JP2827300B2 - Ultrasonic motor - Google Patents
Ultrasonic motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はステータ上に発生する進行波によつてロータ
を回転させる超音波モータに関するものである。Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to an ultrasonic motor for rotating a rotor by a traveling wave generated on a stator.
（従来の技術） 従来より、ステータに圧電振動子を接着し、該圧電振
動子に所定の交流電力を供給することによつてステータ
に進行波を発生させ、該進行波によりロータを回転させ
る超音波モータが知られている。このような超音波モー
タは、例えば特開昭59−204477号公報等に開示されてい
る。(Prior Art) Conventionally, a piezoelectric vibrator is bonded to a stator, and a predetermined alternating current power is supplied to the piezoelectric vibrator to generate a traveling wave in the stator, and the traveling wave rotates a rotor. Sound wave motors are known. Such an ultrasonic motor is disclosed in, for example, JP-A-59-204477.
特開昭59−204477号公報等に開示された超音波モータ
では、ステータに進行波の強さを検出するためのセンサ
が取り付けられている。このセンサが検出したモニター
信号は、圧電振動子に供給する交流電力の周波数を調整
するための制御回路に入力される。制御回路は該センサ
から得られるモニター信号を利用して、ステータに発生
する進行波の強さがほぼ一定になるように、圧電振動子
に印加する交流電力の周波数を調節する。In the ultrasonic motor disclosed in JP-A-59-204477 and the like, a sensor for detecting the strength of a traveling wave is attached to a stator. The monitor signal detected by this sensor is input to a control circuit for adjusting the frequency of AC power supplied to the piezoelectric vibrator. The control circuit uses the monitor signal obtained from the sensor to adjust the frequency of the AC power applied to the piezoelectric vibrator so that the strength of the traveling wave generated in the stator becomes substantially constant.
超音波モータに作用する負荷が大きくなつた時には、
ロータから取り出されるエネルギーが大きくなるため
に、ステータに発生する進行波が弱くなる。この時、制
御回路は圧電振動子に印加する交流電力の周波数を、あ
らかじめ制御回路に設定されたステータの共振周波数に
近づけて、ステータ上の進行波の強さがほぼ一定になる
ように制御する。When the load acting on the ultrasonic motor increases,
Since the energy extracted from the rotor increases, the traveling wave generated in the stator weakens. At this time, the control circuit controls the frequency of the AC power applied to the piezoelectric vibrator to be close to the resonance frequency of the stator set in the control circuit in advance so that the strength of the traveling wave on the stator becomes substantially constant. .
逆に、超音波モータに作用する負荷が小さくなつた時
には、ロータから取り出されるエネルギーが小さくなる
ために、ステータに発生する進行波が強くなる。この
時、制御回路は圧電振動子に印加する交流電力の周波数
を、あらかじめ制御回路に設定されたステータの共振周
波数から遠ざけて、ステータ上の進行波がほぼ一定にな
るように制御する。Conversely, when the load acting on the ultrasonic motor decreases, the energy extracted from the rotor decreases, and the traveling wave generated in the stator increases. At this time, the control circuit controls the frequency of the AC power applied to the piezoelectric vibrator away from the resonance frequency of the stator set in the control circuit in advance, and controls the traveling wave on the stator to be substantially constant.
（発明が解決しようとする課題） ところで、ステータの共振周波数は、超音波モータに
作用する負荷の大きさに応じて変化する。従つて、負荷
の大きさが大きく成り過ぎると、制御回路に設定された
駆動周波数とステータの実際の共振周波数の間の差が小
さくなつたり、駆動周波数とステータの実際の共振周波
数の大小関係が逆転する等して、制御回路が正しく動作
しなくなる場合がある。このために従来の超音波モータ
では、負荷が大きくなると急にロータが停止したり、ひ
どい時にはロータが逆転を始めたりする。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the resonance frequency of the stator changes according to the magnitude of the load acting on the ultrasonic motor. Therefore, if the magnitude of the load becomes too large, the difference between the drive frequency set in the control circuit and the actual resonance frequency of the stator becomes smaller, or the magnitude relationship between the drive frequency and the actual resonance frequency of the stator becomes smaller. In some cases, the control circuit does not operate properly due to the reverse rotation or the like. For this reason, in the conventional ultrasonic motor, when the load becomes large, the rotor stops suddenly, and when it is severe, the rotor starts to reverse.
本発明はこのような従来技術の問題点を解消するため
になされたもので、ステータの共振特性の変化を抑える
ことにより、制御回路に設定された駆動周波数とステー
タの実際の共振周波数の間の差を小さく保持することを
技術的課題とする。The present invention has been made to solve such a problem of the related art, and suppresses a change in the resonance characteristic of the stator, so that the drive frequency set in the control circuit and the actual resonance frequency of the stator are reduced. It is a technical task to keep the difference small.
（課題を解決するための手段） 前述した技術的課題を達成するために講じた技術的手
段は、ロータをステータに向かつて所定の加圧力で押し
付ける加圧手段と、ロータに加えられる負荷トルクが大
きくなるに従つて加圧手段の加圧力を減少させる調整手
段とを設けたことである。(Means for Solving the Problems) The technical means taken to achieve the above-mentioned technical problems include a pressing means for pressing the rotor against the stator with a predetermined pressing force, and a load torque applied to the rotor. Adjusting means for reducing the pressing force of the pressurizing means as the size increases.
（作用） 前述した技術的手段によれば、超音波モータに作用す
る負荷が大きくなると、ロータとステータの間の加圧力
が減らされる。ステータの共振周波数は加圧力の減少に
より変化する。このために、負荷が大きくなつても実際
のステータの共振周波数がほぼ一定に保持され、所期の
技術的課題が達成される。(Operation) According to the above-mentioned technical means, when the load acting on the ultrasonic motor increases, the pressing force between the rotor and the stator decreases. The resonance frequency of the stator changes with a decrease in the pressing force. For this reason, the actual resonance frequency of the stator is kept substantially constant even when the load increases, and the intended technical problem is achieved.
（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明を適用した実施例装
置について説明する。(Example) Hereinafter, an example device to which the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に第１図を参照して、本発明を適用した超音波モ
ータの構造について説明する。基材１にはケース２が固
定されている。基材１の中心部には、ボールベアリング
３が嵌め込まれている。また、ケース２の凹部2aには皿
バネ４が嵌められている。皿バネ４にはボールベアリン
グ５が支持されている。ボールベアリング３、５により
回転軸６が回転自在に支承されている。ボールベアリン
グ３と回転軸６の間にはブツシユ20が配設されている。First, the structure of an ultrasonic motor to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The case 2 is fixed to the base material 1. A ball bearing 3 is fitted into the center of the base material 1. A disc spring 4 is fitted in the concave portion 2a of the case 2. A ball bearing 5 is supported on the disc spring 4. The rotating shaft 6 is rotatably supported by the ball bearings 3 and 5. A bush 20 is disposed between the ball bearing 3 and the rotating shaft 6.
基材１には、ステータ７の固定部7aが振動不可能のよ
うに皿ねじ８によつてしつかりと固定されている。ステ
ータ７の一面にはリング状の圧電振動子９が接着されて
いる。The fixing portion 7a of the stator 7 is firmly fixed to the base material 1 by a flathead screw 8 so as not to vibrate. A ring-shaped piezoelectric vibrator 9 is adhered to one surface of the stator 7.
ステータ７は固定部7aと振動部7cの間が薄肉の支持部
7bによつて一体にされた形状を有している。振動部7cの
表面には多数の突起7dが全周にわたつて定ピツチで形成
されている。ステータ７は導電性に優れた金属材料（り
ん青銅など）で作られており、基材１に電気的に接続さ
れている。The stator 7 has a thin supporting portion between the fixed portion 7a and the vibrating portion 7c.
It has a shape integrated by 7b. A large number of projections 7d are formed on the surface of the vibrating portion 7c at a constant pitch over the entire circumference. The stator 7 is made of a metal material having excellent conductivity (such as phosphor bronze), and is electrically connected to the base 1.
圧電振動子９はステータ７上に進行波を発生させるた
めの素子で、ステータ７上に進行波を効率良く発生させ
るための分極が施されている。超音波モータ用の圧電振
動子９は既に多くの文献に紹介されており、公知なの
で、詳細な説明は省略することにする。圧電振動子９に
90゜位相差を有する交流電力を供給すると、圧電振動子
９が伸縮してステータ７上に進行波振動が生起される。The piezoelectric vibrator 9 is an element for generating a traveling wave on the stator 7, and is polarized on the stator 7 for efficiently generating the traveling wave. The piezoelectric vibrator 9 for an ultrasonic motor has already been introduced in many documents and is publicly known, so that detailed description will be omitted. For the piezoelectric vibrator 9
When AC power having a 90 ° phase difference is supplied, the piezoelectric vibrator 9 expands and contracts, and traveling wave vibration is generated on the stator 7.
ロータ10は皿バネ11の加圧力によりステータ７に常時
圧接されている。皿バネ11の加圧力がロータ10の全円周
面に均一に加わるように、ロータ10と皿バネ11の間に
は、スタビライザ12が配設されている。皿バネ11とスタ
ビライザ12の間にはゴムシート13が、スタビライザ12と
ロータ10の間にはゴムシート14が、それぞれ挟まれてい
る。The rotor 10 is constantly pressed against the stator 7 by the pressing force of the disc spring 11. A stabilizer 12 is provided between the rotor 10 and the disc spring 11 so that the pressing force of the disc spring 11 is uniformly applied to the entire circumferential surface of the rotor 10. A rubber sheet 13 is sandwiched between the disc spring 11 and the stabilizer 12, and a rubber sheet 14 is sandwiched between the stabilizer 12 and the rotor 10, respectively.
ロータ10は外周部10aと内径部10cの間が薄肉部10bを
介して一体にされた形状を有している。ロータ10の外周
部10aの下面にはリング状の摩擦材フイルム15が接着さ
れている。摩擦材フイルム15は外周部10aの下面とステ
ータ７の振動部7cの間に挟まれている。The rotor 10 has a shape in which an outer peripheral portion 10a and an inner diameter portion 10c are integrated via a thin portion 10b. A ring-shaped friction material film 15 is adhered to the lower surface of the outer peripheral portion 10a of the rotor 10. The friction material film 15 is sandwiched between the lower surface of the outer peripheral portion 10a and the vibrating portion 7c of the stator 7.
本実施例のスタビライザ12は鉄材で作られており、ア
ルミ材で作られたロータ10よりも大きな質量を有してい
る。ここで、スタビライザ12の質量をロータ10の質量よ
りも大きくすれば、ロータ10の振動が皿バネ11に伝わり
にくくなる。The stabilizer 12 of this embodiment is made of an iron material, and has a larger mass than the rotor 10 made of an aluminum material. Here, if the mass of the stabilizer 12 is made larger than the mass of the rotor 10, the vibration of the rotor 10 will not be easily transmitted to the disc spring 11.
また、スタビライザ12は剛性の高い材料で作ることが
望ましい。なぜならば、スタビライザ12の剛性が低い
と、ロータ10の振動を吸収してしまうからである。Further, it is desirable that the stabilizer 12 be made of a material having high rigidity. This is because if the rigidity of the stabilizer 12 is low, the vibration of the rotor 10 is absorbed.
スタビライザ12の外周部にはリング状の突起12aが形
成されている。この突起12aはロータ10とステータ７の
当接面よりも内側に位置し、ロータ10を押さえ付けてい
る。この突起12aは一定の寸法精度で形成されているの
で、皿バネ11の加圧力は突起12aの円周に沿つて一様に
分布する。On the outer peripheral portion of the stabilizer 12, a ring-shaped projection 12a is formed. The protrusion 12a is located inside the contact surface between the rotor 10 and the stator 7, and presses the rotor 10. Since the projections 12a are formed with a certain dimensional accuracy, the pressing force of the disc spring 11 is uniformly distributed along the circumference of the projections 12a.
皿バネ11はホルダ16の鍔部16aにより保持されてい
る。ホルダ16の中心部には回転軸６が挿入されている。
回転軸６は、ケース２に圧入されたブツシユ19とボール
ベアリング３によつて回転自在に支持されている。ホル
ダ16とボールベアリング５の間にはスペーサ18が挿入さ
れている。ホルダ16は回転軸６の回りを自在に回転し得
る。The disc spring 11 is held by a flange 16a of the holder 16. The rotation shaft 6 is inserted into the center of the holder 16.
The rotating shaft 6 is rotatably supported by a bush 19 pressed into the case 2 and the ball bearing 3. A spacer 18 is inserted between the holder 16 and the ball bearing 5. The holder 16 can freely rotate around the rotation shaft 6.
第２図にホルダ16と回転軸６を描いた分解斜視図を示
す。ホルダ16の中心部には四つの略Ｖ字底を有するカム
面16bが形成されている。FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the holder 16 and the rotating shaft 6. FIG. A cam surface 16b having four substantially V-shaped bottoms is formed at the center of the holder 16.
一方、回転軸６には鍔部6aが形成されており、鍔部6a
にはカム面16bに相当する形状を有するカム面6bが形成
されている。カム面6bとカム面16bの間には、四つの鋼
球17a,17b,17c,17dが挟持されている。ロータ10の駆動
力はスタビライザ12、皿バネ11を通つてホルダ16に伝え
られ、さらにカム面16bとカム面6bの間に挟まれた鋼球1
7a,17b,17c,17dを通つて回転軸６に伝えられる。On the other hand, a flange 6a is formed on the rotating shaft 6, and the flange 6a
Is formed with a cam surface 6b having a shape corresponding to the cam surface 16b. Four steel balls 17a, 17b, 17c, 17d are held between the cam surface 6b and the cam surface 16b. The driving force of the rotor 10 is transmitted to the holder 16 through the stabilizer 12 and the disc spring 11, and furthermore, the steel ball 1 sandwiched between the cam surface 16b and the cam surface 6b.
It is transmitted to the rotating shaft 6 through 7a, 17b, 17c, 17d.
カム面6b、16bおよび鋼球17a,17b,17c,17dは加圧力調
整機構を構成しており、回転軸６に作用する負荷トルク
の大きさをホルダ16の軸方向の変位に変換する。The cam surfaces 6b, 16b and the steel balls 17a, 17b, 17c, 17d constitute a pressing force adjusting mechanism, and convert the magnitude of the load torque acting on the rotating shaft 6 into an axial displacement of the holder 16.
回転軸６に作用する負荷が小さい時には、ホルダ16と
回転軸６との相対的な変位が小さくなるので、鋼球17a,
17b,17c,17dがカム面16b、6bの略Ｖ字底付近に移動す
る。この時、ホルダ16がステータ７に近づく方向（第１
図で下方向）に移動するので、ロータ10は強い加圧力で
ステータ７に押し付けられる。When the load acting on the rotating shaft 6 is small, the relative displacement between the holder 16 and the rotating shaft 6 becomes small, so that the steel balls 17a,
17b, 17c, 17d move to the vicinity of the substantially V-shaped bottom of the cam surfaces 16b, 6b. At this time, the direction in which the holder 16 approaches the stator 7 (first
(In the figure, downward direction), the rotor 10 is pressed against the stator 7 with a strong pressing force.
逆に、回転軸６に作用する負荷が大きい時には、ホル
ダ16と回転軸６との相対的な変位が大きくなるので、鋼
球17a,17b,17c,17dがカム面16b、6bの頂上に向かつて移
動する。この時、ホルダ16がステータ７に向かつて（第
１図で上方向に）移動するので、ロータ10は弱い加圧力
でステータ７に押し付けられる。Conversely, when the load acting on the rotating shaft 6 is large, the relative displacement between the holder 16 and the rotating shaft 6 becomes large, so that the steel balls 17a, 17b, 17c, 17d face the tops of the cam surfaces 16b, 6b. Once moved. At this time, since the holder 16 moves toward the stator 7 (upward in FIG. 1), the rotor 10 is pressed against the stator 7 with a weak pressing force.
ロータ10に作用する負荷が大きくなると、ステータ７
の共振周波数が高くなる。しかしながら、本実施例装置
では、加圧力調整機構が動作して、ステータ７の共振周
波数が低くなるようにステータ７に作用する加圧力が弱
められる。この結果、ステータ７の共振周波数はほぼ一
定に保持される。When the load acting on the rotor 10 increases, the stator 7
Becomes higher. However, in the apparatus of the present embodiment, the pressing force adjusting mechanism operates, and the pressing force acting on the stator 7 is reduced so that the resonance frequency of the stator 7 decreases. As a result, the resonance frequency of the stator 7 is kept substantially constant.
第３図に本実施例装置の制御回路を示す。制御回路30
は、電源回路31、入力回路32、マイクロコンピユータ3
3、D/A変換回路34、電圧制御発振回路35、移相回路36、
ドライバ回路37,38、昇圧トランス39,40、平滑回路41を
備えている。FIG. 3 shows a control circuit of the apparatus of this embodiment. Control circuit 30
Are the power supply circuit 31, the input circuit 32, and the microcomputer 3
3, D / A conversion circuit 34, voltage controlled oscillation circuit 35, phase shift circuit 36,
Driver circuits 37 and 38, step-up transformers 39 and 40, and a smoothing circuit 41 are provided.
電源回路31はバツテリBTTに接続されており、制御回
路30内に一定電圧の電力を供給する。The power supply circuit 31 is connected to the battery BTT and supplies a constant voltage power to the control circuit 30.
入力回路32はマイクロコンピユータ33とスイツチSWの
間に接続されており、スイツチSWがON側に設定されてい
るか、OFF側に設定されているかをマイクロコンピユー
タ33に入力する。The input circuit 32 is connected between the microcomputer 33 and the switch SW, and inputs to the microcomputer 33 whether the switch SW is set to the ON side or the OFF side.
ステータ７に接着された圧電振動子９には、ステータ
７上に進行波を発生させるための一対の駆動電極9a,9b
が接合されている。移相回路36によつて位相が90゜ずら
された一対の電気信号が駆動電極9a,9bに印加される
と、ステータ７上に進行波が発生する。ステータ７上に
発生する進行波の振幅は電圧制御発振回路35の発振周波
数によつて変化する。即ち、電圧制御発振回路35の発振
周波数がステータ７の共振周波数に近づくに従つて進行
波の振幅は増大し、逆に電圧制御発振回路35の発振周波
数がステータ７の共振周波数から遠ざかるに従つて進行
波の振幅は減少する。A pair of driving electrodes 9a and 9b for generating a traveling wave on the stator 7 is provided on the piezoelectric vibrator 9 bonded to the stator 7.
Are joined. When a pair of electric signals whose phases are shifted by 90 ° by the phase shift circuit 36 are applied to the drive electrodes 9a and 9b, a traveling wave is generated on the stator 7. The amplitude of the traveling wave generated on the stator 7 changes according to the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 35. That is, as the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 35 approaches the resonance frequency of the stator 7, the amplitude of the traveling wave increases, and conversely, as the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 35 moves away from the resonance frequency of the stator 7, The amplitude of the traveling wave decreases.
ステータ７上に発生した進行波は振幅の大きさにほぼ
比例したモニター電圧をセンサ電極7cに発生させる。モ
ニター電圧は平滑回路41によつて平滑化され、マイクロ
コンピユータ33に入力される。マイクロコンピユータ33
は平滑回路41から入力されるステータ７の平均的な振幅
の大きさに応じてD/A変換回路34を制御し、ステータ７
上の振幅がほぼ一定になるように電圧制御発振回路35の
発振周波数を調節する。The traveling wave generated on the stator 7 causes the sensor electrode 7c to generate a monitor voltage substantially proportional to the amplitude. The monitor voltage is smoothed by the smoothing circuit 41 and is input to the microcomputer 33. Microcomputer 33
Controls the D / A conversion circuit 34 in accordance with the average amplitude of the stator 7 input from the smoothing circuit 41,
The oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 35 is adjusted so that the above amplitude becomes substantially constant.
マイクロコンピユータ33で実行されるプログラムの一
例を第４図に示す。電源回路31にバツテリBTTが接続さ
れるとマイクロコンピユータ33は第４図に示したプログ
ラムをステツプS1から実行し始める。FIG. 4 shows an example of a program executed by the microcomputer 33. When the battery BTT is connected to the power supply circuit 31, the microcomputer 33 starts executing the program shown in FIG. 4 from step S1.
ステツプS1では以後の処理を実行するために必要な初
期化が行われる。In step S1, initialization necessary for executing the subsequent processing is performed.
この後、ステツプS2ではスイツチSWがオンになつたか
否かが判定される。スイツチSWがオンになるまでステツ
プS2の処理が繰り返される。Thereafter, in step S2, it is determined whether the switch SW has been turned on. The process of step S2 is repeated until the switch SW is turned on.
ステツプS3では、標準的な駆動周波数０に相当する
コードが制御フラグに記憶される。なお、駆動周波数
０は定格負荷時におけるステータ７の共振周波数に基
づいて定められている。In step S3, a code corresponding to the standard driving frequency 0 is stored in the control flag. In addition, drive frequency
0 is determined based on the resonance frequency of the stator 7 at the time of rated load.
その後、ステツプS4において制御フラグに記憶され
たコードがD/A変換回路34に出力されると、電圧制御発
振回路35から標準的な駆動周波数０が出力され、ロー
タ６が回転し始める。その後、ステツプS5では、この瞬
間にセンサ電極4cに発生しているモニター電圧Ｖの大き
さが読み込まれ、ステツプS6で標準電圧V0と比較され
る。なお、標準電圧V0は、定格負荷時におけるステータ
７に駆動周波数０を供給した時に検出されるモニター
電圧の大きさに等しい。Thereafter, when the code stored in the control flag is output to the D / A conversion circuit 34 in step S4, the standard drive frequency 0 is output from the voltage control oscillation circuit 35, and the rotor 6 starts rotating. Thereafter, in step S5, the magnitude of the monitor voltage V occurring in the sensor electrode 4c at this moment is read and compared with the standard voltage V 0 at step S6. Note that the standard voltage V 0 is equal to the magnitude of the monitor voltage detected when the driving frequency 0 is supplied to the stator 7 under the rated load.
標準電圧V0と読み込まれた電極電圧Ｖとが等しい場合
には、ステツプS7の処理が省略される。等しくない場合
には、ステツプS7の処理が実行され、モニター電圧Ｖが
標準電圧V0と一致するように制御フラグのコードが増
減される。If is equal to the electrode voltage V read to the standard voltage V 0, the process of step S7 is omitted. If not equal, processing of step S7 is executed, the monitor voltage V code control flag is increased or decreased to match the standard voltage V 0.
ステツプS8では、スイツチSWがON側になつたままか否
かが判定される。スイツチSWがON側であれば、再びステ
ツプS4の処理から実行を始める。スイツチSWがOFF側で
あればステツプS9の処理が実行され電圧制御発振回路35
の発振が停止し、ロータ６が停止する。In step S8, it is determined whether or not the switch SW remains on the ON side. If the switch SW is ON, the execution is started again from the processing in step S4. If the switch SW is on the OFF side, the process of step S9 is executed and the voltage control oscillation circuit 35
Stops, and the rotor 6 stops.
以上に述べた制御回路30とマイクロコンピユータ33で
実行されるプログラムによつて、本実施例装置では、ス
テータ７に発生する進行波の振幅がほぼ一定になるよう
調節される。According to the program executed by the control circuit 30 and the microcomputer 33 described above, in the present embodiment, the amplitude of the traveling wave generated in the stator 7 is adjusted to be substantially constant.
以上に述べた制御回路30では、定格負荷時におけるス
テータ７の共振特性を標準として制御が実行されてい
る。それゆえに、負荷に応じてステータ７の共振特性が
大きく変化すると、正しい制御が実行できない。しかし
ながら、本実施例装置によれば、ステータ７の共振周波
数が機械的にほぼ一定に保持されるので、電気的な制御
が常に正しく実行され、超音波モータの出力特性が極め
て安定になる。In the control circuit 30 described above, the control is executed with the resonance characteristic of the stator 7 at the time of the rated load as a standard. Therefore, if the resonance characteristics of the stator 7 greatly change according to the load, correct control cannot be performed. However, according to the present embodiment, since the resonance frequency of the stator 7 is maintained substantially constant mechanically, electrical control is always executed correctly, and the output characteristics of the ultrasonic motor become extremely stable.
本発明の超音波モータでは、負荷トルクの変動が機械
的に検出され、ロータとステータの間の加圧力が調節さ
れる。それゆえに、負荷トルクの変動とは無関係にステ
ータの共振周波数をほぼ一定に保持することができる。
この結果、本発明を適用した超音波モータでは、極めて
安定した出力特性が得られる。In the ultrasonic motor according to the present invention, the fluctuation of the load torque is mechanically detected, and the pressing force between the rotor and the stator is adjusted. Therefore, the resonance frequency of the stator can be kept almost constant irrespective of the fluctuation of the load torque.
As a result, in the ultrasonic motor to which the present invention is applied, extremely stable output characteristics can be obtained.
第１図は本発明の一実施例装置を描いた超音波モータの
断面図である。 第２図は本発明の一実施例装置の加圧力調整機構を描い
た斜視図である。 第３図は本発明の一実施例装置の制御回路を描いた回路
図である。 第４図は第３図に描かれた制御回路で実行されるプログ
ラムの一例を示すフローチヤートである。 １……基材、２……ケース、３……ボールベアリング、 ４……皿バネ、５……ボールベアリング、 ６……回転軸（調整手段）、 ７……ステータ、８……ネジ、 ９……圧電振動子（振動子）、10……ロータ、 11……皿バネ（加圧手段）、 12……スタビライザ、13,14……ゴムシート、 15……摩擦材フイルム、 16……ホルダ（調整手段）、 17a,17b,17c,17d……鋼球（調整手段）、 18……スペーサ、19,20……ブツシユ 30……制御回路、31……電源回路、 32……入力回路、33……マイクロコンピユータ、 34……D/A変換回路、35……電圧制御発振回路、 36……移相回路、37,38……ドライバ回路、 39,40……昇圧トランス、41……平滑回路。FIG. 1 is a sectional view of an ultrasonic motor depicting an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating a pressing force adjusting mechanism of the apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a control circuit of the device according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a program executed by the control circuit shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material, 2 ... Case, 3 ... Ball bearing, 4 ... Belleville spring, 5 ... Ball bearing, 6 ... Rotating shaft (adjustment means), 7 ... Stator, 8 ... Screw, 9 …… Piezoelectric vibrator (vibrator), 10… Rotor, 11… Belleville spring (pressurizing means), 12… Stabilizer, 13,14… Rubber sheet, 15… Friction material film, 16 …… Holder (Adjustment means), 17a, 17b, 17c, 17d: steel ball (adjustment means), 18: spacer, 19, 20: bush 30: control circuit, 31: power supply circuit, 32: input circuit, 33 microcomputer, 34 D / A converter circuit, 35 voltage controlled oscillator circuit, 36 phase shift circuit, 37, 38 driver circuit, 39, 40 boost transformer, 41 smoothing circuit.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−148079（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15280（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−36969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−148682（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02N 2/00Continuation of the front page (56) References JP-A-1-148079 (JP, A) JP-A-3-15280 (JP, A) JP-A-3-36969 (JP, A) JP-A-58-148682 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H02N 2/00
Claims (1)
生させる振動子と、 前記ステータに当接したロータと、 該ロータを前記ステータに向かつて所定の加圧力で押し
付ける加圧手段と、 前記ロータに加えられる負荷トルクが大きくなるに従つ
て前記加圧手段の加圧力を減少させる調整手段と、 を備える超音波モータ。1. A stator, a vibrator attached to the stator and generating a traveling wave on the stator, a rotor in contact with the stator, and a predetermined pressure applied to the rotor toward the stator. An ultrasonic motor comprising: pressing means for pressing; and adjusting means for reducing the pressing force of the pressing means as the load torque applied to the rotor increases.
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