JPH08294292A - Ultrasonic motor - Google Patents

Ultrasonic motor

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Publication number
JPH08294292A
JPH08294292A JP7120658A JP12065895A JPH08294292A JP H08294292 A JPH08294292 A JP H08294292A JP 7120658 A JP7120658 A JP 7120658A JP 12065895 A JP12065895 A JP 12065895A JP H08294292 A JPH08294292 A JP H08294292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
rotor
comb teeth
peripheral portion
ultrasonic 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
JP7120658A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneji Ono
恒二 小野
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.)
Fukoku Co Ltd
Fukoku KK
Original Assignee
Fukoku Co Ltd
Fukoku KK
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 Fukoku Co Ltd, Fukoku KK filed Critical Fukoku Co Ltd
Priority to JP7120658A priority Critical patent/JPH08294292A/en
Publication of JPH08294292A publication Critical patent/JPH08294292A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE: To enable output of an encoding signal without providing a particular encoding mechanism. CONSTITUTION: A detecting mechanism 12 is provided opposed to comb teeth 2D of a stator 2 at the circumferential part of a rotor 6 and thereby the comb teeth 2D of the stator 2 are detected with the rotating operation of the rotor 6 to output an encoding signal corresponding to the comb teeth 2D.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ステータをエンコーダ
としても使用する超音波モータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor which uses a stator as an encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超音波モータは、例えば、(1)
超音波モータの回転軸にロータリーエンコーダの回転軸
を装着するもの。(2)ロータの表面にタイミングマー
クを設け、このタイミングマークを光学的に、あるいは
磁気的に検出してエンコード用信号を出力するもの。
(3)特開昭59−156168では、ロータにくし歯
電極を設け、このくし歯電極にブラシ電極を配置して構
成し、ロータの回転によりブラシ電極がくし歯電極に接
触、開放を繰り返して、エンコード用信号を出力するも
の。(4)特開昭59−204477では、ステータの
裏面に接着固定した圧電素子のうち、入力信号が加わっ
ていない、いわゆるダミーの圧電素子を設け、このダミ
ーの圧電素子から出力するモニター電圧を、エンコード
用信号として用いるもの、などが提案されている。
2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic motor has, for example, (1)
The rotary shaft of the ultrasonic motor is attached to the rotary shaft of the rotary encoder. (2) A timing mark is provided on the surface of the rotor, and the timing mark is detected optically or magnetically to output an encoding signal.
(3) In Japanese Patent Laid-Open No. 59-156168, a rotor is provided with a comb-teeth electrode, and a brush electrode is arranged on the comb-teeth electrode, and the brush electrode repeatedly contacts and opens the comb-teeth electrode by the rotation of the rotor. The one that outputs the signal for encoding. (4) In JP-A-59-204477, a so-called dummy piezoelectric element to which an input signal is not applied is provided among the piezoelectric elements bonded and fixed to the back surface of the stator, and the monitor voltage output from the dummy piezoelectric element is Those used as encoding signals have been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波モータでは、エンコード用信号を得るためのエン
コード機構を別個に設けなければならないという問題点
があった。
However, the conventional ultrasonic motor has a problem that an encoding mechanism for obtaining an encoding signal must be separately provided.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波モー
タは、周辺部上側に複数個のくし歯を形成したステータ
と、リング状の圧電体とこの圧電体の一方の面に形成し
た個別電極とこの圧電体の他方の面に形成した共通電極
とから構成し、上記ステータの周辺部下側に接着固定し
進行性の振動波を発生する進行波発生手段と、上記ステ
ータの周辺部上側に圧接し、このステータの周辺部上側
に増幅されて生ずる進行波によって回転するロータと、
このロータの駆動回転を外部に取り出すための出力手段
とを備えた超音波モータにおいて、上記ロータの周面部
で、かつ上記ステータのくし歯に対向して検出機構を設
け、この検出機構は上記ロータの回転動作により、上記
ステータのくし歯を検出し、くし歯に対応したエンコー
ド用信号を出力するものである。
An ultrasonic motor according to the present invention includes a stator having a plurality of comb teeth formed on an upper side of a peripheral portion, a ring-shaped piezoelectric body, and an individual piezoelectric body formed on one surface of the piezoelectric body. An electrode and a common electrode formed on the other surface of the piezoelectric body, a traveling wave generating means for adhesively fixing to the lower side of the peripheral portion of the stator to generate a progressive vibration wave, and an upper side of the peripheral portion of the stator. A rotor that is pressed and rotates by a traveling wave generated by being amplified above the peripheral portion of the stator;
In an ultrasonic motor having an output means for extracting the drive rotation of the rotor to the outside, a detection mechanism is provided on the peripheral surface of the rotor and facing the comb teeth of the stator, and the detection mechanism is the rotor. The rotation operation of (1) detects the comb teeth of the stator and outputs an encoding signal corresponding to the comb teeth.

【0005】[0005]

【作用】本発明は、特別なエンコード機構を設けること
なく、エンコード用信号を出力するものである。
The present invention outputs an encoding signal without providing a special encoding mechanism.

【0006】[0006]

【実施例】図1は、本発明に係る超音波モータの一実施
例を示す詳細な断面図であり、一例として、ステータの
外径が60mmの超音波モータに実施した場合である。
図において、1は取り付け用の支持部材であり、この支
持部材1は、ベアリング用穴1A、ステータ用ねじ穴1
Bを備えている。2は円盤状のステータであり、このス
テータ2は、弾性体で作られており、ワッシャー用穴2
A、取付け穴2Bを備えており、その周辺部上側には複
数の溝2Cが切られて、複数のくし歯2Dが形成され
る。
FIG. 1 is a detailed sectional view showing an embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention, which is, for example, an ultrasonic motor having an outer diameter of a stator of 60 mm.
In the figure, 1 is a support member for mounting, and this support member 1 includes a bearing hole 1A and a stator screw hole 1
It has B. 2 is a disk-shaped stator, and this stator 2 is made of an elastic body, and has a washer hole 2
A, a mounting hole 2B is provided, and a plurality of grooves 2C are cut on the upper side of the peripheral portion to form a plurality of comb teeth 2D.

【0007】3はベアリング、4は出力回転軸であり、
この出力回転軸4は、ネジ部4Aおよび嵌合溝4Bを備
え、ベアリング3により回転自在に軸支される。5は進
行波発生手段であり、この進行波発生手段5は、ステー
タ2の周辺部下面側に接着固定されており、リング状の
圧電体(図示せず)と、この圧電体(図示せず)の一方
の面に形成した個別電極(図示せず)と、この圧電体
(図示せず)の他方の面に形成したC字形のSIN電極
(図示せず)およびC字形のCOS電極(図示せず)と
を備え、進行波を発生する。6はロータであり、このロ
ータ6は、円盤状に形成されており、嵌合溝付穴6Aが
形成されている。このロータ6の周辺部6Bの下面側
は、凸状に形成され、ステータ2の周辺部に形成された
複数のくし歯2Dに圧接される。
3 is a bearing, 4 is an output rotary shaft,
The output rotary shaft 4 includes a screw portion 4A and a fitting groove 4B, and is rotatably supported by a bearing 3. Reference numeral 5 denotes a traveling wave generating means. The traveling wave generating means 5 is adhered and fixed to the lower surface side of the peripheral portion of the stator 2, and has a ring-shaped piezoelectric body (not shown) and this piezoelectric body (not shown). ) An individual electrode (not shown) formed on one surface of the piezoelectric body (not shown), and a C-shaped SIN electrode (not shown) and a C-shaped COS electrode (not shown) formed on the other surface of the piezoelectric body (not shown). (Not shown) and generate a traveling wave. Reference numeral 6 denotes a rotor, and this rotor 6 is formed in a disk shape and has a hole 6A with a fitting groove. The lower surface side of the peripheral portion 6B of the rotor 6 is formed in a convex shape and is pressed against a plurality of comb teeth 2D formed on the peripheral portion of the stator 2.

【0008】7は皿バネであり、この皿バネ7は、例え
ば6角形の透穴7Aが形成されている。8は押圧部材で
あり、この押圧部材8は、その中心部に嵌合溝付穴8A
が形成され、その周辺部下面側に6角形状の突起8Bが
形成され、さらに下側周面部に嵌合溝8Cが形成されて
いる。この押圧部材8の嵌合溝付穴8Aは、出力回転軸
4の嵌合溝4Bに嵌合し、この押圧部材8の6角形状の
突起8Bは、皿バネ7の6角形の透穴7Aが嵌合し、こ
の押圧部材8の嵌合溝8Cは、ロータ6の嵌合溝付穴6
Aに嵌合する。9はネジであり、このネジ9は、出力回
転軸4のネジ部4Aにねじ込まれ、押圧部材8を介して
皿バネ7を押圧して固定する。
Reference numeral 7 is a disc spring, and the disc spring 7 is formed with, for example, a hexagonal through hole 7A. Reference numeral 8 denotes a pressing member, and the pressing member 8 has a fitting groove hole 8A at the center thereof.
Is formed, a hexagonal protrusion 8B is formed on the lower surface side of the peripheral portion, and a fitting groove 8C is further formed on the lower peripheral surface portion. The hole 8A with the fitting groove of the pressing member 8 is fitted into the fitting groove 4B of the output rotary shaft 4, and the hexagonal projection 8B of the pressing member 8 has the hexagonal through hole 7A of the disc spring 7. And the fitting groove 8C of the pressing member 8 is fitted into the fitting groove hole 6 of the rotor 6.
Fit to A. Reference numeral 9 denotes a screw, which is screwed into the screw portion 4A of the output rotary shaft 4 and presses and fixes the disc spring 7 via the pressing member 8.

【0009】10は回転軸用ワッシャー、11はネジで
あり、このネジ11は、ステータ2の取付け穴2Bを通
して支持部材1のステータ用ねじ穴1Bにねじ込むこと
によって、ステータ2を支持部材1に一体の固定するこ
とができる。12は検出手段であり、この検出手段12
は、ロータ6の周辺部下側でかつ上記ステータ2のくし
歯2Dに対向して設ける。13はリング状の摩擦部材で
ある。なお、この検出機構12は例えば、発光素子(図
示せず)と受光素子(図示せず)から構成され、上記ロ
ータ6の回転動作により、上記ステータ2のくし歯2D
を検出し、エンコード用信号を出力するものである。
Reference numeral 10 is a rotary shaft washer, and 11 is a screw. The screw 11 is screwed into the stator screw hole 1B of the support member 1 through the mounting hole 2B of the stator 2 to integrate the stator 2 with the support member 1. Can be fixed. Reference numeral 12 is a detection means, and this detection means 12
Is provided below the peripheral portion of the rotor 6 and facing the comb teeth 2D of the stator 2. Reference numeral 13 is a ring-shaped friction member. The detection mechanism 12 is composed of, for example, a light emitting element (not shown) and a light receiving element (not shown), and the comb tooth 2D of the stator 2 is rotated by the rotating operation of the rotor 6.
Is detected and an encoding signal is output.

【0010】次に、上記構成の超音波モータの組み立て
および回転動作について簡単に説明する。まず、出力回
転軸4に、ベアリング3およびステータ2を挿入し、ネ
ジ11をステータ2の取付け穴2Bを通して支持部材1
のステータ用ねじ穴1Bにねじ込み、ステータ2を支持
部材1に一体の固定する。そして、出力回転軸4に、回
転軸用ワッシャー10、ロータ6、および皿バネ7、を
挿入したのち、押圧部材8を挿入する。そして、この出
力回転軸4の嵌合溝4Bに押圧部材8の嵌合溝付穴8A
を嵌合し、押圧部材8の嵌合溝8Cにロータ6の嵌合溝
付穴6Aを嵌合し、押圧部材8の6角形状の突起8Bに
皿バネ7の6角形の透穴7Aを嵌合し、ネジ部4Aにネ
ジ9をねじ込む。
Next, the assembly and rotation operation of the ultrasonic motor having the above structure will be briefly described. First, the bearing 3 and the stator 2 are inserted into the output rotary shaft 4, and the screws 11 are passed through the mounting holes 2B of the stator 2 to form the support member 1
The stator 2 is integrally fixed to the support member 1 by screwing it into the stator screw hole 1B. Then, after inserting the rotary shaft washer 10, the rotor 6, and the disc spring 7 into the output rotary shaft 4, the pressing member 8 is inserted. Then, the fitting groove 4B of the output rotation shaft 4 is fitted into the fitting groove hole 8A of the pressing member 8.
And the fitting groove 8C of the pressing member 8 with the fitting groove hole 6A of the rotor 6, and the hexagonal protrusion 8B of the pressing member 8 with the hexagonal through hole 7A of the disc spring 7. Fit and screw the screw 9 into the screw portion 4A.

【0011】このため、皿バネ7のばね圧により、ロー
タ6は下方に押圧されて、このロータ6の周辺部6Bの
下面側はステータ2の周辺部に形成された複数のくし歯
2Dに圧接される。そこで、進行波発生手段5に駆動信
号を加えると、この進行波発生手段5は進行性の振動を
するため、この進行波発生手段5が接着固定されている
ステータ2の突起2Dは増幅された進行波で振動をす
る。この進行波により、ロータ6が回転動作し、このロ
ータ6の回転動作は押圧部材8を介して出力回転軸4に
伝達され、出力回転軸4を回転することができる。一
方、このロータ6の回転動作により、発光素子(図示せ
ず)と受光素子(図示せず)から構成された検出手段1
2は、上記ロータ6の回転動作により、上記ステータ2
のくし歯2Dを検出し、エンコード用信号を出力するこ
とができる。
Therefore, the rotor 6 is pressed downward by the spring pressure of the disc spring 7, and the lower surface side of the peripheral portion 6B of the rotor 6 is pressed against the plurality of comb teeth 2D formed in the peripheral portion of the stator 2. To be done. Therefore, when a drive signal is applied to the traveling wave generating means 5, the traveling wave generating means 5 vibrates progressively, so that the protrusion 2D of the stator 2 to which the traveling wave generating means 5 is adhesively fixed is amplified. It vibrates with a traveling wave. The traveling wave causes the rotor 6 to rotate, and the rotating operation of the rotor 6 is transmitted to the output rotary shaft 4 via the pressing member 8 so that the output rotary shaft 4 can be rotated. On the other hand, by the rotation operation of the rotor 6, the detecting means 1 including a light emitting element (not shown) and a light receiving element (not shown).
2 is rotated by the rotor 6 to move the stator 2
It is possible to detect the comb tooth 2D and output the encoding signal.

【0012】図3は本発明に係る超音波モータの他の実
施例を示す詳細な断面図であり、図4は図3の一部拡大
した断面図である。この実施例では、発光素子(図示せ
ず)と受光素子(図示せず)から構成された検出手段1
2をロータ6の外周面の外側に固定した場合である。こ
の構成の超音波モータも同様に検出動作することはもち
ろんであり、上記ロータ6の回転動作により、上記ステ
ータ2のくし歯2Dを検出し、エンコード用信号を出力
することができる。なお、上述の実施例では、検出手段
12を、光学的な検出手段としたが、これに限定するこ
となく、磁気的な検出手段、空隙を検出する静電容量検
出手段としてもよいことは、もちろんである。
FIG. 3 is a detailed sectional view showing another embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention, and FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of FIG. In this embodiment, the detecting means 1 is composed of a light emitting element (not shown) and a light receiving element (not shown).
This is the case where 2 is fixed to the outside of the outer peripheral surface of the rotor 6. Needless to say, the ultrasonic motor of this configuration also performs the detection operation, and the rotation operation of the rotor 6 can detect the comb tooth 2D of the stator 2 and output the encoding signal. In the above-mentioned embodiment, the detecting means 12 is an optical detecting means, but the detecting means 12 is not limited to this, and may be a magnetic detecting means or a capacitance detecting means for detecting an air gap. Of course.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る超音波モータによれば、ロータの周辺部下側で、か
つ上記ステータのくし歯に対向して検出機構を設け、ロ
ータの回転動作により、ステータのくし歯を検出し、く
し歯に対応したエンコード用信号を出力するものである
から、特別なエンコード機構を設けることなく、エンコ
ード用信号を出力することができるなどの効果がある。
As described above in detail, according to the ultrasonic motor of the present invention, the detection mechanism is provided below the peripheral portion of the rotor and facing the comb teeth of the stator to rotate the rotor. Since the operation detects the comb teeth of the stator and outputs the encoding signal corresponding to the comb teeth, there is an effect that the encoding signal can be output without providing a special encoding mechanism. .

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

【図1】本発明に係る超音波モータの一実施例を示す詳
細な断面図である。
FIG. 1 is a detailed sectional view showing an embodiment of an ultrasonic motor according to the present invention.

【図2】図1の一部拡大した断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG.

【図3】本発明に係る超音波モータの他の実施例を示す
詳細な断面図である。
FIG. 3 is a detailed cross-sectional view showing another embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention.

【図4】図3の一部拡大した断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ステータ 4 出力回転軸 6 ロータ 7 皿ばね 8 押圧部材 12 検出機構 2 stator 4 output rotary shaft 6 rotor 7 disc spring 8 pressing member 12 detection mechanism

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周辺部上側に複数個のくし歯を形成した
ステータと、リング状の圧電体とこの圧電体の一方の面
に形成した個別電極とこの圧電体の他方の面に形成した
共通電極とから構成し、上記ステータの周辺部下側に接
着固定し進行性の振動波を発生する進行波発生手段と、
上記ステータの周辺部上側に圧接し、このステータの周
辺部上側に増幅されて生ずる進行波によって回転するロ
ータと、このロータの駆動回転を外部に取り出すための
出力手段とを備えた超音波モータにおいて、 上記ロータの周面部で、かつ上記ステータのくし歯に対
向して検出機構を設け、この検出機構は上記ロータの回
転動作により、上記ステータのくし歯を検出し、くし歯
に対応したエンコード用信号を出力することを特徴とす
る超音波モータ。
1. A stator having a plurality of comb teeth formed on an upper side of a peripheral portion, a ring-shaped piezoelectric body, an individual electrode formed on one surface of the piezoelectric body, and a common electrode formed on the other surface of the piezoelectric body. A traveling wave generating means configured to include electrodes and adhesively fixed to a lower side of a peripheral portion of the stator to generate a progressive vibration wave;
An ultrasonic motor comprising: a rotor that is pressed against the upper side of the peripheral portion of the stator and is rotated by a traveling wave generated by being amplified on the upper side of the peripheral portion of the stator; and an output means for extracting the drive rotation of the rotor to the outside. A detection mechanism is provided on the peripheral surface of the rotor and facing the comb teeth of the stator, and the detection mechanism detects the comb teeth of the stator by the rotation operation of the rotor and encodes for the comb teeth. An ultrasonic motor characterized by outputting a signal.
JP7120658A 1995-04-21 1995-04-21 Ultrasonic motor Pending JPH08294292A (en)

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