構成されている。またＡ相とＢ相とは互いにλ／４の
機械的位相差を以って配されている。上記検出用圧電体
４は、図示のようにＡ相とＢ相との間に形成される３／
４・λの部分に設けられている。
十の圧電体と−の圧電体とを１周期として１ペアと成し
、これを図示の例では２ペア設けている。この１周期の
長さλは駆動電圧の波長λと等しく選ばれている。圧電
体３５〜３８はＢ相を形成するもので、上記Ａ相と同様
に構成されている。またＡ相とＢ相とは互いにλ／４の
機械的位相差を以って配されている。上記検出用圧電体
４は、図示のようにＡ相とＢ相との間に形成される３／
４・λの部分に設けられている。
上記構成において、モータの正転を行う場合はスイッチ
５，６を接点ａ側に閉ざす。電源を投入すると、波長λ
により決定される周波数を有する駆動電圧がアンプ７を
通じてＡ相の圧電体３１〜３４に加えられると共に、こ
の駆動電圧を移相器８で９０°移相した駆動電圧がスイ
ッチ６、アンプ９を通じてＢ相の圧電体３．〜３ＩＩに
加えられる。これにより、弾性体ｌのＡ相と対応する部
分には、第５図の実線で示すような波長λの振動が発生
し、Ｂ相と対応する部分には、同図の点線で示すような
、波長Ａで且つＡ相の振動とλ／４の位相差を持つ振動
が発生する。この振動によって回転子２が弾性体１上を
回転する。
５，６を接点ａ側に閉ざす。電源を投入すると、波長λ
により決定される周波数を有する駆動電圧がアンプ７を
通じてＡ相の圧電体３１〜３４に加えられると共に、こ
の駆動電圧を移相器８で９０°移相した駆動電圧がスイ
ッチ６、アンプ９を通じてＢ相の圧電体３．〜３ＩＩに
加えられる。これにより、弾性体ｌのＡ相と対応する部
分には、第５図の実線で示すような波長λの振動が発生
し、Ｂ相と対応する部分には、同図の点線で示すような
、波長Ａで且つＡ相の振動とλ／４の位相差を持つ振動
が発生する。この振動によって回転子２が弾性体１上を
回転する。
また上記振動は検出用圧電体４により検出される。この
検出電圧は位相シフト回路１０により、Ａ相の振動の位
相と一致するように移相される。
検出電圧は位相シフト回路１０により、Ａ相の振動の位
相と一致するように移相される。
この移相された電圧はアンプ７を通じてＡ相に帰還され
、このＡ相を駆動すると共に、移相器８、アンプ９を通
じてＢ相を駆動する。これによって回転子２が連続的に
回転される。
、このＡ相を駆動すると共に、移相器８、アンプ９を通
じてＢ相を駆動する。これによって回転子２が連続的に
回転される。
モータの逆転を行う場合はスイッチ５．６を接点す側に
切換えることにより、第５図のＡ相の振動及びＢ相の振
動が第６図のように位相関係が逆になって、回転子２０
回転方向が逆転する。この場合、弾性体１を伝わる振動
の方向が正転時とは逆方向となるので、検出用圧電体４
で検出される電圧の位相は、正転時の検出電圧の位相に
対してずれる。これを放置すると、回転数や発生トルク
が正転時と異なったものとなる。このずれを補正するた
めに、逆転時の検出電圧は位相シフト回路１１により移
相されて、Ａ相の振動の位相と一致された後、帰還され
る。これと共に、移相器８の出力電圧をさらに移相器１
２により１８０°移相した電圧が、スイッチ６、アンプ
９を通じてＢ相に加えられる。
切換えることにより、第５図のＡ相の振動及びＢ相の振
動が第６図のように位相関係が逆になって、回転子２０
回転方向が逆転する。この場合、弾性体１を伝わる振動
の方向が正転時とは逆方向となるので、検出用圧電体４
で検出される電圧の位相は、正転時の検出電圧の位相に
対してずれる。これを放置すると、回転数や発生トルク
が正転時と異なったものとなる。このずれを補正するた
めに、逆転時の検出電圧は位相シフト回路１１により移
相されて、Ａ相の振動の位相と一致された後、帰還され
る。これと共に、移相器８の出力電圧をさらに移相器１
２により１８０°移相した電圧が、スイッチ６、アンプ
９を通じてＢ相に加えられる。
このような自励式弾性波モータは、他動式弾性波モータ
のように、発振器より一定周波数の駆動信号を供給する
ものに比べて、温度特性、経時変化、負荷変動等に基因
する共振周波数の変化に伴うモータ特性の変化を補正す
ることができる利点がある。
のように、発振器より一定周波数の駆動信号を供給する
ものに比べて、温度特性、経時変化、負荷変動等に基因
する共振周波数の変化に伴うモータ特性の変化を補正す
ることができる利点がある。
尚、本出願人は弾性波モータに関する発明を特願昭５８
−２１２０６号等により提案している。
−２１２０６号等により提案している。
従来の自励式弾性波モータの駆動回路は、第３図のよう
に正転時の位相シフト回路１０と、逆転時の位相シフト
回路１１と、切換えスイッチ５とを必要としていた。こ
のため回路構成が複雑となり、コストも高くなっていた
。
に正転時の位相シフト回路１０と、逆転時の位相シフト
回路１１と、切換えスイッチ５とを必要としていた。こ
のため回路構成が複雑となり、コストも高くなっていた
。
本発明においては、自励式弾性波モータにおいて、上記
弾性体の第１の相による弾性波のみを発生する位置に検
出よう圧電体を設けている。
弾性体の第１の相による弾性波のみを発生する位置に検
出よう圧電体を設けている。
回転方向に拘らず上記検出用圧電体から得られる検出電
圧に基づいて、第１及び第２の相の駆動電圧を得ること
ができる。
圧に基づいて、第１及び第２の相の駆動電圧を得ること
ができる。
第１図は本発明の実施例を示し、第３図と対応する部分
には同一符号を付しである。
には同一符号を付しである。
第１図において、弾性体ｌにおける３／４λの部分には
、λ／２の長さを有する検出用圧電体４が設けられてい
る。この圧電体４は人相の端部の圧電体３４に接して設
けられ、またこの圧電体４の中心、即ち、上記圧電体３
４からλ／４離れた位置に電極１３が設けられている。
、λ／２の長さを有する検出用圧電体４が設けられてい
る。この圧電体４は人相の端部の圧電体３４に接して設
けられ、またこの圧電体４の中心、即ち、上記圧電体３
４からλ／４離れた位置に電極１３が設けられている。
この電極１３から取り出された検出電圧は位相シフト回
路１ｏに加えられる。
路１ｏに加えられる。
上記構成によれば、検出用圧電体４は弾性波１に発生す
る振動のうち、Ａ相による振動のみを検出し、Ｂ相によ
る振動は正転、逆転に拘らず検出されることがない。し
かもこの検出電圧は正転、逆転に拘らず常にＡ相による
振動の位相と一致した位相を有するものとなる。従って
、位相シフト回路１０を１個設けるだけで良く、第３図
の位相シフト回路１１及びスイッチ５を省略することが
できる。尚、この場合、位相シフト回路１０は微調整用
として用いられることになる。
る振動のうち、Ａ相による振動のみを検出し、Ｂ相によ
る振動は正転、逆転に拘らず検出されることがない。し
かもこの検出電圧は正転、逆転に拘らず常にＡ相による
振動の位相と一致した位相を有するものとなる。従って
、位相シフト回路１０を１個設けるだけで良く、第３図
の位相シフト回路１１及びスイッチ５を省略することが
できる。尚、この場合、位相シフト回路１０は微調整用
として用いられることになる。
次に検出用圧電体４から上記のような検出電圧が得られ
る理由を第２図と共に説明する。
る理由を第２図と共に説明する。
先ず、Ａ相について考える。入力をＡ相のみとすると、
弾性体Ｉに発生する弾性波は右回りにも左回りにも伝わ
る。右回りの振動をａｓｉｎ（ｋｘ−ωｔ）、左回りの
振動をａｓｉｎ（ｋｘ＋ωｔ）とする。ここで、ａ：振
動、ｋ：波の数、Ｘ：波の位置、ω：角周波数、ｔ：時
間を示す。
弾性体Ｉに発生する弾性波は右回りにも左回りにも伝わ
る。右回りの振動をａｓｉｎ（ｋｘ−ωｔ）、左回りの
振動をａｓｉｎ（ｋｘ＋ωｔ）とする。ここで、ａ：振
動、ｋ：波の数、Ｘ：波の位置、ω：角周波数、ｔ：時
間を示す。
今、第１図に示すようにＸ座標を定めると、Ａ相による
波は、第２図に示すように、右回りの波と左回り・の波
との合成波２ ａ ５ｉｎｋｘｃｏｓωｔとなる。
波は、第２図に示すように、右回りの波と左回り・の波
との合成波２ ａ ５ｉｎｋｘｃｏｓωｔとなる。
このとき圧電体４はｘ＝３／４λの位置における振動を
検出することになり、その検出電圧は、ｔ＝０で最大、
ｔ＝Ｔ／４でゼロとなる。但し、Ｔ：波の周期とする。
検出することになり、その検出電圧は、ｔ＝０で最大、
ｔ＝Ｔ／４でゼロとなる。但し、Ｔ：波の周期とする。
次にＢ相について見ると、Ｂ相により発生する波は、人
相により発生する波に対して、電気的にも機械的にも９
０”ずれている。従って、右回り及び左回りの波は第２
図のように、夫々ａｓｉｎ （ｋ（×−λ／４） −ω
（ｔ−Ｔ／４）） 、ａｓｉｎ （ｋ（ｘ −π／４）
＋ω（ｔ−Ｔ／４））となり、これらの合成波は一２ａ
ｃｏｓｋｘｓｉｎωｔとなる。そしてＡ相の波とＢ相の
波とによる合成波２ａｓｉｎ（ｋｘ−ωｔ）により、回
転子２が回転される。このときの圧電体４によるＢ相の
波の検出電圧は、ｘ＝３／４λにおける波形がＸ−３／
４λの点を中心に点対象になっていることから、常にゼ
ロとなっている。また回転方向を逆転した場合でも、Ｂ
相による波が２ ａ ｃｏｓｋｘｓｉｎωｔと正転時に
対して符号が変わるだけであるので、検出電圧は常にゼ
ロとなる。
相により発生する波に対して、電気的にも機械的にも９
０”ずれている。従って、右回り及び左回りの波は第２
図のように、夫々ａｓｉｎ （ｋ（×−λ／４） −ω
（ｔ−Ｔ／４）） 、ａｓｉｎ （ｋ（ｘ −π／４）
＋ω（ｔ−Ｔ／４））となり、これらの合成波は一２ａ
ｃｏｓｋｘｓｉｎωｔとなる。そしてＡ相の波とＢ相の
波とによる合成波２ａｓｉｎ（ｋｘ−ωｔ）により、回
転子２が回転される。このときの圧電体４によるＢ相の
波の検出電圧は、ｘ＝３／４λにおける波形がＸ−３／
４λの点を中心に点対象になっていることから、常にゼ
ロとなっている。また回転方向を逆転した場合でも、Ｂ
相による波が２ ａ ｃｏｓｋｘｓｉｎωｔと正転時に
対して符号が変わるだけであるので、検出電圧は常にゼ
ロとなる。
従って、上記検出電圧は回転方向に関係なく、Ｂ相の波
の影響を受けないので、一方向の回転時において、一つ
の位相シフト回路１０のみを調整して自励ループを構成
すれば、逆転時にもＡ相の駆動電圧と検出電圧との位相
関係は保たれる。
の影響を受けないので、一方向の回転時において、一つ
の位相シフト回路１０のみを調整して自励ループを構成
すれば、逆転時にもＡ相の駆動電圧と検出電圧との位相
関係は保たれる。
尚、自励式においては、ｘ＝３／４λの位置に検出電極
１３を置いているが、一般的には波の検出位置はｘ＝ｎ
／４・λ （ｎ＝１．３．５−・・−−一−−・−・・
−）としてよい。即ち、弾性体ｌの圧電体（３１）〜（
３ｍ ＞が設けられている部分に、検出用の圧電体４を
重ねて設けてもよい。また検出用圧電体４の長さはλ／
２より短（でもよいが、λ／２とすれば検出電圧を大き
くすることができる。
１３を置いているが、一般的には波の検出位置はｘ＝ｎ
／４・λ （ｎ＝１．３．５−・・−−一−−・−・・
−）としてよい。即ち、弾性体ｌの圧電体（３１）〜（
３ｍ ＞が設けられている部分に、検出用の圧電体４を
重ねて設けてもよい。また検出用圧電体４の長さはλ／
２より短（でもよいが、λ／２とすれば検出電圧を大き
くすることができる。
従来の駆動回路に比べて、位相シフト回路を少なくとも
１個省略することができ、簡単な構成の駆動回路を用い
てモータの正転、逆転を行うことができる。
１個省略することができ、簡単な構成の駆動回路を用い
てモータの正転、逆転を行うことができる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は第１図
の説明に供する波形図、第３図は従来の自励式弾性波モ
ータの原理を示す図、第４図は第３図の側面断面図、第
５図及び第６図は振動波形図である。 なお図面に用いた符号において、 ３１〜３（−・−・・−・・−・Ａ相の圧電体３、〜３
．・−−−一−−−−−・−−−−−−・Ｂ相の圧電体
４−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−・
−・・−・検出用圧電体ＩＯ−・−・−−−−−・−・
−・〜位相シフト回路１３−・−・−−−ｍ−−−−−
−・−・検出電極である。
の説明に供する波形図、第３図は従来の自励式弾性波モ
ータの原理を示す図、第４図は第３図の側面断面図、第
５図及び第６図は振動波形図である。 なお図面に用いた符号において、 ３１〜３（−・−・・−・・−・Ａ相の圧電体３、〜３
．・−−−一−−−−−・−−−−−−・Ｂ相の圧電体
４−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−・
−・・−・検出用圧電体ＩＯ−・−・−−−−−・−・
−・〜位相シフト回路１３−・−・−−−ｍ−−−−−
−・−・検出電極である。
Claims (1)
- 隣接する２個の圧電体の厚み方向の分極方向が互いに
逆方向となるように複数個の圧電体が配列されて成る第
１の相と、上記第１の相と同様に構成された第２の相と
が互いに９０度の機械的位相差を以ってリング状を成す
弾性体に設けられている自励式弾性波モータにおいて、
上記弾性体の上記第１の相による弾性波のみを発生する
位置に検出用圧電体を設け、この検出用圧電体から得ら
れる検出電圧に基いて、上記第１及び第２の相の駆動電
圧を得るようにした自励式弾性波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60041740A JPH065991B2 (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 自励式弾性波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60041740A JPH065991B2 (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 自励式弾性波モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61203874A true JPS61203874A (ja) | 1986-09-09 |
| JPH065991B2 JPH065991B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=12616821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60041740A Expired - Fee Related JPH065991B2 (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 自励式弾性波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065991B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63113991U (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | ||
| JPH0191679A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Alps Electric Co Ltd | 電歪モーター |
| US5134348A (en) * | 1989-04-07 | 1992-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPH04121398U (ja) * | 1991-04-19 | 1992-10-29 | 株式会社ケンウツド | 双方向駆動超音波リニアモータ |
| EP0823313A1 (en) * | 1996-08-08 | 1998-02-11 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor for cutter apparatus |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP60041740A patent/JPH065991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63113991U (ja) * | 1987-01-19 | 1988-07-22 | ||
| JPH0191679A (ja) * | 1987-09-30 | 1989-04-11 | Alps Electric Co Ltd | 電歪モーター |
| US5134348A (en) * | 1989-04-07 | 1992-07-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Vibration wave motor |
| JPH04121398U (ja) * | 1991-04-19 | 1992-10-29 | 株式会社ケンウツド | 双方向駆動超音波リニアモータ |
| EP0823313A1 (en) * | 1996-08-08 | 1998-02-11 | Seiko Instruments Inc. | Ultrasonic motor for cutter apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065991B2 (ja) | 1994-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |