JPH0446573A - wave motor - Google Patents

wave motor

Info

Publication number
JPH0446573A
JPH0446573A JP2150165A JP15016590A JPH0446573A JP H0446573 A JPH0446573 A JP H0446573A JP 2150165 A JP2150165 A JP 2150165A JP 15016590 A JP15016590 A JP 15016590A JP H0446573 A JPH0446573 A JP H0446573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
wave
drive
circuit
waveform
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
Application number
JP2150165A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3018400B2 (en
Inventor
Osamu Miyazawa
修 宮澤
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2150165A priority Critical patent/JP3018400B2/en
Priority to DE69030481T priority patent/DE69030481T2/en
Priority to KR1019900016594A priority patent/KR910008930A/en
Priority to EP90311426A priority patent/EP0424139B1/en
Priority to US07/602,444 priority patent/US5247220A/en
Publication of JPH0446573A publication Critical patent/JPH0446573A/en
Priority to US08/363,557 priority patent/US5521455A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3018400B2 publication Critical patent/JP3018400B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明の波動モータは、連続駆動とステップ駆動の切り
換えが容易な超音波モータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The wave motor of the present invention relates to an ultrasonic motor that can easily be switched between continuous drive and step drive.

[従来の技術] 従来の超音波モータは特開昭58−93477号公報、
特公昭59−37673号公報、特開昭59−1223
85号公報、特開昭60−51478号公報等、多くの
構成が提案されているが、それらは進行波でステータを
励振するものがほとんどで、間欠的に駆動する場合には
検出手段を付加し、駆動を「断」 ・「続」する事によ
って実現していた。一方、特願平1−273082の如
く、定在波の振動の節を利用したステップ駆動方式も提
案されている。
[Prior art] A conventional ultrasonic motor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-93477,
Japanese Patent Publication No. 59-37673, Japanese Patent Publication No. 59-1223
Many configurations have been proposed, such as in Japanese Patent Application No. 85 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-51478, but most of them excite the stator with a traveling wave, and when driving intermittently, a detection means is added. This was achieved by ``disconnecting'' and ``continuing'' the drive. On the other hand, as in Japanese Patent Application No. 1-273082, a step drive method using vibration nodes of a standing wave has also been proposed.

[発明が解決しようとする課題] ところが、従来の進行波を用いた超音波モータでは回転
角を規定する用途において、前述の検出手段が必要であ
り、小型、低コスト化の妨げになっていた。また、単に
ステップ駆動するだけでは、特に定速で滑らかな駆動が
できないし、連続の高速送りが難しい為、用途に制約が
あった。
[Problem to be solved by the invention] However, in the case of conventional ultrasonic motors using traveling waves, the above-mentioned detection means is required for use in determining the rotation angle, which hinders miniaturization and cost reduction. . In addition, simply step driving does not allow smooth driving at a constant speed, and continuous high-speed feeding is difficult, which limits the application.

そこで本発明の波動モータの目的は、進行波による連続
駆動と、定在波によるステップ駆動を簡単に選択できる
構成を提供するところにある。
Therefore, an object of the wave motor of the present invention is to provide a configuration that allows easy selection between continuous drive using traveling waves and step drive using standing waves.

[課題を解決するための手段] 本発明の波動モータは、複数の振動要素から成る振動子
を添付したステータの微小振動により、前記ステータと
接触するロータを摩擦力で駆動する波動モータにおいて
、前記振動要素の駆動波形の位相を切り換える事により
、前記ステータの振動モードを定在波と進行波に選択可
能にした事を特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The wave motor of the present invention is a wave motor in which a rotor in contact with the stator is driven by frictional force by minute vibrations of a stator attached with a vibrator consisting of a plurality of vibrating elements. The present invention is characterized in that the vibration mode of the stator can be selected between a standing wave and a traveling wave by switching the phase of the driving waveform of the vibrating element.

[実 施 例] 第1図は本発明の概要を示すブロック図であり、100
は、波動モータのステップ駆動と制御する制御回路、1
01は振動子3を添付したステータを振動させる信号を
作り出す発振回路、102は同じく位相を90°ずらす
位相シフタ、103はステップ駆動の駆動波形を作り出
す波形形成回路A、104は進行波の駆動波形を作り出
す波形形成回路Bである。
[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the present invention, and 100
is a control circuit for step drive and control of a wave motor, 1
01 is an oscillation circuit that generates a signal to vibrate the stator to which the vibrator 3 is attached, 102 is a phase shifter that also shifts the phase by 90 degrees, 103 is a waveform forming circuit A that generates a step drive drive waveform, and 104 is a traveling wave drive waveform. This is the waveform forming circuit B that creates the .

切換回路105は、ステップ駆動の場合は波形形成回路
Aの出力を、連続駆動の場合は波形形成回路Bの出力を
、ドライバー回路106に送出し、ステータ2を加振す
る。
The switching circuit 105 sends the output of the waveform forming circuit A in the case of step drive, and the output of the waveform forming circuit B in the case of continuous drive, to the driver circuit 106 to vibrate the stator 2.

第2図は本発明の波動モータの構成例を示す断面図、第
3図は第2図におけるロータ、ステータ振動子、振動要
素の関係を示す平面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration example of the wave motor of the present invention, and FIG. 3 is a plan view showing the relationship among the rotor, stator vibrator, and vibration element in FIG. 2.

点鎖線で示したlは例えば圧電素子からなる振動子3を
添付したステータ2と凸部2aで接するロータであり、
電極パターン3aにリード綿8を介して電圧を印加する
事により、ステータ2が撓み振動をし、ロータ1が回転
する。7はロータに嵌合し輪列受5によって位置決めさ
れ、外部に回転力を取り出す歯形を有するピニオン9は
ロータ1をステータ2に押し付ける押えばねである。ス
テータ2は止めネジ6によってフレーム4に固定されて
いる。ロータ1は半径方向に、複数の突起部1aを有し
、破線で示した振動子3は複数の振動要素30から成っ
ている。尚、本実施例では突起部1aが4ケで振動要素
30が12ケの場合について示したが、本実施例に限定
するものではない。
1 indicated by a dashed dotted line is a rotor that is in contact with a stator 2, to which a vibrator 3 made of a piezoelectric element is attached, at a convex portion 2a;
By applying a voltage to the electrode pattern 3a through the lead cotton 8, the stator 2 bends and vibrates, causing the rotor 1 to rotate. A pinion 9 , which is fitted into the rotor and positioned by the gear train bridge 5 and has a tooth profile for extracting rotational force to the outside, is a pressing spring that presses the rotor 1 against the stator 2 . The stator 2 is fixed to the frame 4 with set screws 6. The rotor 1 has a plurality of protrusions 1a in the radial direction, and the vibrator 3 shown by the broken line is composed of a plurality of vibrating elements 30. In this embodiment, a case is shown in which there are four protrusions 1a and twelve vibration elements 30, but the present invention is not limited to this embodiment.

第4図は前述のステータに定在波で2んの振動モード(
2波長の振動姿態)を励起する場合の励振の方法を示す
説明図であり、十と−でそれぞれ逆の位相で3ケずつ変
形させる事によって一点鎖線の方向に振動のノード(節
)ができる。ステップ振動の場合は、ロータの突起部が
ノードの位1に吸引される為、同時に駆動する振動要素
の組み合わせを徐々にずらす事によって、実現できる。
Figure 4 shows two vibration modes (
This is an explanatory diagram showing an excitation method when exciting a two-wavelength vibration state. By deforming three waves with opposite phases at ten and -, vibration nodes can be created in the direction of the dashed-dotted line. . In the case of step vibration, since the protrusion of the rotor is attracted to node 1, it can be realized by gradually shifting the combination of vibrating elements that are driven simultaneously.

+、−の変形は、電圧の正、負または分極の方向の正逆
等によって可能である。
The + and - transformations are possible by making the voltage positive or negative, or by changing the polarization direction to positive or negative.

第5図は前述のステータに3λの振動モードを励起する
場合の説明図で、2ケずつ駆動する事により、3本の節
が形成される。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the case where a vibration mode of 3λ is excited in the stator described above, and three nodes are formed by driving two stators at a time.

第6図は前述のステータに3えの進行波の振動モードを
励起する場合の例を示す説明図であり、A部を基準とし
た場合、1/4え分離れたB部に位相が90°ずれた波
形とその逆相の波形を印加する事により実現できる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of exciting three traveling wave vibration modes in the stator. When part A is used as a reference, part B, which is separated by 1/4, has a phase of 90°. This can be achieved by applying a waveform with a degree shift and a waveform with the opposite phase.

尚、本発明の意図は進行波と定在波を切り換える事にあ
るので、振動モードは前述の実施例のモードに限定する
ものではない。
Incidentally, since the intention of the present invention is to switch between a traveling wave and a standing wave, the vibration mode is not limited to the mode of the above-mentioned embodiment.

第7図は本発明の波動モータの駆動回路の一例を示す回
路図であり2えの定在波と3えの進行波を切り換える場
合について説明する。この場合、発振回路は、2入用1
01aと3入用101bの2ケを有し、位相シフタ10
2は発振回路BIO1bの波形に対し、90°位相がず
れた波形を形成している。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a drive circuit for a wave motor according to the present invention, and a case will be described in which switching between a 2E standing wave and a 3E traveling wave is shown. In this case, the oscillation circuit has two inputs and one input
01a and 3-use 101b, the phase shifter 10
2 forms a waveform whose phase is shifted by 90 degrees with respect to the waveform of the oscillation circuit BIO1b.

以下、定在波の振動モードでステップ送りをする場合に
ついて説明する。第8区は第7図の■〜■の部分の信号
状態を示すタイミングチャートである。切換回路105
はステータ2に添付した振動子3の振動要素a−ρ、及
びそれらを駆動するドライバー回路106内のドライバ
ー19〜30に対応したスイッチ31〜42を有してい
る。スイッチ31〜42は連動しており、ステップ駆動
の場合は全てa側、即ち波形形成回路AlO3の側に倒
れている。制御回路100の出力信号■はステップ送り
をするタイミングであり、シフトレジスタ107と1/
6分周回路108により◎、◎、■の様に位相がずれた
信号を作り出している。発振回路A101aはステータ
2を共振させる為の信号のを送出しイクスクルーシブ素
子11.12.13によって順次位相を反転させた信号
の、G、[F]を形成している0本実施例においては第
4図に示した様な組み合わせをしており、例えば振動要
素30のd、e、f、j、h、I2に対し、a、b、c
、g、h、iを逆相で駆動する事に対応している。1ス
テツプ送る場合にはe、f、gt h、 I2、aに対
し、h、1、J、b、c、dは逆位相で駆動すれば良く
、順次組み合わせをずらしていく事により、ステップ駆
動が実現する。この場合、どの様な組み合わせてあって
も、対向する位置の振動要素、例えばaとgは同相で、
90゛ずれた位置、例えばdとjは常に逆相になってい
る。この様な関係をインバータ14.15.16を用い
た接続で実現している。
The case where step feeding is performed in the standing wave vibration mode will be described below. Section 8 is a timing chart showing the signal states of parts ① to ② in FIG. 7. Switching circuit 105
has switches 31 to 42 corresponding to the vibrating elements a-ρ of the vibrator 3 attached to the stator 2 and the drivers 19 to 30 in the driver circuit 106 for driving them. The switches 31 to 42 are interlocked, and in the case of step drive, they are all tilted toward the a side, that is, the waveform forming circuit AlO3 side. The output signal ■ of the control circuit 100 is the timing for step feeding, and is the timing for the shift register 107 and 1/
The 6 frequency divider circuit 108 generates signals whose phases are shifted as shown by ◎, ◎, and ■. The oscillation circuit A101a sends out a signal for making the stator 2 resonate, and forms signals G and [F] whose phases are sequentially inverted by the exclusive elements 11, 12, and 13. has a combination as shown in FIG. 4, for example, for d, e, f, j, h, I2 of the vibrating element 30,
, g, h, and i are driven in opposite phases. When sending one step, h, 1, J, b, c, and d should be driven in opposite phases to e, f, gth, h, I2, and a. By sequentially shifting the combinations, step driving is possible. will be realized. In this case, no matter what combination they have, the vibrating elements at opposing positions, for example a and g, are in phase,
Positions shifted by 90 degrees, for example d and j, are always in opposite phase. Such a relationship is realized by connection using inverters 14, 15, and 16.

したがって本構成においては■のタイミングで30°ず
つステップ送りが可能であるが、振動要素の数とそれら
を駆動するタイミングを変更する事により異なった角度
で駆動する事もてきるので本実施例の組み合わせに限定
するものではない。
Therefore, in this configuration, it is possible to step feed by 30 degrees at the timing of ■, but by changing the number of vibrating elements and the timing of driving them, it is also possible to drive them at different angles. It is not limited to combinations.

次に進行波の振動モードで連続回転をさせる場合につい
て説明する0発振回路B101bはステータ2に3λの
共振周波数で発振し、位相シック102は90°ずれた
信号を形成している。切換回路105のスイッチ31〜
42は連動してbの側に倒れている。波形形成回路B1
04はインバータ17.18を有し、発振回路B101
b及び位相シフタ1020反転波形を作り振動要素30
に供給している。したがって3尤の進行波の振動モード
が実現し、ロータは連続で回転するが、進行波の作り方
については各種方式が提案されており、本実施例に限定
するものではない。また本実施例においては定在波が2
え、進行波が3λの組み合わせについて詳述したが、定
在波と進行波が切り換えて励振できれば良いのであって
何らこの組み合わせに限定するものではない。
Next, the case of continuous rotation in the traveling wave vibration mode will be explained.The zero oscillation circuit B101b oscillates in the stator 2 at a resonant frequency of 3λ, and the phase sick 102 forms a signal shifted by 90 degrees. Switch 31 of the switching circuit 105 ~
42 is interlocked and falls to the side of b. Waveform forming circuit B1
04 has inverters 17 and 18, and oscillation circuit B101
b and phase shifter 1020 to create an inverted waveform and vibrating element 30
is supplied to. Therefore, a three-way traveling wave vibration mode is realized, and the rotor rotates continuously. However, various methods have been proposed for creating traveling waves, and the present invention is not limited to this. Also, in this example, the standing waves are 2
Although the combination in which the traveling wave is 3λ has been described in detail, it is sufficient that the standing wave and the traveling wave can be switched and excited, and the combination is not limited to this in any way.

また、ステップ駆動の場合はノードの位置を移動させる
方向を逆にし、連続駆動の場合は、一方に印加する駆動
波形の位相を逆転して進行波の方向を逆にすれば逆転も
容易に実現できる。
In addition, in the case of step drive, the direction in which the node position is moved is reversed, and in the case of continuous drive, reversal can be easily achieved by reversing the phase of the drive waveform applied to one side and reversing the direction of the traveling wave. can.

[発明の効果1 以上詳述した様に本発明によれば、フィードバック手段
等が不要なシーケンス制御でステップ駆動が可能な為、
回転位置制御が容易である。また、進行波による連続駆
動もできる為、滑らかな回転及び高速送りも可能である
。したがって、本発明の効果は絶大である。
[Effects of the Invention 1] As detailed above, according to the present invention, step drive is possible with sequence control that does not require feedback means, etc.
Rotational position control is easy. Furthermore, since continuous driving by traveling waves is possible, smooth rotation and high-speed feeding are also possible. Therefore, the effects of the present invention are tremendous.

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

第1図は本発明の概要を示すブロック図。 第2図は本発明の波動モータの構成例を示す断面図。 第3図は第2図におけるロータ、ステータ、振動子、振
動要素の関係を示す平面図。 第4図は2λの振動モードを励起する場合の励振の方法
を示す説明図。 第5図は3尤の振動モードを励起する場合の説明図。 第6図は、3尤の進行波の振動モードを励起する場合の
一例を示す説明図。 第7図は本発明の波動モータの駆動回路の一例を示す回
路図。 第8図は第7図の駆動回路のタイミングチャト。 100 ・ ・ 101 ・ ・ 102 ・ ・ 103 ・ ・ 106 ・ ・ 3 ・ ] ・ ・ a 2 a ・ ・制御回路 ・発振回路 ・位相シック ・波形形成回路へ 波形形成回1iJB 切換回路 ドライバ回路 ・ステータ ・振動子 振動要素 ・ロータ ・突起部 ・凸部 以上 第 図 第 図 第4 図 第 図 第5 図
FIG. 1 is a block diagram showing an overview of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an example of the configuration of the wave motor of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing the relationship among the rotor, stator, vibrator, and vibrating element in FIG. 2. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an excitation method when exciting a 2λ vibration mode. FIG. 5 is an explanatory diagram when exciting three-like vibration modes. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of exciting a three-like traveling wave vibration mode. FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a drive circuit for a wave motor according to the present invention. FIG. 8 is a timing chart of the drive circuit shown in FIG. 7. 100 ・ ・ 101 ・ ・ 102 ・ ・ 103 ・ ・ 106 ・ ・ 3 ・ ] ・ ・ a 2 a ・ ・Control circuit, oscillation circuit, phase thick, waveform forming circuit to waveform forming circuit 1iJB switching circuit driver circuit, stator, vibration Sub-vibrating element, rotor, protrusions, convex parts and above Figure Figure 4 Figure Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  複数の振動要素から成る振動子を添付したステータの
微小振動により、前記ステータと接触するロータを摩擦
力で駆動する波動モータにおいて、前記振動要素の駆動
波形の位相を切り換える事により、前記ステータの振動
モードを定在波と進行波に選択可能にした事を特徴とす
る波動モータ。
In a wave motor that uses minute vibrations of a stator attached to a vibrator consisting of a plurality of vibrating elements to drive a rotor in contact with the stator using frictional force, the vibration of the stator is reduced by switching the phase of the drive waveform of the vibrating element. A wave motor characterized in that the mode can be selected between standing wave and traveling wave.
JP2150165A 1989-10-20 1990-06-08 Wave motor Expired - Fee Related JP3018400B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2150165A JP3018400B2 (en) 1990-06-08 1990-06-08 Wave motor
DE69030481T DE69030481T2 (en) 1989-10-20 1990-10-18 Ultrasonic motor
KR1019900016594A KR910008930A (en) 1989-10-20 1990-10-18 Ultrasonic motor
EP90311426A EP0424139B1 (en) 1989-10-20 1990-10-18 Ultrasonic motor
US07/602,444 US5247220A (en) 1989-10-20 1990-10-22 Ultrasonic motor
US08/363,557 US5521455A (en) 1989-10-20 1994-12-22 Ultrasonic motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2150165A JP3018400B2 (en) 1990-06-08 1990-06-08 Wave motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0446573A true JPH0446573A (en) 1992-02-17
JP3018400B2 JP3018400B2 (en) 2000-03-13

Family

ID=15490929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2150165A Expired - Fee Related JP3018400B2 (en) 1989-10-20 1990-06-08 Wave motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3018400B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04236175A (en) * 1991-01-17 1992-08-25 Seiko Epson Corp Ultrasonic motor
JP2011254661A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Hoya Corp Ultrasonic motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04236175A (en) * 1991-01-17 1992-08-25 Seiko Epson Corp Ultrasonic motor
JP2011254661A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Hoya Corp Ultrasonic motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3018400B2 (en) 2000-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0424141B1 (en) Drive control circuit for an ultra-sonic stepping motor
EP0424140A2 (en) Electronic timepiece
JPH0446573A (en) wave motor
JP3044751B2 (en) Drive control device for wave step motor
JP3006037B2 (en) Wave step motor
JP3006039B2 (en) Wave step motor
JP3044750B2 (en) Drive control device for wave step motor
JP2509310B2 (en) Control method of ultrasonic motor
JP3000686B2 (en) Ultrasonic motor
JP3044752B2 (en) Drive control device for wave step motor
JP2650952B2 (en) Drive circuit for vibration type motor
EP0590373A1 (en) Ultrasonic motor
JPH04334980A (en) Ultrasonic stepping motor
JPH04172975A (en) ultrasonic motor
JPH03143276A (en) Standing wave motor
JPH0937576A (en) Ultrasonic motor and driving method therefor
JP2000060162A (en) Ultrasonic motor drive device and electronic unit with ultrasonic motor
JP3000702B2 (en) Exciting method of vibrating body
JPS63268477A (en) Vibration wave motor drive circuit
JPH0479236B2 (en)
JP2683212B2 (en) Vibration wave motor controller
JP2817992B2 (en) Starting the vibration wave motor
JPH08126360A (en) Ultrasonic motor
JPH06121557A (en) Ultrasonic motor and driving method therefor
JPH08317672A (en) Ultrasonic motor apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees