JPH0469073A - Ultrasonic motor provided with rotational - Google Patents
Ultrasonic motor provided with rotationalInfo
- Publication number
- JPH0469073A JPH0469073A JP2175692A JP17569290A JPH0469073A JP H0469073 A JPH0469073 A JP H0469073A JP 2175692 A JP2175692 A JP 2175692A JP 17569290 A JP17569290 A JP 17569290A JP H0469073 A JPH0469073 A JP H0469073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- ultrasonic motor
- wiring
- rotational position
- 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
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、超音波モータのロータ等の回転角度や回転
速度を制御するのに必要な回転位置検出器を内蔵させた
超音波モータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ultrasonic motor incorporating a rotational position detector necessary for controlling the rotational angle and rotational speed of a rotor, etc. of the ultrasonic motor.
［従来の技術］
従来、超音波モータ等の回転角度や回転速度等を検出す
るには、フォトインクラブタや磁気エンコーダ等のセン
サが使用されている。これらのセンサは、ロータ等の周
上に設けられた周期的な目盛りに対向したケーシングの
位置等に取り付けられている。そして、モータが駆動す
ると、スケールの周期的な変化をセンサが感知してロー
タの回転に対応したパルス信号等が出力される。この出
力信号は外部の計数管等でカウントされ、モータの回転
位置が求められ、回転角度又は回転速度の値が算出され
る。[Prior Art] Conventionally, sensors such as a photo ink club or a magnetic encoder have been used to detect the rotation angle, rotation speed, etc. of an ultrasonic motor or the like. These sensors are attached to positions on the casing, etc., facing periodic scales provided on the circumference of the rotor, etc. When the motor is driven, a sensor detects periodic changes in the scale and outputs a pulse signal or the like corresponding to the rotation of the rotor. This output signal is counted by an external counter, etc., the rotational position of the motor is determined, and the value of the rotational angle or rotational speed is calculated.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、フォトインタラプタを利用した回転位置
検出器では、超音波モータの駆動等により生じるモータ
自身の温度上昇や、周囲の温度変化等によってモータ内
部がフォトインタラプタの許容温度を越えることがある
。この場合、フォトインタラプタが故障したり、その検
出値に誤差が生じたりするという問題がある。一方、磁
気エンコーダを利用した回転位置検出器では、ロータの
周上に面倒なポーリング等を行なって磁気目盛りを設け
なければならないので、製造コストが高くなるという問
題がある。更に、これらのセンサでは、配線に使用する
ワイヤの本数が多くなるため、ハーネスが太くなるとい
う問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in a rotational position detector using a photointerrupter, the internal temperature of the motor may be affected by the tolerance of the photointerrupter due to the temperature rise of the motor itself caused by driving the ultrasonic motor or changes in ambient temperature. The temperature may be exceeded. In this case, there is a problem that the photointerrupter may malfunction or an error may occur in its detected value. On the other hand, in a rotational position detector using a magnetic encoder, it is necessary to perform troublesome polling or the like to provide a magnetic scale on the circumference of the rotor, which causes a problem of high manufacturing cost. Furthermore, in these sensors, the number of wires used for wiring increases, so there is a problem that the harness becomes thick.
この発明は、これらの問題を解決するために成されたも
ので、温度変化に強く、配線用のワイヤ本数が少な（で
済む、回転位置検出器を備えた超音波モータを提供する
ことを目的とする。This invention was made to solve these problems, and the purpose is to provide an ultrasonic motor equipped with a rotational position detector that is resistant to temperature changes, requires only a small number of wiring wires, and is resistant to temperature changes. shall be.
［課題を解決するための手段］
この発明の回転位置検出器を備えた超音波モータは、リ
ング状のステータに２区分して設けた圧電セラミックス
に、位相の異なる駆動信号を印加して、このステータに
スライダを介して圧接したロータを駆動させる超音波モ
ータにおいて、ロータ及びステータを導電体で作製し、
ロータのステータ側面に等ピッチの放射状突起を設ける
とともに、ステータのロータ側面に等ピッチの放射状溝
を設け、ロータの放射状突起と嵌合する等ピッチ溝を有
する誘電体製のスライダをロータに取り付け、ステータ
の一部に接地用端子を設けるとともに、ステータに取り
付けた圧電セラミックスの一部にモニタ電極を設け、モ
ニタ電極を抵抗を介してロータに接続し、ロータに位置
検出信号の出力端子を設けたことを特徴とするものであ
る。[Means for Solving the Problems] An ultrasonic motor equipped with a rotational position detector according to the present invention applies drive signals of different phases to piezoelectric ceramics provided in two sections in a ring-shaped stator. In an ultrasonic motor that drives a rotor that is pressed into contact with the stator via a slider, the rotor and stator are made of a conductor,
radial protrusions of equal pitch are provided on the side surface of the stator of the rotor, radial grooves of equal pitch are provided on the side surface of the rotor of the stator, and a dielectric slider having equal pitch grooves that fits with the radial protrusions of the rotor is attached to the rotor; A grounding terminal is provided on a part of the stator, a monitor electrode is provided on a part of the piezoelectric ceramic attached to the stator, the monitor electrode is connected to the rotor via a resistor, and an output terminal for a position detection signal is provided on the rotor. It is characterized by this.
［作用〕
上記の回転位置検出器を備えた超音波モータでは、ロー
タとステータが導電体であり、スライダが誘電体からな
っているので、ロータとステータとの間では静電容量を
持つことができる。又、ロータやステータ等の面に等ピ
ッチの突起等が設けられているので、ロータの回転によ
ってロータとステータとの間の静電容量が変化する。こ
の変化は、ロータの突起部とステータの溝部が重なって
、それらの間にスライダの他、空気が挟まれて静電容量
が小さくなることと、それらの位置がずれて、ロータと
ステータとの間がスライダだけになって、静電容量が大
きくなることを繰り返す。[Operation] In the ultrasonic motor equipped with the rotational position detector described above, the rotor and stator are conductors, and the slider is made of a dielectric, so there is no capacitance between the rotor and stator. can. Furthermore, since projections and the like are provided at equal pitches on the surfaces of the rotor, stator, etc., the capacitance between the rotor and the stator changes as the rotor rotates. This change occurs because the protrusions on the rotor and the grooves on the stator overlap, which traps the slider and air between them, reducing capacitance. Repeat this process until only the slider remains between the two and the capacitance increases.
モニタ電極では、モータ駆動によって圧電セラミックが
振動してモニタ電圧が発生する。このモニタ電圧は、ロ
ータとステータとの間の静電容量の変化から回転位置を
検出するための出力信号の電源電圧に利用される。In the monitor electrode, a piezoelectric ceramic is vibrated by motor drive to generate a monitor voltage. This monitor voltage is used as a power supply voltage for an output signal for detecting the rotational position from a change in capacitance between the rotor and the stator.
［実施例］
以下、この発明の回転位置検出器を備えた超音波モータ
の一実施例を第１図〜第４図を使用して説明する。[Example] Hereinafter, an example of an ultrasonic motor equipped with a rotational position detector of the present invention will be described using FIGS. 1 to 4.
超音波モータは、リング状のステータｌに設けた圧電セ
ラミックス２を２区分し、それぞれの圧電セラミックス
２に位相の異なる高周波電圧を印加し、ステータ１の表
面に進行波を生じさせ、スライダ３を介してステータｌ
に圧接したロータ４を駆動させる構造になっている。The ultrasonic motor divides a piezoelectric ceramic 2 provided in a ring-shaped stator l into two parts, applies high frequency voltages with different phases to each piezoelectric ceramic 2, generates a traveling wave on the surface of the stator 1, and moves a slider 3. via stator l
The structure is such that the rotor 4, which is in pressure contact with the rotor 4, is driven.
この超音波モータに内蔵される回転位置検出器は、超音
波モータのロータ４等の回転角度や回転速度を制御する
のに必要な回転位置の検出を行なうものであり、ロータ
４の回転に伴って周期的に変化する静電容量（Ｃ）の変
化と、モータの駆動周波数を適当な共振周波数に制御す
るために設けられたモニタ電極のモニタ電圧を利用した
ものである。The rotational position detector built into this ultrasonic motor detects the rotational position necessary to control the rotational angle and rotational speed of the rotor 4 of the ultrasonic motor. This method utilizes the changes in capacitance (C) that periodically changes due to the vibration of the motor, and the monitor voltage of a monitor electrode provided to control the drive frequency of the motor to an appropriate resonance frequency.
ロータ４は、導電体で円板形状に形成され、中心軸に出
力軸を突出させた構造になっている。ロータ４のステー
タ１側面には、等ピッチの放射状突起４ａが設けられ、
ロータ４の適当な箇所に後記する配線６に接続する接続
端子４ｂが設けられる。The rotor 4 is formed of a conductive material into a disc shape, and has a structure in which an output shaft protrudes from a central axis. On the side surface of the stator 1 of the rotor 4, radial projections 4a are provided at equal pitches.
Connection terminals 4b connected to wiring 6, which will be described later, are provided at appropriate locations on the rotor 4.
ロータ４とステータｌとの間に設けられるスライダ３は
、誘電体でリング状に形成され、ロータ４の突起４ａと
嵌合する等ピッチ溝３ａを片側面に設けた構造になって
おり、ロータ４のステータ側面に取り付けられ、ロータ
４と一体になって回転するようになっている。ステータ
ｌは、ロータ４と同様に導電体でリング状に形成され、
ロータ４側面にロータ４の突起４ａの大きさに合わせた
放射状溝ｌａをロータ４の突起４ａの２倍又は整数倍の
数だけ等ピッチで設けた構造になっており、溝１ａが設
けられていない方のステータｌの面には、圧電セラミッ
クス２が接着されている。又、ステータｌの適当な箇所
に接地端子１ｂが設けられて接地（ＧＮＤ）されている
。The slider 3 provided between the rotor 4 and the stator l is formed of a dielectric material into a ring shape, and has a structure in which equal pitch grooves 3a are provided on one side surface to fit with the protrusions 4a of the rotor 4. It is attached to the side surface of the stator 4 and rotates together with the rotor 4. Like the rotor 4, the stator l is made of a conductive material and is formed in a ring shape.
It has a structure in which radial grooves la matching the size of the protrusions 4a of the rotor 4 are provided on the side surface of the rotor 4 at equal pitches, the number of which is twice or an integral multiple of the protrusions 4a of the rotor 4, and the grooves 1a are provided. A piezoelectric ceramic 2 is bonded to the surface of the stator l that is not present. Further, a grounding terminal 1b is provided at a suitable location on the stator 1 to be grounded (GND).
圧電セラミックス２の一部には、モニタ電極２ａが設け
られ、途中に抵抗５が接続されたモニタ出力用配線６の
一端がモニタ電極２ａに接続されている。この配線６の
他端はロータ４の配線用接続端子４ｂに接続され、この
接続端子４ｂから位置検出信号を出力する出力端子Ｓ゛
が導かれ、第４図に示す等価回路図のように構成される
。この出力端子Ｓ°から出力される電圧と時間との関係
及びロータ４とステータ１の開の静電容量と時間との関
係は第５図に示すグラフの様になる。従って、出力端子
Ｓ°からの出力電圧の山の部分を計数して演算処理する
ことにより、ロータ４の回転位置を検出することができ
る。A monitor electrode 2a is provided in a part of the piezoelectric ceramic 2, and one end of a monitor output wiring 6 to which a resistor 5 is connected in the middle is connected to the monitor electrode 2a. The other end of this wiring 6 is connected to a wiring connection terminal 4b of the rotor 4, and an output terminal S' for outputting a position detection signal is led from this connection terminal 4b, and is configured as shown in the equivalent circuit diagram shown in FIG. be done. The relationship between the voltage output from the output terminal S° and time and the relationship between the open capacitance of the rotor 4 and stator 1 and time are as shown in the graph shown in FIG. Therefore, the rotational position of the rotor 4 can be detected by counting and arithmetic processing the peak portion of the output voltage from the output terminal S°.
尚、モニタ電極２ａから発生するモニタ電圧は、本来の
機能である超音波モータを適当な共振周波数で駆動する
ための周波数制御に併用することができる。Note that the monitor voltage generated from the monitor electrode 2a can be used in conjunction with its original function, which is frequency control for driving the ultrasonic motor at an appropriate resonance frequency.
［発明の効果コ
この発明の回転位置検出器を備えた超音波モータでは、
ロータの回転に応じて変化するロータとステータとの間
の静電容量と、自動追尾等で使用するモニタ電極のモニ
タ電圧を利用した構造の回路で回転位置検出器を構成し
ているので、フォトインタラプタ等の熱に弱い半導体素
子を用いる必要がない。このため、フォトセンサ等を超
音波モータのケーシングに内蔵させる必要がないので、
温度変化に強（、配線用のワイヤ本数が少なくて済み、
超音波モータを小型にすることができる。[Effects of the Invention] In the ultrasonic motor equipped with the rotational position detector of this invention,
The rotational position detector is configured with a circuit that utilizes the capacitance between the rotor and stator that changes as the rotor rotates, and the monitor voltage of the monitor electrode used for automatic tracking, etc. There is no need to use heat-sensitive semiconductor elements such as interrupters. Therefore, there is no need to incorporate a photo sensor etc. into the casing of the ultrasonic motor.
Resistant to temperature changes (requires fewer wires for wiring,
The ultrasonic motor can be made smaller.
第１図はこの発明の実施例を示す説明図、第２図は同実
施例を示す超音波モータの要部分解図、第３図は超音波
モータを組み合わせた状態を示す一部説明図、第４図は
一実施例を示す回路図、第５図は８カ電圧と時間及びロ
ータとステータ間の静電容量と時間との関係を示すグラ
フである。
ｌ：ステータ ２；圧電セラミックス３ニス
ライダ ４；ロータ
５：抵抗 ６；配線
第１図
出願人 ア ス モ 株 式 会 社FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded view of essential parts of an ultrasonic motor showing the same embodiment, and FIG. 3 is a partial explanatory diagram showing a state in which the ultrasonic motor is combined. FIG. 4 is a circuit diagram showing one embodiment, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between voltage and time and capacitance between the rotor and stator and time. l: Stator 2; Piezoelectric ceramics 3 Nislider 4; Rotor 5: Resistor 6; Wiring diagram 1 Applicant Asumo Co., Ltd.
Claims (1)
クスに、位相の異なる駆動信号を印加して、このステー
タにスライダを介して圧接したロータを駆動させる超音
波モータにおいて、ロータ及びステータを導電体で作製
し、ロータのステータ側面に等ピッチの放射状突起を設
けるとともに、ステータのロータ側面に等ピッチの放射
状溝を設け、ロータの放射状突起と嵌合する等ピッチ溝
を有する誘電体製のスライダをロータに取り付け、ステ
ータの一部に接地用端子を設けるとともに、ステータに
取り付けた圧電セラミックスの一部にモニタ電極を設け
、モニタ電極を抵抗を介してロータに接続し、ロータに
位置検出信号の出力端子を設けたことを特徴とする回転
位置検出器を備えた超音波モータ。In an ultrasonic motor that applies drive signals of different phases to piezoelectric ceramics provided in two sections on a ring-shaped stator to drive a rotor that is pressed into contact with the stator via a slider, the rotor and stator are made of conductive material. radial protrusions with equal pitches are provided on the side surface of the stator of the rotor, radial grooves with equal pitches are provided on the side surface of the rotor with the stator, and a dielectric slider having equal pitch grooves that fits with the radial protrusions of the rotor is attached to the rotor. In addition to providing a grounding terminal on a part of the stator, a monitor electrode is provided on a part of the piezoelectric ceramics attached to the stator, and the monitor electrode is connected to the rotor via a resistor, and a position detection signal output terminal is provided on the rotor. An ultrasonic motor equipped with a rotational position detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2175692A JPH0469073A (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Ultrasonic motor provided with rotational |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2175692A JPH0469073A (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Ultrasonic motor provided with rotational |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469073A true JPH0469073A (en) | 1992-03-04 |
Family
ID=16000578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2175692A Pending JPH0469073A (en) | 1990-07-03 | 1990-07-03 | Ultrasonic motor provided with rotational |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0469073A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5566612A (en) * | 1994-08-08 | 1996-10-22 | Riso Kagaku Corporation | Mimeographic printing machine |
| KR100768890B1 (en) * | 2006-06-12 | 2007-10-19 | (주)피에조테크놀리지 | Supporting structure for tiny ultrasonic linear actuator |
-
1990
- 1990-07-03 JP JP2175692A patent/JPH0469073A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5566612A (en) * | 1994-08-08 | 1996-10-22 | Riso Kagaku Corporation | Mimeographic printing machine |
| KR100768890B1 (en) * | 2006-06-12 | 2007-10-19 | (주)피에조테크놀리지 | Supporting structure for tiny ultrasonic linear actuator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3311779B2 (en) | Rotational displacement measuring device | |
| US5481188A (en) | Method and apparatus for detecting the movement of an object with a micro machine that responds to a change in magnetic flux associated with the object | |
| JP2001524206A (en) | Clock with capacitance detection device | |
| US4811613A (en) | Two-axis angular rate gyroscope | |
| WO2001041288A1 (en) | Low cost limited angle torque dc brushless servomotor and method for fabricating thereof | |
| WO2006010014A1 (en) | Integrated magnetoresitive speed and direction sensor | |
| JPH0469073A (en) | Ultrasonic motor provided with rotational | |
| US6715368B1 (en) | Rotation sensor | |
| US6509673B2 (en) | Ultrasonic motor capable of sensing a rotational position of its rotor | |
| WO1989008945A1 (en) | Supersonic motor with magnetic encoder | |
| JP2504022B2 (en) | Ultrasonic motor | |
| JP4054693B2 (en) | Capacitive displacement measuring instrument | |
| JPH0133199B2 (en) | ||
| JPH08285878A (en) | Speed sensor | |
| JPS58213201A (en) | Electronic micrometer | |
| JP2002090180A (en) | Rotation detection sensor | |
| JP2000166263A (en) | Ultrasonic motor and electronic apparatus with ultrasonic motor | |
| JPH08146031A (en) | Revolution sensor | |
| WO2008047607A1 (en) | Magnetic type encoder device, and its manufacturing method | |
| JPH1078447A (en) | Rotation detector and electronic axial-flow impeller type water meter | |
| JPH0469348B2 (en) | ||
| JPH0579806A (en) | Motor-position detecting device | |
| JPH10213411A (en) | Rotary angle detector | |
| JPH01156620A (en) | Device for detecting speed of revolution | |
| JP2002153080A (en) | Ultrasonic motor and electronic apparatus provided therewith |