JPS63140677A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPS63140677A JPS63140677A JP61287010A JP28701086A JPS63140677A JP S63140677 A JPS63140677 A JP S63140677A JP 61287010 A JP61287010 A JP 61287010A JP 28701086 A JP28701086 A JP 28701086A JP S63140677 A JPS63140677 A JP S63140677A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- moving body
- vibrating
- ultrasonic motor
- detection element
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
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、主に自動車、航空機等の電装品やプリンタ等
のＯＡ分野、ロボット等のＦＡ分野等に用いることので
きる位置検出機能、又は、回転速度検出機能を有するモ
ータに関するものである。
のＯＡ分野、ロボット等のＦＡ分野等に用いることので
きる位置検出機能、又は、回転速度検出機能を有するモ
ータに関するものである。
従来の技術
従来の電磁式モータは、低速、高トルクを実現するため
に、減速機を用いなければならなかった。
に、減速機を用いなければならなかった。
発明が解決しようとする問題点
したがって、全体としてＭ量、形状が重く、大きいもの
とならざるを得なかった。そこで、本発明の目的は、従
来の電磁式モータにない、薄型。
とならざるを得なかった。そこで、本発明の目的は、従
来の電磁式モータにない、薄型。
低速で高トルクが必要なモータの利用分野に、薄型、高
トルクでかつ回転位置検出又は回転速度検出機能を有し
た超音波モータを提供することにある。
トルクでかつ回転位置検出又は回転速度検出機能を有し
た超音波モータを提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明は円板型弾性体と円板型圧電体とを同心円状に貼
り合わせて振動体を構成し、前記振動体に加圧接触して
移動体を設置し、前記振動体の曲げ振動モードを進行波
として励振することにより、前記移動体を移動させ、前
記振動体の振幅が零となる筒内部に、前記移動体の回転
位置又は回転速度検出のためのセンサーを設けた超音波
モータである。
り合わせて振動体を構成し、前記振動体に加圧接触して
移動体を設置し、前記振動体の曲げ振動モードを進行波
として励振することにより、前記移動体を移動させ、前
記振動体の振幅が零となる筒内部に、前記移動体の回転
位置又は回転速度検出のためのセンサーを設けた超音波
モータである。
作 用
上記のように構成することによりセンサーの出力に基づ
いて移動体の回転位置または回転速度の制御を行うこと
ができる。
いて移動体の回転位置または回転速度の制御を行うこと
ができる。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。
第２図は、圧電体に電圧を加えて励振させた時の振動体
１の半径方向の振幅分布であり、Ａは振幅最大の部分、
Ｂは振幅が常に零となる節部であり、第１図にも点線部
分に節部を示す。
１の半径方向の振幅分布であり、Ａは振幅最大の部分、
Ｂは振幅が常に零となる節部であり、第１図にも点線部
分に節部を示す。
第３図は、振動体１と移動体２の分解斜視図であシ、移
動体２の一部は断面図を示す。
動体２の一部は断面図を示す。
振動体１の振幅が最大となる部分（第２図のＡ）には、
振幅を増幅させるくし状歯６を設ける。
振幅を増幅させるくし状歯６を設ける。
移動体２は、半径を筒内部の半径よシ小さく設計し、振
動体との接触部には摩擦係数の大きいライニゲ材１１を
貼りつける。さらに移動体２は、振動体１にバネ９をは
さんでネジ１０で加圧設置する。移動体２の円周部には
、第１図のようにＮ罹とＳ極を交互に着磁し着磁部３を
形成する。
動体との接触部には摩擦係数の大きいライニゲ材１１を
貼りつける。さらに移動体２は、振動体１にバネ９をは
さんでネジ１０で加圧設置する。移動体２の円周部には
、第１図のようにＮ罹とＳ極を交互に着磁し着磁部３を
形成する。
４は磁気検出素子であシ、例えば、磁気抵抗素子などを
用いることができる。磁気検出素子４は、振動体１の筒
内部５の部分に、着磁部３による磁界変化を検出できる
ように設置する。
用いることができる。磁気検出素子４は、振動体１の筒
内部５の部分に、着磁部３による磁界変化を検出できる
ように設置する。
圧電体は、特開昭６０−１９０１７８号公報に示すよう
に振動体２の底面には、円板形状で、放射状に、例えば
８分割し４５°ととに逆方向に分極した圧電体７と圧電
体８を互いに空間的に位相を９００ずつずらして振動体
１に貼シ合わせ、圧電体７と８の各々に時間的に位相の
９００異なる数１０ＫＨｚの交流信号を印加する。交流
信号の印加によシ、圧電体７，８には各々定在波が生じ
、前記２つの定在波が合成されて、振動体１の円周方向
に進む進行波が生じる。前記進行波をくし状歯６によっ
て振幅全増幅し、振動体１に加圧設置された移動体２を
有効に回転させる。さらに前記移動体２の回転速度又は
回転角度を、磁気検出素子４によって検出し、移動体２
の回転速度制御又は回転位置制御を行う。
に振動体２の底面には、円板形状で、放射状に、例えば
８分割し４５°ととに逆方向に分極した圧電体７と圧電
体８を互いに空間的に位相を９００ずつずらして振動体
１に貼シ合わせ、圧電体７と８の各々に時間的に位相の
９００異なる数１０ＫＨｚの交流信号を印加する。交流
信号の印加によシ、圧電体７，８には各々定在波が生じ
、前記２つの定在波が合成されて、振動体１の円周方向
に進む進行波が生じる。前記進行波をくし状歯６によっ
て振幅全増幅し、振動体１に加圧設置された移動体２を
有効に回転させる。さらに前記移動体２の回転速度又は
回転角度を、磁気検出素子４によって検出し、移動体２
の回転速度制御又は回転位置制御を行う。
第４図は、回転位置制御の実施例であるっ例えば磁界検
出部の２ケある検圧素子４を、前記振動体１の節部６に
磁界の変化を時間的に９００の位相が異なるように設置
する。位置検出回路１２においては、前記磁界変化を検
出した２つの信号を波形整形して２つの方形波を作り、
その信号をＡ、ＢとすればＡの信号の立ち上り時の、Ｂ
の信号レベルを検知することＫより移動体２の回転方向
が検知され、この回転方向に従って信号Ｂのエツジをア
ップ又はダウンカウントすることによりディジタル値で
移動体２の回転位置１５を検知し、比較回路１３へ出力
する。
出部の２ケある検圧素子４を、前記振動体１の節部６に
磁界の変化を時間的に９００の位相が異なるように設置
する。位置検出回路１２においては、前記磁界変化を検
出した２つの信号を波形整形して２つの方形波を作り、
その信号をＡ、ＢとすればＡの信号の立ち上り時の、Ｂ
の信号レベルを検知することＫより移動体２の回転方向
が検知され、この回転方向に従って信号Ｂのエツジをア
ップ又はダウンカウントすることによりディジタル値で
移動体２の回転位置１５を検知し、比較回路１３へ出力
する。
比較回路１３においては、予め設定しておいた目標回転
位置１６と、現在回転位置１６とを比較し、その結果に
基づいて超音波モータ駆動回路１４に、超音波モータの
０Ｎ１０ＦＦ指令信号１７と回転方向指令信号１８を出
力する。
位置１６と、現在回転位置１６とを比較し、その結果に
基づいて超音波モータ駆動回路１４に、超音波モータの
０Ｎ１０ＦＦ指令信号１７と回転方向指令信号１８を出
力する。
第６図は、超音波モータ駆動回路例の機能説明図である
。
。
発振器２１において、励振させる周波数を出力し、アナ
ログスイッチ２２を介して増幅器２８と移相器２３に接
続する。移相器２３ば、前記発振器２１からの信号を９
００位相をずらして出力する。９ｏ０位相のずれた官号
は、非反転増、逼器２４゜反転増幅器２５に接続され、
非反転増・石器２４と反転増梠器２６の出力はアナログ
スイッチ２６を介して、増幅器２７に接続する。
ログスイッチ２２を介して増幅器２８と移相器２３に接
続する。移相器２３ば、前記発振器２１からの信号を９
００位相をずらして出力する。９ｏ０位相のずれた官号
は、非反転増、逼器２４゜反転増幅器２５に接続され、
非反転増・石器２４と反転増梠器２６の出力はアナログ
スイッチ２６を介して、増幅器２７に接続する。
増幅器２７．２８の出力１９．２０は、互いに９ｏ０位
相の異なる前記振動体１を励振する駆動信号であシ、出
力１９，２０の位相差は前記回転方向指令信号１８の信
号を切換えることによシ、＋９０°から−９００に変化
し、前記振動体の進行波の方向が反転し、回転方向が反
転する。
相の異なる前記振動体１を励振する駆動信号であシ、出
力１９，２０の位相差は前記回転方向指令信号１８の信
号を切換えることによシ、＋９０°から−９００に変化
し、前記振動体の進行波の方向が反転し、回転方向が反
転する。
前記比較回路１３からの出力０Ｎ１０ＦＦ信号１７は、
前記Ｗ動信号１９，２０のスイッチングを行う。
前記Ｗ動信号１９，２０のスイッチングを行う。
このように構成することによって、前記移動体２の現在
回転位置１６と目標回転位置１６との比較により、前記
振動体２の位置を目標回転位置１６まで回転させて、静
止させることができる。
回転位置１６と目標回転位置１６との比較により、前記
振動体２の位置を目標回転位置１６まで回転させて、静
止させることができる。
崗第５図に示した実施例は、移動体２の回転速度を検出
していないが、回転速度を検出して速度別μｓや、例え
ば現在回転角度と目標角度の差に応じて回転速度を変化
させる方法など回転速度を考慮した位は制御を行うこと
もできる。
していないが、回転速度を検出して速度別μｓや、例え
ば現在回転角度と目標角度の差に応じて回転速度を変化
させる方法など回転速度を考慮した位は制御を行うこと
もできる。
さらに、位置検出素子は、節円上の一点に置くだけに限
らず、例えばポテンショメータのように、節円全域にわ
たって配置するものであってもよい。
らず、例えばポテンショメータのように、節円全域にわ
たって配置するものであってもよい。
発明の効果
以上のように本発明による超音波モータは、円板型弾性
体と円板型圧電体を貼シ合わせた振動体に加圧接触して
移動体を設置し、移動体の回転角度又は回転速度を検出
するセンサーを前記振動体の部内部に設けたものであシ
、移動体の回転角度又は回転速度を検出するセンサーを
部内部に設ける事により、振動体自身の振動を受ける事
なく前記センサーの設置を容易にし、高信頼性にもつな
がシ、かつ、振動体の内側に設置でき、回転角度又は回
転速度を検出するセンサーの出力に基づいて、回転位置
制御又は回転速度制御を行う事により、減速機構なしで
薄型、軽量、低速、高トルクで回転位置、又は回転速度
の検出機能をもったモータを実現することができる。
体と円板型圧電体を貼シ合わせた振動体に加圧接触して
移動体を設置し、移動体の回転角度又は回転速度を検出
するセンサーを前記振動体の部内部に設けたものであシ
、移動体の回転角度又は回転速度を検出するセンサーを
部内部に設ける事により、振動体自身の振動を受ける事
なく前記センサーの設置を容易にし、高信頼性にもつな
がシ、かつ、振動体の内側に設置でき、回転角度又は回
転速度を検出するセンサーの出力に基づいて、回転位置
制御又は回転速度制御を行う事により、減速機構なしで
薄型、軽量、低速、高トルクで回転位置、又は回転速度
の検出機能をもったモータを実現することができる。
第１図は本発明の一実施例における超音波モータの斜視
図、第２図は同モータの振動体の半径方向の変位振幅の
分布図、第３図は同モータの分解斜視図、第４図は同モ
ータの回転位置制御のブロック図、第夕図は第４図にお
ける超音波モータ駆動回路のブロック図である。 １・・・・・・振動体、２・・・・・・移動体、３・・
・・・・着磁部、４・・・・・・磁気検出素子、５・・
・・・・部内部、６・・・・・・振幅最大部、７，８・
・・・・・圧電体、９・・・・・・バネ、１０・・・・
・・ねじ、１１・・・・・・ライニング材、１６・・・
・・・現在回転位置、１６・・・・・・目標回転位置、
１７・・・・・・０Ｎ１０ＦＦ指令信号、１８・・・・
・・回転方向指令信号、１９，２０・・・・・・超音波
モータ駆動信号、２２・・・・・・アナログスイッチ、
２６・・・・・・アナログスイッチ、２４・・・・・・
非反転増幅器、２６・・・・・・反転増幅器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
図、第２図は同モータの振動体の半径方向の変位振幅の
分布図、第３図は同モータの分解斜視図、第４図は同モ
ータの回転位置制御のブロック図、第夕図は第４図にお
ける超音波モータ駆動回路のブロック図である。 １・・・・・・振動体、２・・・・・・移動体、３・・
・・・・着磁部、４・・・・・・磁気検出素子、５・・
・・・・部内部、６・・・・・・振幅最大部、７，８・
・・・・・圧電体、９・・・・・・バネ、１０・・・・
・・ねじ、１１・・・・・・ライニング材、１６・・・
・・・現在回転位置、１６・・・・・・目標回転位置、
１７・・・・・・０Ｎ１０ＦＦ指令信号、１８・・・・
・・回転方向指令信号、１９，２０・・・・・・超音波
モータ駆動信号、２２・・・・・・アナログスイッチ、
２６・・・・・・アナログスイッチ、２４・・・・・・
非反転増幅器、２６・・・・・・反転増幅器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (1)
- 圧電体と弾性体からなる振動体とこの振動体に加圧接触
して設置される移動体とを備え、回転速度及び位置を検
出する手段を前記振動体の弾性振動の節部に設置した超
音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61287010A JPH07101996B2 (ja) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | 超音波モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61287010A JPH07101996B2 (ja) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | 超音波モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140677A true JPS63140677A (ja) | 1988-06-13 |
| JPH07101996B2 JPH07101996B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17711861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61287010A Expired - Fee Related JPH07101996B2 (ja) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | 超音波モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101996B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02107285U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-27 | ||
| US5438229A (en) * | 1993-02-08 | 1995-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor and ultrasonic motor control method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204477A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーターの駆動制御回路 |
-
1986
- 1986-12-02 JP JP61287010A patent/JPH07101996B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204477A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーターの駆動制御回路 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02107285U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-27 | ||
| US5438229A (en) * | 1993-02-08 | 1995-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultrasonic motor and ultrasonic motor control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07101996B2 (ja) | 1995-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |