JPS62181682A - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
- Publication number
- JPS62181682A JPS62181682A JP61020825A JP2082586A JPS62181682A JP S62181682 A JPS62181682 A JP S62181682A JP 61020825 A JP61020825 A JP 61020825A JP 2082586 A JP2082586 A JP 2082586A JP S62181682 A JPS62181682 A JP S62181682A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- ultrasonic motor
- stator
- positioning
- outer periphery
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/166—Motors with disc stator
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超音波モータに関するものである。
従来の技術
従来、位置決めアクチェータとして、ステッピングモー
タ、直流サーボモータ等があり、これらは広（産業上で
利用されている。しかし、たとえば２位置あるいは３位
置に位置決めを必要とする自動車の・す“スペンション
アクチェータの場合、ステッピングモータ、直流サーボ
モータの様な位置決めアクチェータは、応答性が遅い（
ステッピングモータの場合、目標値まで一歩進づつ送る
ため応答性が遅（なる）、電源オフ時の静止保持力がな
い（直流サーボモータの場合、電源がオフされると、サ
ーボがかからなくなり、自由な状態となる）、形状が大
きいという問題等があり、用いられていない。そして現
在サスペンションアクチェータとしては、直流モータ、
ギヤー及び機械的ストッパによって構成された構造的に
複雑なアクチェータが用いられている。
タ、直流サーボモータ等があり、これらは広（産業上で
利用されている。しかし、たとえば２位置あるいは３位
置に位置決めを必要とする自動車の・す“スペンション
アクチェータの場合、ステッピングモータ、直流サーボ
モータの様な位置決めアクチェータは、応答性が遅い（
ステッピングモータの場合、目標値まで一歩進づつ送る
ため応答性が遅（なる）、電源オフ時の静止保持力がな
い（直流サーボモータの場合、電源がオフされると、サ
ーボがかからなくなり、自由な状態となる）、形状が大
きいという問題等があり、用いられていない。そして現
在サスペンションアクチェータとしては、直流モータ、
ギヤー及び機械的ストッパによって構成された構造的に
複雑なアクチェータが用いられている。
第２図は、従来のナスペンションアクチェータの構造を
示すものである。第２図において、１４は直流モータで
ある。１５はピニオンギヤで、直流モータ１４の回転軸
に取りつけられ、セクタギヤ１〔５と歯車結合されてい
る。セクタギヤ１６は、その周囲の約半分に市が切られ
ており、その反対側には、ある幅をちった突起状のスト
ッパ１７が一体に構成されている。セクタギヤ１６の一
部分に円弧状の穴が設けられ、その穴を通してストッパ
１８が設けられている。ストッパ１８は、ソレノイド１
９の磁気的吸引力によって駆動できるようになついる。
示すものである。第２図において、１４は直流モータで
ある。１５はピニオンギヤで、直流モータ１４の回転軸
に取りつけられ、セクタギヤ１〔５と歯車結合されてい
る。セクタギヤ１６は、その周囲の約半分に市が切られ
ており、その反対側には、ある幅をちった突起状のスト
ッパ１７が一体に構成されている。セクタギヤ１６の一
部分に円弧状の穴が設けられ、その穴を通してストッパ
１８が設けられている。ストッパ１８は、ソレノイド１
９の磁気的吸引力によって駆動できるようになついる。
又セクタギヤ１６の中心には、メインシャフト２０が取
りつけられ、ショックアブ゛／−ハ２１のコントロール
ロッド２２と結合シ、回転の伝達を行っている。
りつけられ、ショックアブ゛／−ハ２１のコントロール
ロッド２２と結合シ、回転の伝達を行っている。
以上のように構成された、サスペンションアクヂエータ
について、以下その動作について説明する。
について、以下その動作について説明する。
まず、ナスペンションアクチェータが、どの様な役割を
するものか説明する。ショックアブソーバ２１は、路面
からの振動、衝撃を吸収するものであるが、最近は、路
面状況（平坦路、でこぼこ路等〉あるいは、運転状況（
高速運転、カーブをまがろ等）に応じて、ショックアブ
ソーバのダンピングを、ソフトにしたり、ハード（こし
たりずろことが行われ、ショックアブソーバのダンピン
グ定数を２段、あるいは３段に切換えろことが求められ
ている。そのためコントロールロッド２２を±６０’あ
るいは、Ｏ” 、’−６０”のトＲに２ （ｊ’ｔ 、
ｒｔあるいは３位置に位置決めすることが必要となって
いる。その切換えを行うものが、ザスペンションアクチ
ェータである。
するものか説明する。ショックアブソーバ２１は、路面
からの振動、衝撃を吸収するものであるが、最近は、路
面状況（平坦路、でこぼこ路等〉あるいは、運転状況（
高速運転、カーブをまがろ等）に応じて、ショックアブ
ソーバのダンピングを、ソフトにしたり、ハード（こし
たりずろことが行われ、ショックアブソーバのダンピン
グ定数を２段、あるいは３段に切換えろことが求められ
ている。そのためコントロールロッド２２を±６０’あ
るいは、Ｏ” 、’−６０”のトＲに２ （ｊ’ｔ 、
ｒｔあるいは３位置に位置決めすることが必要となって
いる。その切換えを行うものが、ザスペンションアクチ
ェータである。
今、直流モータ１４に電源が加えられると、直流モータ
１４は、ある一方向に回転する。そしてその回転がピニ
オンギヤ１５を介してセクタギヤ１６に伝達され、ショ
ックアブソーバ２１のコントロールロッド２２が回転す
る。そしてストッパ１７が、ケース側に設けられた壁面
に当ると、それ以上動けなくなり、その位置で停止する
。次に電源の極性を逆にして直流モータ１４に電源を印
加すると、直流モータ１４は、前回とは反対方向に回転
し、ストッパ１７も反対方向に動く。そして反対側に設
けられた壁面に当たり、それ以上動けなくなり、その位
置で停止する。この様にして、２位置に、位置決めがな
される。３位置の位置決めは、今述べた２位置のほかに
、その中間位置にて停止させることによって行うことが
できる。その方法は、ソレノイド１つの磁気的吸引力に
よって、ストッパ１８を引きつけ、セクタギヤ１６に設
けられた溝に、はめ込ませ、セクタギヤ１６を強ｉｌｌ
的に停止させている。
１４は、ある一方向に回転する。そしてその回転がピニ
オンギヤ１５を介してセクタギヤ１６に伝達され、ショ
ックアブソーバ２１のコントロールロッド２２が回転す
る。そしてストッパ１７が、ケース側に設けられた壁面
に当ると、それ以上動けなくなり、その位置で停止する
。次に電源の極性を逆にして直流モータ１４に電源を印
加すると、直流モータ１４は、前回とは反対方向に回転
し、ストッパ１７も反対方向に動く。そして反対側に設
けられた壁面に当たり、それ以上動けなくなり、その位
置で停止する。この様にして、２位置に、位置決めがな
される。３位置の位置決めは、今述べた２位置のほかに
、その中間位置にて停止させることによって行うことが
できる。その方法は、ソレノイド１つの磁気的吸引力に
よって、ストッパ１８を引きつけ、セクタギヤ１６に設
けられた溝に、はめ込ませ、セクタギヤ１６を強ｉｌｌ
的に停止させている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記の様な構成では、構造的に複雑なた
め、形状が大きくなり、又ギヤ、ストッパ、ソレノイド
等を有しているため応答性が劣るという問題点を有して
いた。本発明は、上記問題点に鑑み、■小形で、■構造
の部用な、■ギヤ、ストッパ等を用いないダイレクトド
ライブのできろ、（４）応答性の早い、■電源オフ時に
ち停止Ｊ：保持トルクを有する、位置決め可能なアクチ
ェータを提供することを目的としている。
め、形状が大きくなり、又ギヤ、ストッパ、ソレノイド
等を有しているため応答性が劣るという問題点を有して
いた。本発明は、上記問題点に鑑み、■小形で、■構造
の部用な、■ギヤ、ストッパ等を用いないダイレクトド
ライブのできろ、（４）応答性の早い、■電源オフ時に
ち停止Ｊ：保持トルクを有する、位置決め可能なアクチ
ェータを提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するため本発明は、鉄、ステンレスな
どの弾性体に圧電体が接合されたステータと、耐摩耗性
のライニング材が貼り合わされたロータとで構成される
超音波モータのロータの側面あるいは上下面に、永久磁
石あるいは光反射板を取りつけ、その永久磁石あるいは
光反射板の位置を、磁気感応素子あるいは光感応素子に
より検出し、該ロータの位置決めを行えるようにしたｔ
）のである。
どの弾性体に圧電体が接合されたステータと、耐摩耗性
のライニング材が貼り合わされたロータとで構成される
超音波モータのロータの側面あるいは上下面に、永久磁
石あるいは光反射板を取りつけ、その永久磁石あるいは
光反射板の位置を、磁気感応素子あるいは光感応素子に
より検出し、該ロータの位置決めを行えるようにしたｔ
）のである。
作用
この技術的手段による作用は次の様である。すなわち超
音波モータのステータとロータとは、ある適当な荷重で
加圧接触されているため、電源オフ時においても、大き
な静止保持トルク〈モータ起動トルクの２倍程度〉を有
している。したがって、ホール素子等の磁気感応素子（
光感応素子）により、ロータに取りつけられた永久磁石
（光反射板）の位置が検出された時点て、超音波モータ
の電源をオフにすると、ライニング材とステータとの間
に大きな摩擦力が働き、ロータを■４時に停止Ｆさせる
ことができる。このようにして位置決めアクチェータが
可能となる。
音波モータのステータとロータとは、ある適当な荷重で
加圧接触されているため、電源オフ時においても、大き
な静止保持トルク〈モータ起動トルクの２倍程度〉を有
している。したがって、ホール素子等の磁気感応素子（
光感応素子）により、ロータに取りつけられた永久磁石
（光反射板）の位置が検出された時点て、超音波モータ
の電源をオフにすると、ライニング材とステータとの間
に大きな摩擦力が働き、ロータを■４時に停止Ｆさせる
ことができる。このようにして位置決めアクチェータが
可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例を７Ａ １図にもとすいて説明
する。１は弾性体で、たとえば鉄、ステンレス等の金属
よりなる。この弾性体１の底面には、圧電体２及び圧電
体３が、樹脂接着剤にて強固に接合されている。又弾性
体１の上面には、リング状の突起部１ａが設けられ、機
械ひずみの振幅を拡大し、有効に出力がとりだされる構
造になっている。これらによりステータ４が構成される
。尚、圧電体２と圧電体３は、それぞれ正極、負極に交
互にｎ分極（ｎ：偶数〉されている。そして圧電体２と
圧電体３は、機械的に位相が、電気角でπ／２ずれた状
態で接合されている。（−分極間隔を電気角でπとする
。） 圧電体２と圧電体３には、電圧が印加できる様、リード
線が取りつけられている。
する。１は弾性体で、たとえば鉄、ステンレス等の金属
よりなる。この弾性体１の底面には、圧電体２及び圧電
体３が、樹脂接着剤にて強固に接合されている。又弾性
体１の上面には、リング状の突起部１ａが設けられ、機
械ひずみの振幅を拡大し、有効に出力がとりだされる構
造になっている。これらによりステータ４が構成される
。尚、圧電体２と圧電体３は、それぞれ正極、負極に交
互にｎ分極（ｎ：偶数〉されている。そして圧電体２と
圧電体３は、機械的に位相が、電気角でπ／２ずれた状
態で接合されている。（−分極間隔を電気角でπとする
。） 圧電体２と圧電体３には、電圧が印加できる様、リード
線が取りつけられている。
ステータ４は、固定台５に接着剤にて固定されている。
そして、ステータ４の中心部には、ベアリング９が設け
られ、ロータ８の軸８ａがはまり込むようになっている
。一方ロータ８には、耐摩ｔＩＺ性のライニング材７が
接着され、前述のステータ４のリング状の突起部１２ｔ
と接触する。ようになっている。又、ロータ８の軸の先
端はネジが切られており、ライニング材７とリング状の
突起部１３が適当な荷重で接触し加圧される様、スプリ
ングワッシャ１０とナツト１１で締めつけられろ構造に
なっている。ロータ８の外周面には、永久磁石１２が、
３ケ所に取りつけられている。基板６には、ポール素子
、磁気抵抗素子のような磁気感応素子１３が、前述の永
久磁石１２と適当な間隙をもって対向する位置に取りつ
けられている。
られ、ロータ８の軸８ａがはまり込むようになっている
。一方ロータ８には、耐摩ｔＩＺ性のライニング材７が
接着され、前述のステータ４のリング状の突起部１２ｔ
と接触する。ようになっている。又、ロータ８の軸の先
端はネジが切られており、ライニング材７とリング状の
突起部１３が適当な荷重で接触し加圧される様、スプリ
ングワッシャ１０とナツト１１で締めつけられろ構造に
なっている。ロータ８の外周面には、永久磁石１２が、
３ケ所に取りつけられている。基板６には、ポール素子
、磁気抵抗素子のような磁気感応素子１３が、前述の永
久磁石１２と適当な間隙をもって対向する位置に取りつ
けられている。
以上のように構成された位置決め手段を備えた超音波モ
ータの動作を説明する。
ータの動作を説明する。
超音波モータは、その系のもっている共振周波数におい
て駆動される。今、圧電体２及び３に、それぞれπ／２
位相の異なる前記共振周波数の２相交流電圧を印加する
と、ステータ４は、進行性の機械ひずみの波を発生する
。従ってステータ４と加圧接触しているロータ８は、波
の頂点でのみ接触しく ｎ ／ ２ケ所で接触。）、波
の進行方向とは逆方向に波の頂点速度で送られ、回転す
ることになる。ロータ８の外周面に取りつけられた永久
磁石１２が、磁気感応素子１３に対向した位置にくると
、電気的パルスが発生する。従ってその電気的パルスの
立ち上がりエツジを検出し、その時点で、圧電体２及び
３に印加されている２相交流電圧を回路的に遮断すると
、ステータ４に機械ひずみが発生しなくなり、ライニン
グ材７とリング状の突起部１ａが全面に渡って接触し、
大きな摩擦力を発生し、ロータ８を瞬時に停止すること
ができる。尚第２図において、永久磁石１２が３ケ所に
取りつけられ、３位置に位置決めが行われる様になって
いるが、永久磁石１２をｍケ所に取りつけることによっ
て、ｍ位置の位置決めを行うことら可能である。
て駆動される。今、圧電体２及び３に、それぞれπ／２
位相の異なる前記共振周波数の２相交流電圧を印加する
と、ステータ４は、進行性の機械ひずみの波を発生する
。従ってステータ４と加圧接触しているロータ８は、波
の頂点でのみ接触しく ｎ ／ ２ケ所で接触。）、波
の進行方向とは逆方向に波の頂点速度で送られ、回転す
ることになる。ロータ８の外周面に取りつけられた永久
磁石１２が、磁気感応素子１３に対向した位置にくると
、電気的パルスが発生する。従ってその電気的パルスの
立ち上がりエツジを検出し、その時点で、圧電体２及び
３に印加されている２相交流電圧を回路的に遮断すると
、ステータ４に機械ひずみが発生しなくなり、ライニン
グ材７とリング状の突起部１ａが全面に渡って接触し、
大きな摩擦力を発生し、ロータ８を瞬時に停止すること
ができる。尚第２図において、永久磁石１２が３ケ所に
取りつけられ、３位置に位置決めが行われる様になって
いるが、永久磁石１２をｍケ所に取りつけることによっ
て、ｍ位置の位置決めを行うことら可能である。
以上のように、本実施例によれば、弾性体１と該弾性体
１を励振させろ為の圧電体２，３とで構成されたステー
タと、ある適当な荷重で、該ステータに加圧接触させた
ロータ８で構成される超音波モータにおいて、ロータ８
に永久磁石１２を取りつけ、ホール素子、磁気抵抗素子
などの磁気感応素子１３を設けることにより、ロータ８
の位置決めを行うことが可能である。
１を励振させろ為の圧電体２，３とで構成されたステー
タと、ある適当な荷重で、該ステータに加圧接触させた
ロータ８で構成される超音波モータにおいて、ロータ８
に永久磁石１２を取りつけ、ホール素子、磁気抵抗素子
などの磁気感応素子１３を設けることにより、ロータ８
の位置決めを行うことが可能である。
なお、前記永久磁石１２のかわりに、光反射板を前記ロ
ータ８に取りつけ、ホトリフレクタなどの光感応素子に
より、該ロータの位置決めを行うことも可能である。
ータ８に取りつけ、ホトリフレクタなどの光感応素子に
より、該ロータの位置決めを行うことも可能である。
発明の効果
以上のように本発明は、弾性体と、該弾性体を励振させ
る為の圧電体とで構成されたステータと、ある適当な荷
重で、該ステータに加圧接触されたロータとで構成され
る超音波モータにおいて、該ロータの回転位置を検出し
位置決めを行う位置決め手段を設けることにより、小形
で、構造の簡単な、直結駆動のできる応答性の早い、電
源オフ時にも静止保持トルクを有する位置決めアクチェ
ータを提供することができる。
る為の圧電体とで構成されたステータと、ある適当な荷
重で、該ステータに加圧接触されたロータとで構成され
る超音波モータにおいて、該ロータの回転位置を検出し
位置決めを行う位置決め手段を設けることにより、小形
で、構造の簡単な、直結駆動のできる応答性の早い、電
源オフ時にも静止保持トルクを有する位置決めアクチェ
ータを提供することができる。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の位置決め手
段を備えた超音波モータの縦断面図および−Ｅ面図、第
２図（ａ＞、（ｂ）は従来のサスペンションアクチェー
クの構造図お、よび縦断面図である。 １・・・・・・弾性体、２，３・・・・・・圧電体、４
・・・・・・ステータ、７・・・・・・ライニング、８
・・・・・・ロータ、１２・・・・・・ホス磁石、１３
・・・・・・磁気感応素子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第２図 ／−一−グ単・Ｌ≦セトニイ斜１５ミ ２、．３−；圧電体 ４− ステー／ ７− ライニング
段を備えた超音波モータの縦断面図および−Ｅ面図、第
２図（ａ＞、（ｂ）は従来のサスペンションアクチェー
クの構造図お、よび縦断面図である。 １・・・・・・弾性体、２，３・・・・・・圧電体、４
・・・・・・ステータ、７・・・・・・ライニング、８
・・・・・・ロータ、１２・・・・・・ホス磁石、１３
・・・・・・磁気感応素子。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第２図 ／−一−グ単・Ｌ≦セトニイ斜１５ミ ２、．３−；圧電体 ４− ステー／ ７− ライニング
Claims (3)
- （１）弾性体と、該弾性体を励振させる為の圧電体とで
構成されたステータと、ある適当な荷重で該ステータに
加圧接触されたロータと、該ロータの回転位置を検出し
、位置決めを行う位置決め手段とを備えた超音波モータ
。 - （２）位置決め手段は、ロータの外周部又は外周近辺の
上下面に取り付けた永久磁石と、この永久磁石に対向し
て設けた磁気感応素子とにより構成してなる特許請求の
範囲第１項記載の超音波モータ。 - （３）位置決め手段は、ロータの外周部又は外周近辺の
上下面に取り付けた光反射板と、この光反射板に対向し
て設けた光感応素子とにより構成した特許請求の範囲第
１項記載の超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61020825A JPS62181682A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61020825A JPS62181682A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 超音波モ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62181682A true JPS62181682A (ja) | 1987-08-10 |
Family
ID=12037813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61020825A Pending JPS62181682A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62181682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01234071A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気式エンコーダ装置付き超音波モータ |
| JPH0287983A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波アクチュエータの制御装置 |
| JPH02107285U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-27 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204477A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーターの駆動制御回路 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP61020825A patent/JPS62181682A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204477A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 超音波モーターの駆動制御回路 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01234071A (ja) * | 1988-03-15 | 1989-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気式エンコーダ装置付き超音波モータ |
| JPH0287983A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波アクチュエータの制御装置 |
| JPH02107285U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-27 |
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