JPS62201071A - Ultrasonic wave motor - Google Patents

Ultrasonic wave motor

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Publication number
JPS62201071A
JPS62201071A JP61041063A JP4106386A JPS62201071A JP S62201071 A JPS62201071 A JP S62201071A JP 61041063 A JP61041063 A JP 61041063A JP 4106386 A JP4106386 A JP 4106386A JP S62201071 A JPS62201071 A JP S62201071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
thermistors
ultrasonic wave
main unit
wave motor
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
JP61041063A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Adachi
日出夫 安達
Tomoki Funakubo
朋樹 舟窪
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical 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 Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP61041063A priority Critical patent/JPS62201071A/en
Publication of JPS62201071A publication Critical patent/JPS62201071A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To start smoothly and enhance reliability, by providing the voltage application circuit of an ultrasonic wave motor with positive characteristic thermistors. CONSTITUTION:Into the driving voltage application circuit of the main unit 10 of an ultrasonic wave motor, positive characteristic thermistors 11, 12 are inserted respectively in series, and the main unit is composed so that an input voltage V1, V2 with the phase difference of 90 deg. via the positive characteristic thermistors 11, 12 may be applied to. When the driving voltage V1, V2 is applied to, then great rush voltage is applied to because the thermistors 11, 12 resist low on the initiation, and the main unit 10 of the ultrasonic wave motor is exactly started. After that, a resistance value is suddenly increased by the self-generated heat of the thermistors 11, 12, and with the value and the impedance of the main unit 10 of the motor, voltage is divided, and given limited voltage is applied to.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧電素子と振動板とを一体化してなる超音波
モータに関し、特に初期おけるラッシュ電圧印加手段の
改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic motor formed by integrating a piezoelectric element and a diaphragm, and particularly to an improvement in initial rush voltage application means.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図(a)(b)は板波進行波を利用した回転型超音
波モータを示す図である。図中1は圧電素子、2は弾性
リング、3はスライダ、4はロータである。このような
超音波モータは、電磁型モータに比へて次のような利点
を有している。
FIGS. 5(a) and 5(b) are diagrams showing a rotary ultrasonic motor using traveling plate waves. In the figure, 1 is a piezoelectric element, 2 is an elastic ring, 3 is a slider, and 4 is a rotor. Such an ultrasonic motor has the following advantages over an electromagnetic motor.

■中心軸を必要としない。■Does not require a central axis.

■薄型、軽量である。■Thin and lightweight.

■磁気的影響の授受がない。■There is no exchange of magnetic influence.

■部品構成が単純で、信頼性が高い。■The component structure is simple and highly reliable.

■ギヤなしで低速、高トルクが得られる。■Low speed and high torque can be obtained without gears.

■バックラッシュがなく位置決めが容易である。■There is no backlash and positioning is easy.

■ステータに対してロータが、回転、チャック。■The rotor rotates and chucks against the stator.

浮遊、の三態をとり得る。It can take on three states: floating.

かくして、これらの利点を生かすべく、種々の応用技術
の研究が進められている。その一つにカメラのレンズ駆
動が考えられている。
In order to take advantage of these advantages, various applied techniques are being researched. One example of this is considered to be camera lens drive.

第6図はその1例を示す図である。すなわち圧電素子1
、弾性リング2、ロータ4などからなる超音波モータを
カメラの鏡筒部分に組込み、超音波モータの回転を鏡筒
の進退運動に変換して、レンズ駆動を行なうようにして
いる。このように超音波モータをカメラのレンズ駆動に
利用する場合において、超音波モータの駆動電圧をいか
に設定するかが問題となる。すなわち、カメラは多様な
姿勢で使用されるので、姿勢如何により、駆動電圧が異
なるものとなる。したがって駆動電圧を小さく設定し過
ぎると、ある姿勢の下では正常に動作するが、別の姿勢
の下では正常動作をしないといった現象か起こる。また
駆動電圧を大きく設定し過ぎると、姿勢如何に拘らず正
常動作はするが、常に過剰なエネルギーを供給すること
になり、容量の大きな電池を必要とする難点がある。
FIG. 6 is a diagram showing one example. That is, piezoelectric element 1
, an elastic ring 2, a rotor 4, etc., is incorporated into the lens barrel of the camera, and the rotation of the ultrasonic motor is converted into forward and backward movement of the lens barrel to drive the lens. When using an ultrasonic motor to drive a camera lens in this way, the problem is how to set the driving voltage of the ultrasonic motor. That is, since the camera is used in various postures, the driving voltage varies depending on the posture. Therefore, if the drive voltage is set too low, a phenomenon may occur in which the device operates normally in one orientation but does not operate normally in another orientation. Furthermore, if the drive voltage is set too high, the device will operate normally regardless of its orientation, but it will always supply excessive energy, which will require a battery with a large capacity.

このような不具合を解消する手段として、回転初期だけ
ラッシュ電圧を印加する手段がある。従来のこの種のラ
ッシュ電圧印加手段は、ラッシュ電圧印加時間をタイマ
ー回路で設定し、第7図に示すように設定された期間す
なわちスイッチオンした時点t1からt2までの短期間
だけ、大きなラッシュ電圧を印加して、超音波モータを
駆動させるものである。なお第7図中、時点t1〜t3
はモータ駆動期間であり、時点t3〜t4はモータ停止
期間である。
As a means to eliminate such problems, there is a means of applying a rush voltage only at the initial stage of rotation. In this type of conventional rush voltage application means, the rush voltage application time is set by a timer circuit, and a large rush voltage is applied only for a set period as shown in FIG. is applied to drive the ultrasonic motor. In addition, in FIG. 7, time points t1 to t3
is a motor drive period, and time t3 to t4 is a motor stop period.

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来のラッシュ電圧印加手段では、タイマー回路等
を必要とするので、小型なカメラ内に組込むことがスペ
ース的に困難である上、タイマー回路のスイッチ部か誤
動作するおそれがあり、信頼性の点で問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional rush voltage applying means described above requires a timer circuit, etc., so it is difficult to incorporate it into a small camera due to space considerations. There was a risk of malfunction, and there were problems with reliability.

そこで本発明は、小型なカメラ内等に容易に組込むこと
が可能であり、かつ誤動作するおそれがなく、信頼性の
高い動作が期待できるラッシュ電圧印加手段を備えた超
音波モータを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic motor equipped with a rush voltage applying means that can be easily incorporated into a small camera, etc., has no risk of malfunction, and can be expected to operate with high reliability. purpose.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記問題点を解決し目的を達成するために、次
のような手段を講じた。すなわち、圧電素子と振動板と
を一体化してなる超音波モータにおいて、進行波励起用
の電圧印加回路中に正特性サーミスタを介挿接続した。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention takes the following measures. That is, in an ultrasonic motor that integrates a piezoelectric element and a diaphragm, a positive temperature coefficient thermistor is inserted and connected in a voltage application circuit for excitation of traveling waves.

〔作用〕[Effect]

このような手段を講じたことにより、構成部品点数が極
めて少ないものとなり、小型化がはかられる上、スイッ
チ部がないので故障発生がほとんど生じないものとなる
By taking such measures, the number of component parts is extremely small, making it possible to reduce the size of the device, and since there is no switch section, failures hardly occur.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1実施例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

図中10は超音波モータ本体であり、11.12は一対
の正特性サーミスタである。すなわち超音波モータ本体
10の駆動電圧印加回路中に、正特性サーミスタ11.
12をそれぞれ直列的に介挿接続し、これらの正特性サ
ーミスタ11.12を介して90°の位相差をもった入
力電圧Vl。
In the figure, 10 is an ultrasonic motor main body, and 11 and 12 are a pair of positive temperature coefficient thermistors. That is, in the drive voltage application circuit of the ultrasonic motor main body 10, a positive temperature coefficient thermistor 11.
12 are interposed and connected in series, and an input voltage Vl having a phase difference of 90° is applied via these positive characteristic thermistors 11 and 12.

V2が印加されるものとなっている。V2 is applied.

正特性サーミスタ11.12は、チタン酸バリウムに、
希土類元素たとえばサマリウム、ストロンチウム、マン
ガンなどを添加し、1300℃〜1400℃で焼結し、
その両面にニッケルを蒸着したものである。
Positive characteristic thermistors 11 and 12 are made of barium titanate,
Rare earth elements such as samarium, strontium, manganese, etc. are added and sintered at 1300°C to 1400°C,
Nickel is vapor-deposited on both sides.

第2図は上記正特性サーミスタ11.12の抵抗温度特
性を示す図であり、第3図は同正特性サーミスタ11.
12の電流電圧特性を示す図である。図示の如く正特性
サーミスタ11.12は所定温度Tc以上になると抵抗
値が急激に増加する特性を有している。上記温度Tcと
しては、周囲の温度の影響を考慮して60℃程度が好ま
しく、上記温度となるように、ストロンチウムの含有量
を定めている。なお常温からTcすなわち60℃までの
温度領域では、抵抗値がほぼ一定でかつ10Ω以下にな
るように設定されたものが望ましい。一方、超音波モー
タのインピーダンスは、駆動周波数範囲で通常100〜
200Ω程度である。
FIG. 2 is a diagram showing the resistance-temperature characteristics of the PTC thermistor 11.12, and FIG. 3 is a diagram showing the resistance temperature characteristics of the PTC thermistor 11.12.
12 is a diagram showing current-voltage characteristics of No. 12. As shown in the figure, the positive temperature coefficient thermistors 11 and 12 have a characteristic that the resistance value increases rapidly when the temperature exceeds a predetermined temperature Tc. The temperature Tc is preferably about 60° C. in consideration of the influence of ambient temperature, and the strontium content is determined so as to achieve the above temperature. Note that in the temperature range from normal temperature to Tc, that is, 60° C., it is desirable that the resistance value is set to be approximately constant and 10Ω or less. On the other hand, the impedance of an ultrasonic motor is usually 100 to 100 in the driving frequency range.
It is about 200Ω.

そこで正特性サーミスタ11.12の自己発熱による抵
抗上昇後の抵抗値が、超音波モータのインピーダンスと
等しいかそれ以下となるように抵抗温度特性の傾斜を定
めている。なおりメラ等以外の電源容量に格別制限がな
い機器へ適用する場合においては、上記のような自己発
熱後の抵抗値に格別の制約は必要ない。つまり、基本的
には常温での比抵抗が小さいことが条件となる。
Therefore, the slope of the resistance temperature characteristic is determined so that the resistance value after the resistance increases due to self-heating of the positive temperature coefficient thermistors 11 and 12 is equal to or less than the impedance of the ultrasonic motor. When applied to devices other than Naorimara, etc., where there are no particular restrictions on power supply capacity, there is no need for special restrictions on the resistance value after self-heating as described above. In other words, the basic condition is that the specific resistance at room temperature is small.

上記の如く構成された本実施例においては、駆動電圧V
l、V2を印加すると、初期において正特性サーミスタ
11.12は低抵抗を有しているので、大きなラッシュ
電圧が印加される。したがって、たとえカメラ等が如何
なる姿勢で使用された場合であっても、超音波モータ本
体10は確実に起動する。上記ラッシュ電圧印加時にお
いて正特性サーミスタ11.12に電流が流れると、正
特性サーミスタ11.12はジュール熱による自己発熱
により昇温し、温度がTcに達すると正特性サーミスタ
11.12の抵抗値か急激に上昇する。したがってこの
後は超音波モータ本体10には、超音波モータ本体10
のインピーダンスと正特性サーミスタ11.12の抵抗
値とで分圧された一定の制限された電圧が印加される。
In this embodiment configured as described above, the drive voltage V
When l and V2 are applied, a large rush voltage is applied because the positive temperature coefficient thermistors 11 and 12 initially have low resistance. Therefore, no matter what posture the camera or the like is used in, the ultrasonic motor main body 10 is reliably activated. When current flows through the PTC thermistor 11.12 when the rush voltage is applied, the temperature of the PTC thermistor 11.12 rises due to self-heating due to Joule heat, and when the temperature reaches Tc, the resistance value of the PTC thermistor 11.12 increases. or rise rapidly. Therefore, after this, the ultrasonic motor main body 10
A certain limited voltage divided by the impedance of the positive temperature coefficient thermistor 11 and the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor 11, 12 is applied.

つまり駆動電圧印加初期においてのみ大きなラッシュ電
圧か印加されることになる。
In other words, a large rush voltage is applied only at the initial stage of application of the drive voltage.

なお上記動作において、正特性サーミスタ11゜12の
レスポンスタイムが長いと、次の駆動を効果的に行なえ
ない。そこで、本実施例では正特性サーミスタ11.1
2の熱容量を小さくし、瞬時に発熱し瞬時に冷却するよ
うにしてレスポンスタイムの短縮をはかるようにしてい
る。実験結果によれば、100m5ec以下のレスポン
スタイムか得られることが確認された。
In the above operation, if the response time of the positive temperature coefficient thermistors 11 and 12 is long, the next drive cannot be performed effectively. Therefore, in this embodiment, the positive temperature coefficient thermistor 11.1
The heat capacity of 2 is made small so that it generates heat instantly and cools down instantly, thereby shortening the response time. According to the experimental results, it was confirmed that a response time of 100 m5ec or less could be obtained.

このように本実施例によれば、正特性サーミスタ11.
12を付加するのみで、所期の目的を達成できるので、
小型かつ軽量なものとなる。しかもスイッチ部を有して
いないので、故障発生は少なく信頼性の高いものとなる
As described above, according to this embodiment, the positive temperature coefficient thermistor 11.
By simply adding 12, the desired purpose can be achieved, so
It is small and lightweight. Moreover, since it does not have a switch section, failures are less likely to occur and reliability is high.

第4図は本発明の第2実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

この第2実施例は、90°の位相差をもつ駆動電圧を印
加する手段として、コイル13を励起回路の一方に挿入
し、正特性サーミスタ11を1個だけ使用するようにし
た例である。この実施例においても前記第1実施例と同
様の作用効果を奏する。
This second embodiment is an example in which a coil 13 is inserted into one side of the excitation circuit and only one positive temperature coefficient thermistor 11 is used as a means for applying a drive voltage having a phase difference of 90°. This embodiment also provides the same effects as the first embodiment.

・なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要しを逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。
-The present invention is not limited to the above embodiments,
Of course, various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、圧電素子と振動板とを一体化してなる
超音波モータにおいて、進行波励起用の電圧印加回路中
に正特性サーミスタを介挿接続したので、モータ本体の
姿勢の如何を問わずスムーズな起動が行なえるのは勿論
、構成部品点数が極めて少ないものとなり、小型化がは
かられる上、スイッチ部がないので故障発生がほとんど
生じないものとなる。かくして小型なカメラ内等に容易
に組込むことが可能であり、かつ誤動作するおそれがな
く、信頼性の高い動作が期待できるラッシュ電圧印加手
段を倫えた超音波モータを提供できる。
According to the present invention, in an ultrasonic motor formed by integrating a piezoelectric element and a diaphragm, a positive temperature coefficient thermistor is inserted and connected in a voltage application circuit for excitation of traveling waves, so that it does not matter what the orientation of the motor body is. Not only can startup be performed smoothly, but the number of component parts is extremely small, making it possible to achieve miniaturization, and since there is no switch section, there are almost no occurrences of failures. In this way, it is possible to provide an ultrasonic motor equipped with a rush voltage applying means that can be easily incorporated into a small camera, etc., has no risk of malfunction, and can be expected to operate with high reliability.

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

第1図〜第3図は本発明の第1実施例を示す図で、第1
図は構成を示す回路図、第2図は正特性サーミスタの抵
抗温度特性図、第3図は電流電圧特性図である。第4図
は本発明の第2実施例を示す回路図である。第5図(a
)(b)〜第7図は従来技術を説明するための図である
。 1・・・圧電素子、2・・・弾性リング、3・・・スラ
イダ、4二ロータ、10・・・超音波モータ本体、11
.12・・・正特性サーミスタ、13・・・フィル。 出願人代理人 弁理士 坪井 淳 第1図 第2図      第3図 第4図 特81庁艮官  学費 盾部 殿 1.事イqの表示 lt’y願昭61−0711063号 2、発明の名称 超音波モータ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (037)オリンパス光学工業株式会社4、代理人 東京都港区虎ノ門1丁目26番5号第17森ビル〒10
5   電話 03(502)3181  (大代表)
6、補正の対象
Figures 1 to 3 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.
The figure is a circuit diagram showing the configuration, FIG. 2 is a resistance-temperature characteristic diagram of a positive temperature coefficient thermistor, and FIG. 3 is a current-voltage characteristic diagram. FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. Figure 5 (a
)(b) to FIG. 7 are diagrams for explaining the prior art. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piezoelectric element, 2... Elastic ring, 3... Slider, 42 rotor, 10... Ultrasonic motor main body, 11
.. 12...Positive characteristic thermistor, 13...Phil. Applicant's agent Patent attorney Atsushi Tsuboi Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Special 81 Office Official Tuition fees Shield department Toshiro 1. Indication of the matter lt'y Application No. 61-0711063 2, Name of the invention Ultrasonic motor 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant (037) Olympus Optical Industry Co., Ltd. 4, Agent Tokyo Minato No. 17 Mori Building, 1-26-5, Toranomon, 1-10
5 Telephone: 03(502)3181 (main representative)
6. Subject of correction

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 圧電素子と振動板とを一体化してなる超音波モータにお
いて、進行波励起用の電圧印加回路中に正特性サーミス
タを介挿接続したことを特徴とする超音波モータ。
An ultrasonic motor formed by integrating a piezoelectric element and a diaphragm, characterized in that a positive temperature coefficient thermistor is inserted and connected in a voltage application circuit for excitation of traveling waves.
JP61041063A 1986-02-26 1986-02-26 Ultrasonic wave motor Pending JPS62201071A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61041063A JPS62201071A (en) 1986-02-26 1986-02-26 Ultrasonic wave motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61041063A JPS62201071A (en) 1986-02-26 1986-02-26 Ultrasonic wave motor

Publications (1)

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JPS62201071A true JPS62201071A (en) 1987-09-04

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ID=12597969

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61041063A Pending JPS62201071A (en) 1986-02-26 1986-02-26 Ultrasonic wave motor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06156724A (en) * 1992-11-27 1994-06-03 Nippon Spindle Mfg Co Ltd Method for pneumatically transporting powder material having high coefficient of friction

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06156724A (en) * 1992-11-27 1994-06-03 Nippon Spindle Mfg Co Ltd Method for pneumatically transporting powder material having high coefficient of friction

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