JPS63206173A - Ultrasonic wave motor - Google Patents

Ultrasonic wave motor

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JPS63206173A
JPS63206173A JP62036179A JP3617987A JPS63206173A JP S63206173 A JPS63206173 A JP S63206173A JP 62036179 A JP62036179 A JP 62036179A JP 3617987 A JP3617987 A JP 3617987A JP S63206173 A JPS63206173 A JP S63206173A
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rotor
comb
stator
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receiving element
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Daisuke Satani
大助 佐谷
Masaru Muramatsu
勝 村松
Hiroki Tsukahara
塚原 大基
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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
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
    • H02N2/163Motors with ring stator

Abstract

PURPOSE:To detect movement at high precision and lower a cost, by providing a moving unit with a sensor confronted with a stationary unit, and by sequentially detecting the individual projections of a pectinate section with the sensor when the moving unit is in motion. CONSTITUTION:A stator base metal 11 is formed in the shape of a ring, and on the back side surface, a piezoelectric unit (electrostrictive element) 12 is fitted to compose a stator (stationary unit) 10. On the base metal 11, projections 13 are arranged in the circumferential direction (progressive direction of progressive wave). Besides, a rotor base metal 21 is formed in the shape of a ring having a width smaller than that of the stator base metal 11, and on the back side surface of the metal 21, a slider 22 is fitted to compose a rotor (moving unit) 20. From the rotor base metal 21, internal and external arms 211, 212 project. An internal arm tip section 211a is provided with a luminous element 31, and an external arm tip section 212a is provided with a light receiving element 32, and via a groove 14 between said projections 13, the generated light of the luminous element 31 is received by the light receiving element 32. Then, along with the driving of the rotor 20, said projections 13 are sequentially detected, and the moving speed and the like of a motor can be determined by the number of pulses and the period.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、圧電体により固定体に形成した進行性振動波
によって移動体を駆動する超音波モータに関し、特にそ
の移動検出センサを内蔵したものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of Application The present invention relates to an ultrasonic motor that drives a moving object using progressive vibration waves formed in a fixed body using a piezoelectric material, and particularly to an ultrasonic motor that has a built-in movement detection sensor. Regarding.

B、従来の技術 この種の超音波モータ、例えば回転型超音波モータは、
第9図(a)、(b)に示すように環状の固定体71に
同形状の移動体72をばね部材等(図示せず)により所
定の押圧力で押圧して構成されている。固定体71の裏
面には圧電体73が貼着され、その圧電体73の表面に
はセグメント電極74a〜74dが形成されている。セ
グメント電極74bと74dの下の圧電体73は交互に
互い違いに分極されている。セグメント電極74aを接
地し、セグメント電極74bと74dに互いに90度位
相のずれた高周波数電気信号を供給すると、圧電体73
が振動しこれにより固定体71に進行性振動波が形成さ
れて移動体72が回転駆動される。
B. Prior art This type of ultrasonic motor, for example a rotary ultrasonic motor, is
As shown in FIGS. 9(a) and 9(b), a movable body 72 having the same shape is pressed against an annular fixed body 71 with a predetermined pressing force by a spring member or the like (not shown). A piezoelectric body 73 is attached to the back surface of the fixed body 71, and segment electrodes 74a to 74d are formed on the surface of the piezoelectric body 73. The piezoelectric bodies 73 under segment electrodes 74b and 74d are alternately polarized. When the segment electrode 74a is grounded and high frequency electrical signals with a phase shift of 90 degrees are supplied to the segment electrodes 74b and 74d, the piezoelectric body 73
vibrates, thereby forming a progressive vibration wave in the fixed body 71 and rotationally driving the movable body 72.

この種の超音波モータの位置検出は、例えば特開昭60
−113675号公報に開示されているように、移動体
であるロータの厚み方向に貫通孔を穿設し、その貫通孔
の一方の側に発光装置を他方の側に光検知装置を配置し
、ロータの回転に応じて光検知装置から出力されるパル
スに基づいて行われている。
Position detection of this type of ultrasonic motor is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-open No. 60
As disclosed in Japanese Patent No. 113675, a through hole is formed in the thickness direction of a rotor that is a moving body, and a light emitting device is placed on one side of the through hole and a light detecting device is placed on the other side, This is done based on pulses output from a photodetector in accordance with the rotation of the rotor.

一方、高効率化を企図した超音波モータが種々提案され
ており、例えば特開昭61−102177号公報には、
固定体に形成される進行性振動波により移動体にも進行
性振動波を形成せしめたものが開示されている。また、
日経エレクトロニクスの1986年3月24日号P90
〜92には、第10図に示す超音波モータが開示されて
いる。これは、固定体81の一方の面上で進行性振動波
の進行方向に複数の櫛歯状突起部82を有し、その櫛歯
状突起部82に移動体83を加圧接触し櫛歯状突起部8
2の運動により移動体83を駆動するものである。なお
、84が圧電体、85がスライダである。
On the other hand, various ultrasonic motors aiming at higher efficiency have been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 102177/1982,
A device is disclosed in which the progressive vibration waves formed in the fixed body also form the progressive vibration waves in the moving body. Also,
Nikkei Electronics March 24, 1986 issue P90
92 discloses an ultrasonic motor shown in FIG. This has a plurality of comb-teeth-like protrusions 82 on one surface of a fixed body 81 in the direction of propagation of progressive vibration waves, and a movable body 83 is brought into pressure contact with the comb-teeth-like protrusions 82. shaped protrusion 8
The moving body 83 is driven by the movement of 2. Note that 84 is a piezoelectric body and 85 is a slider.

C0発明が解決しようとする問題点 上述した高効率の超音波モータの位置検出を精度良く行
なう場合、移動体に多数の精度の良い貫通孔を穿設する
必要があるが、それゆえ、加工コストが高くなりその上
、この種の高効率超音波モータの移動体は、元々その振
動状態の設計が難しく、多数の貫通孔の穿設により最適
振動状態を得るのがなおさら難しくなる。
Problems to be Solved by the C0 Invention In order to accurately detect the position of the highly efficient ultrasonic motor mentioned above, it is necessary to drill a large number of highly accurate through holes in the moving body, which reduces the processing cost. In addition, it is difficult to design the vibration state of the moving body of this type of high-efficiency ultrasonic motor, and it becomes even more difficult to obtain the optimum vibration state by drilling a large number of through holes.

本発明は、櫛歯状突起部を有する超音波モータの効率に
何ら影響を与えることなく精度良く移動検出ができる超
音波モータを提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic motor that can accurately detect movement without affecting the efficiency of the ultrasonic motor that has comb-like protrusions.

D0問題点を解決するための手段 一実施例を示す第1図により本発明を説明すると、本発
明に係る超音波モータは、圧電体12により形成される
進行波の進行方向に配列した複数の櫛歯状突起部13を
有した固定体10と、前記複数の櫛歯状突起部13に加
圧接触され該櫛歯状突起部13に生ずる該進行波により
駆動される移動体2oとを有し、上述の問題は、該移動
体20上にセンサ31,32を設け、該移動体20が複
数の該櫛歯状突起部13の上を移動するときにセンサ3
1,32が複数の該櫛歯状突起部13を順次検出するよ
うにして解決される。
The present invention will be explained with reference to FIG. 1 showing an embodiment of a means for solving the D0 problem. The ultrasonic motor according to the present invention has a plurality of It has a fixed body 10 having a comb-teeth-like protrusion 13, and a movable body 2o that is brought into pressure contact with the plurality of comb-teeth-like protrusions 13 and is driven by the traveling wave generated in the comb-teeth-like protrusion 13. However, the above-mentioned problem can be solved by providing the sensors 31 and 32 on the movable body 20, and when the movable body 20 moves over the plurality of comb-like projections 13, the sensors 31 and 32 are disposed on the movable body 20.
1 and 32 are solved by sequentially detecting the plurality of comb-like protrusions 13.

80作用 圧電体12により固定体20に進行性振動波が形成され
ると櫛歯状突起部13がその振動を増幅して移動体20
に伝達して移動体20を駆動する。
80 action When a progressive vibration wave is formed in the fixed body 20 by the piezoelectric body 12, the comb-like protrusions 13 amplify the vibration and the moving body 20
and drives the moving body 20.

移動体2oの駆動に伴って、センサ31,32が櫛歯状
突起13を順次に検出する。従って、センサ出力はパル
ス的に発生するためそのパルス数や周期を計測すること
により、超音波モータの移動量や、速度が容易に検出で
きる。
As the movable body 2o is driven, the sensors 31 and 32 sequentially detect the comb-like protrusions 13. Therefore, since the sensor output is generated in the form of pulses, the amount of movement and speed of the ultrasonic motor can be easily detected by measuring the number and period of the pulses.

F、実施例 一第1の実施例− 第1図および第2図により第1の実施例を説明する。F. Example 1.First embodiment- A first embodiment will be explained with reference to FIGS. 1 and 2.

ステータ母材11はリング状に形成され、その裏面には
1例えば第9図(b)に示したように圧電体(電歪素子
)12が貼着され、ステータ(固定体)10が構成され
る。ステータ母材11には、第10図に示したと同様に
、櫛歯状突起部13が円周方向に、すなわち振動性進行
波(以下、進行波)の進行方向に配列されている。一方
、ロータ母材21はステータ母材11よりも幅の狭いリ
ング状に形成され、その裏面にスライダ22が貼着され
、ロータ(移動体)20が構成される。ロータ母材21
からステータ10の内外周面を越える位置まで内腕21
1および外貌212がそれぞれ突設している。内腕先端
部211aには発光素子31が設けられ、外貌先端部2
12aには受光素子32が設けられ、発光素子31から
の出射光は、各櫛歯状突起部13の間の溝部14を介し
て受光素子32で受光されるようになっている。前記1
対の発光素子31と受光素子32によりセンサを構成す
る。
The stator base material 11 is formed in a ring shape, and a piezoelectric material (electrostrictive element) 12 is adhered to the back surface thereof, for example, as shown in FIG. 9(b), thereby forming the stator (fixed body) 10. Ru. As shown in FIG. 10, the stator base material 11 has comb-like protrusions 13 arranged in the circumferential direction, that is, in the traveling direction of the oscillatory traveling wave (hereinafter referred to as traveling wave). On the other hand, the rotor base material 21 is formed into a ring shape having a width narrower than the stator base material 11, and a slider 22 is attached to the back surface of the rotor base material 21, thereby forming a rotor (moving body) 20. Rotor base material 21
The inner arm 21 extends from
1 and an outer appearance 212 are respectively protruded. The inner arm tip 211a is provided with a light emitting element 31, and the outer arm tip 211a is provided with a light emitting element 31.
12a is provided with a light receiving element 32, and the light emitted from the light emitting element 31 is received by the light receiving element 32 through the groove 14 between the comb-like protrusions 13. Said 1
A pair of light emitting element 31 and light receiving element 32 constitute a sensor.

33は図示しない固定部材に設けられた入出力部分であ
り、発光素子用入力ブラシ33a。
33 is an input/output portion provided on a fixing member (not shown), and is an input brush 33a for a light emitting element.

33bと受光素子用出力ブラシ33c、33dとを備え
、各ブラシは、ロータ母材21の表面に形成された図示
しない導電パターンと接触して、ロータ20の回転によ
りパターン上を摺動する。導電パターンは内腕211.
外腕212にも形成され、入力ブラシ33a、33bと
発光素子31とが電気的に接続され、出力ブラシ33c
、33ciと受光素子32とが電気的に接続されている
33b and light-receiving element output brushes 33c and 33d, each brush comes into contact with a conductive pattern (not shown) formed on the surface of the rotor base material 21, and slides on the pattern as the rotor 20 rotates. The conductive pattern is the inner arm 211.
Also formed on the outer arm 212, the input brushes 33a, 33b and the light emitting element 31 are electrically connected, and the output brush 33c
, 33ci and the light receiving element 32 are electrically connected.

次にこの実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

図示しない駆動制御回路から圧電体12の各電極に高周
波数電気信号を供給すると圧電体12が振動しステータ
母材11に進行波が形成される。
When a high frequency electric signal is supplied to each electrode of the piezoelectric body 12 from a drive control circuit (not shown), the piezoelectric body 12 vibrates and a traveling wave is formed in the stator base material 11.

この進行波は櫛歯状突起部13で増幅されスライダ22
を介してロータ母材21に伝達される。ロータ母材21
はステータ母材11と同期して振動しつつ回転する。
This traveling wave is amplified by the comb-shaped protrusion 13 and the slider 22
is transmitted to the rotor base material 21 via. Rotor base material 21
rotates while vibrating in synchronization with the stator base material 11.

一方、入力ブラシ33a、33bを介して発光素子31
に給電すると発光素子31が発光する。
On the other hand, the light emitting element 31 is connected via the input brushes 33a and 33b.
When power is supplied to the light emitting element 31, the light emitting element 31 emits light.

発光素子31からの出射光は受光素子32に向かって図
示の経路Pのように進むから、櫛歯状突起部13間の溝
部14を経路Pが横切るごとに受光素子32で受光され
る。この結果、出力ブラシ33c、33dを介して第2
図に示すようなパルス信号が得られる。したがって、こ
のパルスをカウンタ等で計数すればロータ20の回転角
度位置を検出できる。また、パルス間隔を計測すること
により、回転速度や回転角速度を各々検出することがで
きる。
Since the light emitted from the light-emitting element 31 travels toward the light-receiving element 32 along the illustrated path P, the light is received by the light-receiving element 32 every time the path P crosses the groove 14 between the comb-like protrusions 13. As a result, the second
A pulse signal as shown in the figure is obtained. Therefore, by counting these pulses with a counter or the like, the rotational angular position of the rotor 20 can be detected. Furthermore, by measuring the pulse interval, the rotational speed and rotational angular velocity can be detected.

なお、内腕211.外腕212の取付位置は、ロータ2
0の回転に支障がなければどこでもよい。
In addition, the inner arm 211. The mounting position of the outer arm 212 is the rotor 2
Any location is fine as long as it does not interfere with the 0 rotation.

一第2の実施例− 第3図は第2の実施例を示す。ステータ10およびロー
タ20の基本的な構成は第1の実施例と同様であり、同
様の部分には同一の符号を付して相違点のみ説明する。
1. Second Embodiment - FIG. 3 shows a second embodiment. The basic configurations of the stator 10 and rotor 20 are the same as in the first embodiment, and similar parts are given the same reference numerals and only the differences will be explained.

ロータ20から回転中心側に突設された内腕211の下
面に発光素子31が設けられ、ロータ20から外方に突
設された外貌212の下面に受光素子32が設けられ、
発光素子31の出射光が経路Pで示すとおり櫛歯状突起
部13間の溝底部15に反射して受光素子32で入射さ
れるように構成されている。前記1対の発光素子31と
受光素子32によりセンサを構成する。したがって、両
腕211,212が櫛歯状突起部13の頂部16と対峙
するときには、受光素子32に光が入射しない。この結
果、ロータ2oの回転に同期して1画素子31,32が
櫛歯状突起部13間の溝部14を通過するごとに受光素
子出力がハイレベルとなり第2図に示すパルス信号が得
られる。
A light emitting element 31 is provided on the lower surface of an inner arm 211 protruding from the rotor 20 toward the rotation center, and a light receiving element 32 is provided on the lower surface of the outer shell 212 protruding outward from the rotor 20.
The light emitted from the light emitting element 31 is reflected by the groove bottom 15 between the comb-like protrusions 13 as indicated by a path P, and is incident on the light receiving element 32. The pair of light emitting element 31 and light receiving element 32 constitute a sensor. Therefore, when both arms 211 and 212 face the top 16 of the comb-like protrusion 13, no light enters the light receiving element 32. As a result, each time one pixel element 31, 32 passes through the groove 14 between the comb-like protrusions 13 in synchronization with the rotation of the rotor 2o, the output of the light receiving element becomes high level, and the pulse signal shown in FIG. 2 is obtained. .

この実施例は、内腕211.外腕212がステータ10
の円周面から突出しないので、半径方向のスペースに制
約がある場合に有効である。
In this embodiment, the inner arm 211. The outer arm 212 is the stator 10
Since it does not protrude from the circumferential surface of the cylinder, it is effective when radial space is limited.

−第3の実施例− 第4図は第3の実施例を示す。ステータ10およびロー
タ20の基本的な構成は第1の実施例と同様であり、同
様の部分には同一の符号を付して相違点のみ説明する。
-Third Embodiment- FIG. 4 shows a third embodiment. The basic configurations of the stator 10 and rotor 20 are the same as in the first embodiment, and similar parts are given the same reference numerals and only the differences will be explained.

ロータ母材21の外周面から外貌212のみが突設され
、その先端下面に発光素子31および受光素子32が円
周方向に並設され、発光素子31からの出射光が経路P
のとおり櫛歯状突起部13の頂部16で反射されて受光
素子32で受光されるよう構成されている。前記1対の
発光素子31と受光素子32によりセンサを構成する。
Only the outer face 212 is provided protruding from the outer peripheral surface of the rotor base material 21, and a light emitting element 31 and a light receiving element 32 are arranged in parallel in the circumferential direction on the lower surface of the tip thereof, and the emitted light from the light emitting element 31 is directed to the path P.
As shown, the light is reflected by the top 16 of the comb-like protrusion 13 and is received by the light receiving element 32. The pair of light emitting element 31 and light receiving element 32 constitute a sensor.

したがって、外貌212が櫛歯状突起部13間の溝底部
15と対峙するときには、受光素子32に光が入射しな
い。この結果、ロータ2oの回転に同期して、画素子3
1.32が櫛歯状突起部13の頂部16と対峙するごと
に受光素子の出力がハイレベルとなり第2図に示すパル
ス信号が得られる。
Therefore, when the outer face 212 faces the groove bottom 15 between the comb-like protrusions 13, no light enters the light receiving element 32. As a result, in synchronization with the rotation of the rotor 2o, the pixel 3
1.32 confronts the top 16 of the comb-shaped protrusion 13, the output of the light receiving element becomes high level, and the pulse signal shown in FIG. 2 is obtained.

なお、画素子31.32を半径方向に並設してもよい、
また、発光素子31からの出射光が櫛歯状突起部13間
の溝底部14で反射されて受光素子32に入射するよう
にしてもよい。
Note that the pixel elements 31 and 32 may be arranged in parallel in the radial direction.
Alternatively, the light emitted from the light emitting element 31 may be reflected by the groove bottom 14 between the comb-like protrusions 13 and enter the light receiving element 32.

この実施例は、ロータ2oの内側にスペースの制約があ
り、かつ、ステータ10の外側にもスペースの制約があ
る場合に有効である。
This embodiment is effective when there is a space restriction inside the rotor 2o and there is also a space restriction outside the stator 10.

−第4の実施例− 第5図は第4の実施例を示す。ステータ10およびロー
タ20の基本的な構成は第1の実施例と同様であり、同
様の部分には同一の符号を付して相違点のみ説明する。
-Fourth Embodiment- FIG. 5 shows a fourth embodiment. The basic configurations of the stator 10 and rotor 20 are the same as in the first embodiment, and similar parts are given the same reference numerals and only the differences will be explained.

ロータ母材21から外方へ突出した外貌212の先端部
が折り曲げられ、櫛歯状突起部13の外周面17と対向
する面に発光素子31および受光素子32が周方向に並
設され、発光素子31からの出射光が経路Pのとおり櫛
歯状突起部13の外周面17で反射されて受光素子32
で受光されるように構成されている。前記1対の発光素
子31と受光素子32によりセンサを構成する。したが
って、画素子31.32が櫛歯状突起部13間の溝部1
4と対面するときには、受光素子32に光が入射しない
、この結果、ロータ20の回転に同期して、画素子31
,32が櫛歯状突起部13の外周面17と対峙するごと
に受光素子32の出力がハイレベルとなり第2図に示す
パルス信号が得られる。なお、画素子31,32をロー
タの厚さ方向に並設してもよい。
The tip of the external face 212 protruding outward from the rotor base material 21 is bent, and a light emitting element 31 and a light receiving element 32 are arranged in parallel in the circumferential direction on a surface facing the outer peripheral surface 17 of the comb-like protrusion 13 to emit light. The light emitted from the element 31 is reflected by the outer circumferential surface 17 of the comb-like protrusion 13 along the path P, and is transmitted to the light receiving element 32.
It is configured to receive light at The pair of light emitting element 31 and light receiving element 32 constitute a sensor. Therefore, the pixel elements 31 and 32 are connected to the groove 1 between the comb-like protrusions 13.
4, no light enters the light receiving element 32. As a result, the pixel 31
, 32 confronts the outer circumferential surface 17 of the comb-like protrusion 13, the output of the light receiving element 32 becomes high level, and a pulse signal shown in FIG. 2 is obtained. Note that the pixel elements 31 and 32 may be arranged side by side in the thickness direction of the rotor.

この実施例は、ロータ20の表面21aと櫛歯状突起部
13の頂部16との間に空間的制約があり、例えば櫛歯
状突起部13の頂部16に素子を配置するスペースがな
いような場合に効果がある。
In this embodiment, there is a spatial restriction between the surface 21a of the rotor 20 and the top 16 of the comb-like protrusion 13. It is effective in some cases.

なお、以上の4つの実施例においては、発光素子31と
受光素子32の位置関係を逆にしてもよい。ただし、ロ
ータ20の内側に光学レンズ系等を配置するカメラ等の
場合には、第1の実施例のように、内側から外側に向か
って検出光を出射し、光学レンズ系に検出光による影響
がないようにするのが好ましい。
Note that in the above four embodiments, the positional relationship between the light emitting element 31 and the light receiving element 32 may be reversed. However, in the case of a camera or the like in which an optical lens system or the like is arranged inside the rotor 20, the detection light is emitted from the inside to the outside as in the first embodiment, and the optical lens system is affected by the detection light. It is preferable that there be no

なお第3.第4の実施例においては、ロータ母材21の
内周面から内腕を突設し、画素子31゜32をロータ2
0の内径側に位置させてもよい。
In addition, 3rd. In the fourth embodiment, an inner arm is provided protruding from the inner peripheral surface of the rotor base material 21, and the pixel elements 31 and 32 are attached to the rotor 2.
It may be located on the inner diameter side of 0.

−第5の実施例− 第6図は第5の実施例を示す。ステータ10およびロー
タ20の基本的な構成は第1の実施例と同様であり、同
様の部分には同一の符号を付して相違点のみ説明する。
-Fifth Embodiment- FIG. 6 shows a fifth embodiment. The basic configurations of the stator 10 and rotor 20 are the same as in the first embodiment, and similar parts are given the same reference numerals and only the differences will be explained.

この実施例のステータ母材11は磁性体で形成されてい
る。ロータ21の外方へ突出した外貌212の先端下面
には、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁気センサ41が
設けられている。
The stator base material 11 of this embodiment is made of a magnetic material. A magnetic sensor 41 such as a Hall element or a magnetoresistive element is provided on the lower surface of the tip of the outer shell 212 that protrudes outward from the rotor 21 .

ステータ母材11により形成される磁場は、磁気センサ
41がステータ母材11と接近するほど磁気センサ4i
に影響を与えるから、ロータ20が回転して磁気センサ
41が櫛歯状突起部13の頂部16と溝底部15に対峙
するごとに、第8図に示す矩形波である検出信号が得ら
れ、この矩形波の繰り返し数を計数することによりロー
タ20の回転角度位置が検出される。また、この矩形波
の周期を計測することにより回転角度や回転角速度を各
々検出することができる。
The magnetic field formed by the stator base material 11 increases as the magnetic sensor 41 approaches the stator base material 11.
Therefore, each time the rotor 20 rotates and the magnetic sensor 41 confronts the top 16 of the comb-shaped protrusion 13 and the groove bottom 15, a detection signal in the form of a rectangular wave shown in FIG. 8 is obtained. By counting the number of repetitions of this rectangular wave, the rotational angular position of the rotor 20 is detected. Further, by measuring the period of this rectangular wave, the rotation angle and the rotation angular velocity can be detected.

なお、磁気センサ41を、櫛歯状突起部13の外周面あ
るいは内周面と対峙する位置に設けたり、ロータ20の
内周面に内腕を突設してその先端部に第6図と同様に設
けてもよい。
The magnetic sensor 41 may be provided at a position facing the outer circumferential surface or inner circumferential surface of the comb-teeth-like protrusion 13, or an inner arm may be provided protruding from the inner circumferential surface of the rotor 20 and the tip thereof may be provided with an inner arm as shown in FIG. It may also be provided in the same way.

一第6の実施例− 第7図は第6の実施例を示す。ステータ10およびロー
タ20の基本的な構成は第1の実施例と同様であり、同
様の部分には同一の符号を付して相違点のみ説明する。
1. Sixth Embodiment - FIG. 7 shows a sixth embodiment. The basic configurations of the stator 10 and rotor 20 are the same as in the first embodiment, and similar parts are given the same reference numerals and only the differences will be explained.

ロータ母材21の外周面から外貌212を突設し、その
外貌212の下面に対向電極51を形成するとともに、
櫛歯状突起部13の頂部16と、溝底部15とにも対向
電極52.53をそれぞれ形成する。前記対向電極51
によりセンサを構成する。ここで、対向電極51と52
との間隙をdい対向電極51と53との間隙をd2とし
、各対向電極51と52.51と53との対向面積をS
、空気の誘電率をεとすると、対向電極51と52.5
3間の静電容量Cは、 となる。d工< dZであるから、静電容量Cは第8図
に示すように矩形波状に変化する。静電容量Cの変化を
、例えばCR発振器等により周波数信号に変換し、これ
をF/V変換器等で周波数に応じた電圧値に変換してロ
ータ21の回動を検出することができる。
An outer face 212 is provided protruding from the outer peripheral surface of the rotor base material 21, and a counter electrode 51 is formed on the lower surface of the outer face 212,
Opposing electrodes 52 and 53 are also formed on the top portion 16 of the comb-like protrusion portion 13 and the groove bottom portion 15, respectively. The counter electrode 51
Configure the sensor. Here, the opposing electrodes 51 and 52
The gap between the opposing electrodes 51 and 53 is d2, and the opposing area between the opposing electrodes 51 and 52, and 51 and 53 is S.
, when the dielectric constant of air is ε, the opposing electrodes 51 and 52.5
The capacitance C between 3 is as follows. Since d<dZ, the capacitance C changes in a rectangular waveform as shown in FIG. The rotation of the rotor 21 can be detected by converting the change in capacitance C into a frequency signal using, for example, a CR oscillator, and converting this into a voltage value corresponding to the frequency using an F/V converter or the like.

なお、ロータ側の対向電極51の位置は、ロータ21の
内腕に設けてもよい。また、ステータ側の対向電極52
.53は、ステータの同円周面に設けてもよい。
In addition, the position of the counter electrode 51 on the rotor side may be provided on the inner arm of the rotor 21. In addition, the counter electrode 52 on the stator side
.. 53 may be provided on the same circumferential surface of the stator.

以上では、センサとして光センサ、磁気センサ、静電容
量センサを用いたが、超音波センサやAE(アコーステ
ィック・エミッション)センサを用いてもよい。
In the above, an optical sensor, a magnetic sensor, and a capacitance sensor are used as sensors, but an ultrasonic sensor or an AE (acoustic emission) sensor may also be used.

また、以上説明した6つの実施例は、いずれもリング状
のステータとロータとを用いた回転型超音波モータにつ
いて説明したが、円板状ステータとロータとを用いたも
のや、リニア型超音波モータにもこの発明を適用できる
Furthermore, in the six embodiments described above, all rotary ultrasonic motors using a ring-shaped stator and rotor were explained, but there are also motors using a disc-shaped stator and rotor, and linear ultrasonic motors using a disk-shaped stator and rotor. This invention can also be applied to motors.

G1発明の効果 本発明によれば、固定体から突設され進行波の進行方向
に配列された櫛歯状突起部を有する固定体と対向して移
動体にセンサを設け、移動体移動時にセンサが順次に櫛
歯状突起部の各々を検出するようにしたので、従来と同
様に高い効率を維持しつつ精度のよい移動検出が可能と
なる。また低コスト化も図れる。
G1 Effects of the Invention According to the present invention, a sensor is provided on a movable body opposite to a fixed body having comb-like protrusions protruding from the fixed body and arranged in the traveling direction of a traveling wave, and when the movable body moves, the sensor is installed. Since each of the comb-like protrusions is sequentially detected, movement can be detected with high accuracy while maintaining high efficiency as in the conventional case. It is also possible to reduce costs.

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

第1図および第2図は第1の実施例を示し、第1図が部
分斜視図、第2図がセンサ出力の波形図である。 第3図〜第7図はそれぞれ本発明の第2〜第6の実施例
を示す部分斜視図である。 第8図は第6図および第7図で示した実施例のセンサ出
力の波形図である。 第9図(a)、(b)は回転型超音波モータの概略構成
を示し、(a)はその平面図、(b)はそのb−b線断
面図、第10図は櫛歯状突起部を有する回転型超音波モ
ータの斜視図である。 1o:ステータ     11:ステータ母材12:圧
電体      13:櫛歯状突起部14:溝部   
     2o:ロータ21:ロータ母材    22
ニスライダ31:発光素子     32:受光素子4
1:磁気センサ 51〜53:対向電極211:内腕 
     212:外脱特許出願人  日本光学工業株
式会社 代理人弁理士   永 井 冬 紀 第1図 回転量 第2図 第5図 第q図
1 and 2 show a first embodiment, where FIG. 1 is a partial perspective view and FIG. 2 is a waveform diagram of the sensor output. 3 to 7 are partial perspective views showing second to sixth embodiments of the present invention, respectively. FIG. 8 is a waveform diagram of the sensor output of the embodiment shown in FIGS. 6 and 7. 9(a) and 9(b) show the schematic configuration of a rotary ultrasonic motor, where (a) is a plan view thereof, (b) is a sectional view taken along line bb--b, and FIG. 10 is a comb-like protrusion. FIG. 1o: Stator 11: Stator base material 12: Piezoelectric body 13: Comb tooth-shaped protrusion 14: Groove
2o: Rotor 21: Rotor base material 22
Varnish slider 31: Light emitting element 32: Light receiving element 4
1: Magnetic sensor 51-53: Opposing electrode 211: Inner arm
212: External patent applicant: Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd. Representative Patent Attorney Fuyu Nagai Figure 1 Rotation amount Figure 2 Figure 5 Figure q

Claims (1)

【特許請求の範囲】  圧電体により形成される進行波の進行方向に配列した
複数の櫛歯状突起部を有する固定体と、前記複数の櫛歯
状突起部に加圧接触され該進行波により駆動される移動
体とを有する超音波モータにおいて、 前記移動体上にセンサを設け、該移動体が前記複数の櫛
歯状突起部の上を移動するときに前記センサが前記複数
の櫛歯状突起部を順次検出するように構成したことを特
徴とする超音波モータ。
[Scope of Claims] A fixed body having a plurality of comb-like protrusions arranged in the traveling direction of a traveling wave formed by a piezoelectric body, and a fixed body having a plurality of comb-teeth-like protrusions that are brought into pressure contact with the plurality of comb-teeth-like protrusions and are caused by the traveling wave. In an ultrasonic motor having a driven moving body, a sensor is provided on the moving body, and when the moving body moves over the plurality of comb-teeth shaped protrusions, the sensor moves over the plurality of comb-shaped protrusions. An ultrasonic motor characterized by being configured to sequentially detect protrusions.
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